地質雷達所用電磁波,有一較寬的頻譜,屬分米波。此處假設探測地下結構,預設一不規則空洞,預埋一工字型金屬:電磁波以短脈沖形式,由地面向下入射,經反射后回到地面,走時: 這樣,同一頻率天線在原地發射、原地接收的波形圖如下圖1所示。 圖1上表示了反射回波變化不僅發生在不同介質的分界面上,也可在其他界面上如同空氣與巖石(空洞)或金屬、非金屬與埋土處發生。這里,應注意到地面巖性界面反射的波形與入射波相反,而空洞界面的波形則與入射波相同。圖中右部表示了接收的數據在沿地面移動八個位置時所得到的波形圖。從圖上可以看到,反射波的幅度在各個界面處有所不同,顯然,這是由于入射波抵達反射界面時,兩種不同介質界面的反射系數不同所致。 電磁波反射的基本波形 電磁波的傳播取決于介質的電性,介質的電性主要有電導率μ和介電常數 ε,前者主要影響電磁波的穿透(探測)深度,在電導率適中的情況下,后者決定電磁波在該物體中的傳播速度,因此,所謂電性介面也就是電磁波傳播的速度介面。 不同的地質體(物體)具有不同的電性,因此,在不同電性的地質體的分界面處這些反射信號,基本上可以分為兩類,一種是孤立體的反射信號,一種是層面體的反射信號,根據雷達圖像是電磁波在介質中傳播的時間剖面,我們可以很容易地理解孤立體和層面體波形形成的機理。 實際情況下的雷達圖像如下圖2所示 : 圖2、孤立體和層面體的基本雷達圖像 圖3現場開挖情況 探測場地為林地,此次探測設備為RTS-200實時采樣無線探地雷達,從數據圖2中可以看到孤立異常體和層位反射信號,現場開挖情況可觀察到孤立的異常體反射是樹根,連續的反射是層位反射,孤立異常體信號會導致層位信號減弱。從圖3可以清晰觀察到層位變化界面。 |
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