探地雷达宽角反射图形拟合方法

doi:10.11720/wtyht.2021.2506

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摘要

探地雷达共中心点(CMP)法仅用于局部速度测试,为使用宽角反射法进行剖面探测,可固定一个雷达天线而将另一个天线沿测线移动,从而获取整个地质界面的反射信号。本文提出宽角反射剖面探测方法,基于平直岩层界面导出其反射信号的关系式,并开发出解释软件,可精确计算岩层几何参数和层速度,从而进行地质分层。

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	蔡连初
	缪念有

关键词 ：探地雷达, 宽角反射, 图形拟合, 时距曲线, 层速度

Abstract：

The Geological Radar Common Middle Point (CMP) method is only used for local velocity testing. For the purpose of using a wide-angle reflection method for profiling, one radar antenna can be fixed and another antenna moves along the line of measurement to obtain the reflection signal of the entire geological interface. In this paper, the method of wide angle reflection profile detection is proposed. The relations of reflection signals are derived based on the interface of straight rock formations, and the interpretation software is developed to accurately calculate the geometric parameters and layer velocity of rock formations, so as to carry out geological stratification.

Key words： GPR wide angle reflection graph fitting time-distance curve layer velocity

收稿日期: 2019-10-30 修回日期: 2020-08-29 出版日期: 2021-02-20

ZTFLH:

P631

作者简介: 蔡连初(1969-),男,高级工程师,主要从事工程物探及地质超前预报工作。

引用本文:

蔡连初, 缪念有. 探地雷达宽角反射图形拟合方法[J]. 物探与化探, 2021, 45(1): 239-244.
CAI Lian-Chu, MIAO Nian-You. The graph fitting method of wide angle reflection of GPR. Geophysical and Geochemical Exploration, 2021, 45(1): 239-244.

链接本文:

https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2021.2506 或 https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2021/V45/I1/239

Fig.1 宽角反射原理

Fig.2 典型的宽角反射图像

Table 1 三层宽角反射界面模型

Fig.3 三层模型正演时距曲线

Fig.4 窄角反射雷达图像及解释成果

Fig.5 宽角反射反演

Table 2 宽角反射与窄角反射成果对照

Table 3 层速度计算结果

Fig.6 宽角反射成果

Table 4 J4同相轴读数

i	x_i	τ_i	$x i 2$	$x i 3$	$x i 4$	x_iτ_i	$x i 2$ τ_i
1	-8	68 822	64	-512	4 096	-550 575	4 404 603
2	-6	63 274	36	-216	1 296	-379 642	2 277 849
3	-4	56 788	16	-64	256	-227 154	908 616
4	-2	52 052	4	-8	16	-104 104	208 208
5	0	48 592	0	0	0	0	0
6	2	44 815	4	8	16	89 631	179 262
7	4	43 626	16	64	256	174 505	698 019
8	6	42 931	36	216	1296	257 586	1 545 516
9	8	43 626	64	512	4096	349 010	2 792 078
10	10	44 490	100	1 000	10 000	444 895	4 448 955
$∑$	10	509 017	340	1 000	21 328	54 152	17 463 105

Table 5 J4同相轴读数计算结果

[1]	雷宛. 工程与环境物探教程[M]. 北京: 地质出版社, 2006.
[1]	Lei W. Engineering and environmental geophysical exploration course [M]. Beijing: Geological Publishing House, 2006.
[2]	罗天柱, 胡明顺, 韩迪, 等. VSP初至逐层递推层速度反演研究及应用[J]. 物探与化探, 2019,43(3):608-617.
[2]	Luo T Z, Hu M S, Han D, et al. Research and application of interval velocity inversion for VSP data by layer-by-layer recursion algorithm[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2019,43(3):608-617.
[3]	张军伟, 刘秉峰, 李雪, 等. 基于GPRMax2D的地下管线精细化探测方法[J]. 物探与化探, 2019,43(2):435-440.
[3]	Zhang J W, Liu B F, Li X, et al. Refined detection method of underground pipeline based on GPRMax2D[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2019,43(2):435-440.
[4]	肖建平, 胡章棚, 柳建新, 等. 铁路路基病害检测雷达信号中的强干扰谱分析及滤波处理[M]. 物探化探计算技术, 2017,39(2):183-187.
[4]	Xiao J P, Hu Z P, Liu J X, et al. Strong interference spectrum analysis and filtering processing in radar signal of railway subgrade disease detection[J]. Geophysical and Geochemical Exploration Calculation Technology, 2017,39(2):183-187.
[5]	许新刚, 李党民, 周杰, 等. 探地雷达探测中干扰波的识别及处理对策[J]. 工程地球物理学报, 2006,3(2):114-118.
[5]	Xu X G, Li D M, Zhou J, et al. Identification and processing Countermeasures of interference waves in ground penetrating radar detection[J]. Acta Geophysics Sinica, 2006,3(2):114-118.
[6]	郝建新, 魏玉峰. 地质雷达探测干扰因素及图像识别研究[J]. 华东公路, 2009(2):74-76.
[6]	Hao J X, Wei Y F. Study on interference factors and image recognition of ground penetrating radar[J]. East China Highway, 2009(2):74-76.
[7]	龚俊波, 王洪华, 王敏玲, 等. 逆时偏移在探地雷达数据处理中的应用[J]. 物探与化探, 2019,43(4):835-842.
[7]	Gong J B, Wang H H, Wang M L, et al. The application of reverse time migration to GPR data processing[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2019,43(4):835-842.
[8]	蔡连初, 陈文华, 黄世强, 等. 岩体介电常数的原位测定方法探讨[J]. 工程地球物理学报, 2009,6(S1):153-155.
[8]	Cai L C, Chen W H, Huang S Q, et al. Discussion on in situ determination of dielectric constant of rock mass[J]. Acta Geophysics Sinica, 2009,6(S1):153-155.
[9]	Nowroozl A A. 计算层速度的Dix公式的一般形式[J]. 国外地质勘探技术, 1991(Z1):54-56.
[9]	Ali A. Nowroozl.General form of Dix formula for calculating interval velocity[J]. Foreign Geological Exploration Technology, 1991(Z1):54-56.
[10]	谭春, 万明浩, 赵永辉, 等. 高频探地雷达在工程建设及地学勘察中的应用[J]. 物探与化探, 2000,24(6):455-458.
[10]	Tan C, Wan M H, Zhao Y H, et al. The application of high-frequency ground-penetrating radar to engineering construction and geoscience exploration[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2000,24(6):455-458.
[11]	肖兵, 周翔, 汤井田. 探地雷达技术及其应用和发展[J]. 物探与化探, 1996,20(5):378-383.
[11]	Xiao B, Zhou X, Tang J T. Ground-searching radar and its application and development[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 1996,20(5):378-383.

[1]	席宇何, 王洪华, 王欲成, 吴祺铭. 基于速度移动窗的最小熵法在GPR逆时偏移中的应用[J]. 物探与化探, 2023, 47(5): 1250-1260.
[2]	吴嵩, 宁晓斌, 杨庭伟, 姜洪亮, 卢超波, 苏煜堤. 基于神经网络的探地雷达数据去噪[J]. 物探与化探, 2023, 47(5): 1298-1306.
[3]	曾波, 刘硕, 杨军, 冯德山, 袁忠明, 柳杰, 王珣. 地表起伏对地下管线GPR探测的影响[J]. 物探与化探, 2023, 47(4): 1064-1070.
[4]	王欲成, 王洪华, 苏鹏锦, 龚俊波, 席宇何. 地下供水管线渗漏的探地雷达模拟探测试验分析[J]. 物探与化探, 2023, 47(3): 794-803.
[5]	徐立, 冯温雅, 姜彦南, 王娇, 朱四新, 覃紫馨, 李沁璘, 张世田. 基于行列方差方法的探地雷达道路数据感兴趣区域自动提取技术[J]. 物探与化探, 2023, 47(3): 804-809.
[6]	冯温雅, 程丹丹, 王成浩, 程星. 基于探地雷达等效采样的时变零偏实时校正方法[J]. 物探与化探, 2023, 47(2): 372-376.
[7]	周东, 刘毛毛, 刘宗辉, 刘保东. 基于瞬时相位余弦的探地雷达多层路面自动检测[J]. 物探与化探, 2022, 46(4): 961-967.
[8]	周星, 李英, 郭军, 何玉. 一种快速建立上覆岩层压力体的方法[J]. 物探与化探, 2021, 45(2): 490-495.
[9]	张斯薇, 吴荣新, 韩子傲, 吴海波. 双边滤波在探地雷达数据去噪处理中的应用[J]. 物探与化探, 2021, 45(2): 496-501.
[10]	韩佳明, 仲鑫, 景帅, 刘平. 探地雷达在黄土地区城市地质管线探测中的应用[J]. 物探与化探, 2020, 44(6): 1476-1481.
[11]	李靖翔, 赵明, 赖皓, 熊双成, 唐阳. 地下电缆的探地雷达图像特征与识别技术[J]. 物探与化探, 2020, 44(6): 1482-1489.
[12]	高阳, 彭明涛, 杨培胜, 王恒, 王平, 李海. 三峡库区巫峡段高陡峡谷区危岩裂隙带探地雷达探测[J]. 物探与化探, 2020, 44(2): 441-448.
[13]	王飞详, 梁风, 左双英. 基于探地雷达岩体浅部节理面识别的模型实验[J]. 物探与化探, 2020, 44(1): 185-190.
[14]	许泽善, 周江涛, 刘四新, 曾贤德. 三维步进频率探地雷达在沥青层厚度检测中的应用[J]. 物探与化探, 2019, 43(5): 1145-1150.
[15]	王成浩, 程丹丹. 基于马氏距离模板特征的地雷目标识别研究[J]. 物探与化探, 2019, 43(4): 899-903.

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