中科院武汉岩土所王川婴钻孔雷达资料.ppt

钻孔雷达与钻孔摄像 在工程地质勘察中的综合应用与探讨 勘察设备简介及数字钻孔摄像技术 钻孔雷达与钻孔摄像综合应用初探 工作中存在的问题及改进要求 初步结论与探讨 使用GSSI公司生产的SIR-20地质雷达系统，采用100MHz井中天线。测试使用仪器参数：单天线，1通道，100MHz井中天线，samp/scan：2048，bits/sample：16，scans/sec：20， Range（ns）：300。 钻孔雷达与地面雷达的基本原理是一样的，如右图所示，即它包括雷达发射机和接收机，并内置于不同的天线内。天线通过电缆与控制单元相连，电缆用来传输触发信号和采集的数据。笔记本用来存储和显示图像。钻孔雷达可以用以下不同模式：反射，跨孔，地面-孔中和直达波模式。本次工程采用的是反射模式。 在反射模式下，雷达发射天线和接收天线以固定的间距下到相同的钻孔中（见下图），并向360度空间辐射和接收反射信号（无方向性），因此，仅从一个钻孔中得到的数据无法得到反射体的方位，但可以得到反射体的距离，反射体是否是面状的，以及确定平面体和钻孔的夹角。 本次勘察工程采用的数字钻孔摄像系统硬件部分由绞车、全景探头、控制箱、仪器箱、摄像机、台式计算机（含视频采集卡、1394卡）等部分组成。它是由中科院武汉岩土力学研究所经过多年攻关研制成的岩土测试仪器。 光学成像技术自上世纪50年代被引入到测井中来后，从早期模拟方式的钻孔照相系统，到侧视旋转式钻孔电视、全景式孔内彩色电视和侧壁轴向观测的双CCD钻孔电视等钻孔电视系统，一直发展成现在的数字钻孔摄像技术。该钻孔摄像系统的特点、主要技术指标和基本应用如下： 1.3 什么是数字钻孔摄像技术? 数字钻孔摄像技术是基于数字钻孔摄像系统发展起来的全景技术与数字技术相结合的新型岩土测试技术，在结构面产状、形成平面图像和三维图像以及统计分析等方面，有传统方法无法比拟的优点。 该系统可观测钻孔中地质体的各种特征和细微变化，如底层岩性、岩石结构、断层、裂隙、夹层、岩溶等。在水利、土木、能源、交通、地质、矿山、环境等领域已得到了广泛应用，并取得了良好的经济效益。 数字全景钻孔摄像系统主要包括7个部分: 全景摄像头，深度测量轮，绞车，深度脉冲发生器，磁带录像机，视频监视器以及计算机和打印机。 钻孔摄像经过多年的发展以及在各类工程中的广泛应用，已成为工程地质勘察中的重要手段。虽然它具有直观性、完整性、准确性以及可量测特征，但是，仍无法摆脱其一维特性。而钻孔雷达正好弥补了钻孔摄像的这一缺陷，它以钻孔为中心对四周的空间区域进行探测。目前，钻孔雷达的应用还是基本的，不论是从仪器本身，还是在结果解释方面都仍然存在一些需要探讨的问题。 1 雷达设备 天线的发射与接收端不可拆分； 无井口固定支架； 距离测量器难以应用于井中测试定位； 未提供绕线盘； 未提供探头的安装/拆卸工具。 2 图像解释 面状结构的倾角； 面状结构的延深； 点状结构的定位； 发射与接收端处于面状结构两边的特征。 4.1 初步结论 钻孔摄像与钻孔雷达的应用是成功的； 钻孔摄像能准确地揭示了岩体结构的一维特征； 钻孔雷达能准确地反映钻孔侧壁周围目标体的结构特征，如点、面状结构； 不共线三孔布局可解决钻孔雷达的定向问题； 钻孔摄像与钻孔雷达相结合实现局部区域的工程地质勘察是可行的。 4.2 探讨 总的看来，数字钻孔摄像系统和钻孔地质雷达在工程勘察中的综合应用是成功的。经处理得到的孔壁展开图及立体柱状图与钻孔地质雷达图综合，能清晰准确地反映测孔地区岩石的形态特征，岩体内部的裂隙、节理、破碎带分布及岩脉等地质构造的原始状态，达到了预期的目的。从此看来，以不共线三孔布局的方案进行数字钻孔摄像系统和钻孔地质雷达综合应用是较好的方法，应该值得推广应用。 加快高新技术应用的步伐! 开创工程地质勘察的新局面！ 谢 谢 大 家! 2007.03.21 4 初步结论与探讨 结语 * Institute of Rock and Soil Mechanics，The Chinese Academy of Sciences 中 国 科 学 院 武 汉 岩 土 力 学 研 究 所 钻 孔 摄 像 组 报告人: 王川婴 单 位: 中科院岩土力学研究所 日 期: 2007.03.21 第二届探地雷达应用技术培训班（成都） 讲稿目录 提纲 1 勘察设备简介 1.1 钻孔地质雷达 图1 钻孔雷达主机与天线 1.1 钻孔地质雷达 图2 钻孔雷达原理示意图 图3 钻孔雷达反射测量示意 1.1 钻孔地质雷