鑽孔雷達方法是一種確定地下介質分布的廣譜電磁技術，它能在岩土介質中穿透一定的距離，使用的頻率通常在50～250MHz。鑽孔雷達與地面使用的地質雷達原理相同，它利用一個天線發射高頻寬頻電磁波，另一個天線接收來自地下岩土介質的發射波。
基本介紹
- 中文名：鑽孔地質雷達
- 簡介：確定地下介質分布的廣譜電磁技術
- 說明：它能在岩土介質中穿透一定的距離
- 頻率：通常在50～250MHz
簡介,解析,
簡介
鑽孔地質雷達
鑽孔雷達方法是一種確定地下介質分布的廣譜電磁技術，它能在岩土介質中穿透一定的距離，使用的頻率通常在50～250MHz。鑽孔雷達與地面使用的地質雷達原理相同，它利用一個天線發射高頻寬頻電磁波，另一個天線接收來自地下岩土介質的發射波。雷達波的傳播受到岩土電磁性質及幾何形態的影響，接收端電磁波強度和波形將隨之發生變化。據此，根據接收端電磁波的雙程走時（Travel Time）、振幅（Amplitude）和波形（Waveform）資料，可以推測出地下岩土介質的結構特徵。另外，如果地下岩土介質電導率超過某一數值，雷達單孔反射測量（Single-hole Radar）將失去效用。由於在高導介質中電磁波不能以波的形式進行傳播，此時只能進行跨孔測量（Crosshole Radar）或孔中－地面測量（Vertical Radar Profiling, VPR），這兩種探測方法主要根據首波振幅和到達時間來獲取重要的地質信息。
解析
在雷達反射探測方式中，發射天線和接收天線都放置於同一鑽孔中，且間距固定，用於傳輸信號觸發和數據採集的光纜可以消除普通電纜對收發天線的附加干擾，鑽孔雷達常用天線為偶極子天線，它能輻射和接收來自360°空間的信號。和地面地質雷達一樣，鑽孔雷達的解譯是在數據處理後所得的地質雷達圖像剖面中，根據反射波組的波形與強度特徵，通過同相軸的追蹤，確定反射波組的地質特徵。當岩體中存在不良地質體（如裂隙、層理、斷裂、破碎帶、岩溶和地下水等）時，不良地質體與周圍岩體的電性差異較大，容易形成強烈的反射波，同時，還可能由於岩性的差異產生繞射波，並在時間剖面上形成雙曲線特徵。鑽孔雷達解譯的不同之處主要在於對空間的解釋，對於地面地質雷達來說，所有的反射都來自半空間，而對於鑽孔雷達來說，反射來自360°的徑向範圍。一般情況下，利用單孔雷達反射數據很難確定反射體的方位，而只能確定反射體的距離。當反射體為平面時，平面和鑽孔的夾角也可確定下來。對於點目標來說，反射信號的特徵為雙曲線，對於未穿過鑽孔的裂縫來說，反射特徵為一條斜線。斜線和鑽孔的夾角由裂縫與鑽孔的夾角決定。當裂縫穿過鑽孔時，反射特徵像張開的剪刀，利用這些特徵可以推斷裂縫的形態。
參考文獻
[1] 李大心, 探地雷達方法與套用, 地質出版社, 1994.
[2] 曾昭發, 劉四新, 王者江等編, 探地雷達方法原理及套用，科學出版社，2006.
[3] 鐘聲, 王川嬰, 吳立新等. 鑽孔雷達與數字攝像技術在地質勘探中的綜合套用[J]. 地球物理學進展, 2011.26(1):335-341.
