地质雷达(ZTR12)探测地下空区的应用试验研究

摘要

地质雷达探测技术具有识别度高、对探测目标无损害、试验操作相对简便、应用范围广泛等优点。对复杂地质环境探测，有着非常广泛的用途，如探测地下采空区、公路检测、覆盖层厚度、渗透水、查找断层、破碎带、古溶洞，以及地下埋藏物（如地下管道、电缆、金属物品等）、人防通道、涵洞等特别有用。
　　为了研究与分析ZTR12地质雷达探测地下空区的有效性，利用该雷达系统对地下通道、裂隙带和地下管线分布范围及深度进行了探测。论文研究的主要内容如下:
　　1.系统分析ZTR12地质雷达的技术参数选择以及物理依据,并给出相应的经验值。
　　2.在不同地质环境条件下，如地下通道、裂隙带和地下管线，根据不同区域电性特征差异性，选择不同参数进行探测，并利用地质雷达信号处理软件对试验数据进行分析处理。信号处理方法包括零线设定、一维滤波处理、背景消除、增益、小波变换等。
　　3.在不同地质环境，设置不同地质雷达探测参数，运用不同信号处理方法得到相应的地质雷达图像。试验结果表明，对地下通道、浅层渗透水区及地下金属管线，ZTR12地质雷能探测出空间位置及其埋藏深度；在深层裂隙探测中，由于受ZTR12地质雷达有效探测深度的限制，未能取得有效的探测结果。
　　4.运用加拿大sensoft EKKO型地质雷达在地下通道做对比试验研究，通过选择合理的参数，得出较为直观的探测结果，与ZTR12地质雷达探测结果相符。
　　5.试验表明ZTR12地质雷达在浅层地质条件下有较好的应用效果，应用试验研究结果能够为今后ZTR12地质雷达的使用提供参考。

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1绪 论

1.1研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3地质雷达的应用状况

1.4选题的依据

1.5研究内容及意义

2 地质雷达基本理论及技术方法

2.1麦克斯韦方程组与本构方程

2.2电磁场的波动方程

2.3电磁波传播特性

2.4电磁波在岩土介质中的传播

2.5导体中的电磁波及表面的反射特征

2.6介质的电磁性质及高频雷达波在分层有耗介质中的传播机制

2.7地质雷达工作原理及组成

2.8地质雷达（ZTR12）参数设置

2.9本章小结

3 地质雷达数据处理和资料解释

3.1数据处理

3.2信号处理

3.3资料解释

3.4本章小结

4 地质雷达ZTR12探测地下空区的实例

4.1内蒙古科技大学校园地下通道探测

4.2石宝矿区探测

4.3内蒙古科技大学校园地下管道探测

4.4本章小结

结论

参考文献

在学期间研究成果

致谢