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探地雷达技术在复杂地质条件下的应用研究

作　者: 张长雷
导　师: 宛新林
学　校: 安徽建筑工业学院
专　业: 结构工程
关键词: 复杂地质条件 探地雷达技术 花岗岩风化球 钻探 堤坝塌陷 高密度电法
分类号: TU195
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


基础建设的高速发展对查明工程地质状况的要求越来越严格。传统的勘察方法如钻探和坑探等随机性大、效率低、费用高且具有破坏性、容易漏探。这些局限性使传统的勘察方法很难在复杂地质条件下取得良好的效果。地球物理方法,特别是探地雷达(简称GPR),已经成为工程勘察领域最常用的技术之一。它以其分辨率高、探测速度快、对探测对象无损害、探测结果形象直观等优点在复杂地质条件下得到了广泛的应用,取得了令人满意的效果。本文结合探地雷达的工作原理及现场试验,研究探地雷达在堤坝塌陷和花岗岩风化球探测中的应用。通过数据处理和分析,对堤坝塌陷和花岗岩风化球的尺寸和分布范围作了较为准确的探测。本文研究的主要内容如下1.简述探地雷达的国内外发展状况,明确本文的选题依据,研究意义和内容。2.简述探地雷达基本理论和系统组成,岩土工程材料的电磁学特征；介绍探地雷达的工作原理和常用的测量方式；重点分析探地雷达的技术参数和测量参数,并给出相应的经验值。3.深入分析探地雷达数据处理流程和几种常用的资料解释方法。其中,对数据处理流程中的各个方法进行详细说明,并给出处理前后雷达图像说明相应的处理效果。4.选取复杂地质条件下的两个实例,进行探地雷达试验。以堤坝塌陷探测为例,简述高密度电法工作原理,重点分析本工程探地雷达参数设置的依据和数据处理前后的雷达图像。通过分析比对高密度电法和探地雷达探测成果,发现两种方法探测到的异常体位置和规模基本吻合；以花岗岩风化球探测为例,总结出该场地几种典型的雷达图像。结合钻探资料,不仅得出花岗岩风化球雷达图像的特点,表现为相应段反射波同相轴呈曲折、分叉特征,又进一步验证雷达结果的准确程度。5.物探结果具有多解性,应根据具体的工程条件选取适宜的方法对其结果验证。在堤坝塌陷探测中,出于安全考虑,采用了高密度电法进行无损探测以验证探地雷达结果的准确程度；在花岗岩风化球探测中,出于对地质条件严格要求考虑,采用钻孔方法验证探地雷达结果的准确程度；上述试验表明探地雷达在复杂地质条件下有很好的应用前景,可以为工程建设提供参考意见。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
插图清单  11-13
表格清单  13-14
第一章 绪论  14-20
  1.1 引言  14-15
  1.2 国内外研究现状  15-16
    1.2.1 国外研究动态及发展趋势  15-16
    1.2.2 国内研究动态及发展趋势  16
  1.3 选题的依据  16-17
  1.4 研究的主要意义及内容  17-20
    1.4.1 研究的主要意义  17-18
    1.4.2 研究的主要内容  18-20
第二章 探地雷达的基本理论及方法技术  20-38
  2.1 探地雷达的基本理论  20-24
    2.1.1 麦克斯韦方程组与本构方程  20-21
    2.1.2 电磁场的波动方程  21-23
    2.1.3 电磁波传播特性  23-24
  2.2 岩土工程介质的电磁特性  24-25
  2.3 探地雷达工作原理和系统组成  25-27
    2.3.1 探地雷达工作原理  25-26
    2.3.2 探地雷达系统组成  26-27
  2.4 探地雷达的参数选择  27-34
    2.4.1 探地雷达技术参数  27-30
    2.4.2 探地雷达探测参数  30-34
  2.5 探地雷达反射测量方式  34-36
    2.5.1 剖面法  34-35
    2.5.2 共中心点法或共深度点法  35-36
  2.6 本章小结  36-38
第三章 探地雷达数据处理和资料解释  38-52
  3.1 探地雷达数据处理  38-47
    3.1.1 探地雷达数据处理流程  38-39
    3.1.2 数据编辑  39-40
    3.1.3 能量增益  40-43
    3.1.4 数字滤波  43-45
    3.1.5 反褶积  45-46
    3.1.6 偏移处理  46-47
  3.2 探地雷达资料解释  47-50
    3.2.1 雷达波速度的计算  47-49
    3.2.2 反射层的拾取  49
    3.2.3 时间剖面解释  49-50
  3.3 本章小结  50-52
第四章 探地雷达技术在复杂地质条件下的应用实例  52-72
  4.1 堤坝隐患探测应用实例  52-64
    4.1.1 概述  52
    4.1.2 高密度电法原理  52-53
    4.1.3 工程概况及测试技术  53-55
    4.1.4 数据处理和资料解释  55-63
    4.1.5 结语  63-64
  4.2 花岗岩风化球探测应用实例  64-72
    4.2.1 概述  64
    4.2.2 不同探测方法比较  64-65
    4.2.3 现场探测方式及参数设置  65-66
    4.2.4 数据处理与结果分析  66-70
    4.2.5 结语  70-72
第五章 结论与展望  72-74
  5.1 结论  72-73
  5.2 展望  73
  5.3 创新点  73-74
参考文献  74-77
致谢  77-78
作者简介及读研期间主要科研成果  78

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑勘测 > 勘探技术
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