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摘 要:在地下介质探测应用的地球物理手段当中,探地雷达是一种高效无损的技术手段。本文一副地下淤泥层的剖面为例,简述了该方法在淤泥地层的典型剖面及涉及到的一些简单物性参数。
关键词:探地雷达;地下淤泥层;剖面
在工程勘察项目中,探地雷达是一种高效无损的技术手段(刘澜波 and 钱荣毅, 2015)。一般在应用探地雷达针对淤泥层探测的实验中,淤泥作为主要的背景介质一般物性参数为:其中主要颗粒物分选率<80mm,最优水含量约为10%,而其中地下介质中的埋藏物可以是钢管、空洞和一些金属球体等。当然在实际工程项目中,不同地下埋藏物(如管线等)的材质、尺寸也會对实际采集到的剖面产生影响。
下图1为不同频率(250、500、800兆赫兹)天线采集的淤泥层剖面(X Dérobert and L Pajewski, 2018)。该数据中表层为一层石灰岩碎石盖层;左下部存在三层管线,各层分别是空钢管、盛水的PVC管和空PVC管;右下侧主要是聚苯乙烯块。
通过下图在淤泥部分剖面,在低频剖面中(250、500Mhz)石灰石盖层与地下淤泥的分界和水平边缘的反射比较清晰,同样来自不同地下目标体的反射和散射也可以稍微看见(可通过进一步数据处理观察)。通过初步的数据处理可以得出一些初步结论:基本无法穿透一半深度,而基本可以观察到地下目标的不同响应。此外,如果通过初步FDTD正演,可以通过将合成结果与测量值进行匹配(考虑考虑到波的传播和散射现象),我们可以设置相对介电常数,即设置背景介质淤泥εr≈10 ~ 15,测试区域内电磁信号的衰减场地在15~45db/m之间,最低频率穿透约1.5m,最低频率穿透约1m。因为表面石灰岩层的一些轻微的厚度变化,或者在淤泥的压实,以及聚苯乙烯块在测试现场实施(这可能会被压缩),上述原因都可能导致实测数据与地下预设的模型出现差别。
致谢
本文由大学生创新创业计划(202010191038)支持。
参考文献:
[1] 刘澜波, 钱荣毅. 探地雷达:浅表地球物理科学技术中的重要工具[J]. 地球物理学报, 2015, 58(8): 2606-2617.
[2] Dérobert X, Pajewski L. TU1208 Open Database of Radargrams: The Dataset of the IFSTTAR Geophysical Test Site[J]. Remote Sensing, 2018, 10(4): 530.
(吉林建筑大学测绘与勘查工程学院,吉林 长春130118)
关键词:探地雷达;地下淤泥层;剖面
在工程勘察项目中,探地雷达是一种高效无损的技术手段(刘澜波 and 钱荣毅, 2015)。一般在应用探地雷达针对淤泥层探测的实验中,淤泥作为主要的背景介质一般物性参数为:其中主要颗粒物分选率<80mm,最优水含量约为10%,而其中地下介质中的埋藏物可以是钢管、空洞和一些金属球体等。当然在实际工程项目中,不同地下埋藏物(如管线等)的材质、尺寸也會对实际采集到的剖面产生影响。
下图1为不同频率(250、500、800兆赫兹)天线采集的淤泥层剖面(X Dérobert and L Pajewski, 2018)。该数据中表层为一层石灰岩碎石盖层;左下部存在三层管线,各层分别是空钢管、盛水的PVC管和空PVC管;右下侧主要是聚苯乙烯块。
通过下图在淤泥部分剖面,在低频剖面中(250、500Mhz)石灰石盖层与地下淤泥的分界和水平边缘的反射比较清晰,同样来自不同地下目标体的反射和散射也可以稍微看见(可通过进一步数据处理观察)。通过初步的数据处理可以得出一些初步结论:基本无法穿透一半深度,而基本可以观察到地下目标的不同响应。此外,如果通过初步FDTD正演,可以通过将合成结果与测量值进行匹配(考虑考虑到波的传播和散射现象),我们可以设置相对介电常数,即设置背景介质淤泥εr≈10 ~ 15,测试区域内电磁信号的衰减场地在15~45db/m之间,最低频率穿透约1.5m,最低频率穿透约1m。因为表面石灰岩层的一些轻微的厚度变化,或者在淤泥的压实,以及聚苯乙烯块在测试现场实施(这可能会被压缩),上述原因都可能导致实测数据与地下预设的模型出现差别。
致谢
本文由大学生创新创业计划(202010191038)支持。
参考文献:
[1] 刘澜波, 钱荣毅. 探地雷达:浅表地球物理科学技术中的重要工具[J]. 地球物理学报, 2015, 58(8): 2606-2617.
[2] Dérobert X, Pajewski L. TU1208 Open Database of Radargrams: The Dataset of the IFSTTAR Geophysical Test Site[J]. Remote Sensing, 2018, 10(4): 530.
(吉林建筑大学测绘与勘查工程学院,吉林 长春130118)