Page 92 - 地球物理探测技术发展与创新

Development and Innovation of Geophysical Exploration Technology
地球物理探测技术发展与创新

状态不清晰且不规则。在正常情况下，地下空洞与周围介质之间的物理特性存在
显著差异，其比电阻值通常高于周围介质，且其介电常数不高，电磁波的传播速
度快，震波的强度缓慢衰减。在有水的空洞情况下，它表现出低电阻，高介电常
数特点，呈现震波强度的快速衰减和电磁波传播速度降低的特征；此外当空洞坍

塌时，洞中会形成松散现象，与周围的某些介质相比，堆积物的导电性、地震波
传播速度、介电常数方面也存在一定差异。
（二）地质雷达技术的应用原理
城市道路地下空洞勘察工作中应用地质雷达方式主要在于地质雷达技术的优

越性，通过基础原理与物理原理两方面分析，由浅入深的解释地质雷达技术的优
势，阐述地质雷达在城市道路中优势，既展现了地质雷达技术的科学性，又说明
了城市道路地下空洞勘察工作中应用地质雷达技术的必要性。
1. 基础原理

地质雷达属于工程物探中的一种新型技术，通过地质雷达中的电磁波作用，
在电磁波传播过程中可对介质持续性发射高频电磁波，如介质为非均匀体，会出
现部分电磁波反射的情况，而反射程度与反射系数相关，当地质雷达主机接收到
电磁波的反射信号后，利用系统对信号的处理显示出可供参考的图像，进而便于

对介质状态进行判断，识别城市道路中可能存在的空洞情况，以此为后续设计与
工程施工提供科学参考依据。
2. 物理原理
应用物理学知识对地质雷达技术进行分析能够发现，当介质为均匀状态时，

电磁波表现形式为恒定速度 V 传播，因速度是恒定的，因此能够通过公式对地
质雷达中地面反射波与反射波对应时间差△ T 进行计算，当时间差计算出后则可
对异常位置深度 H 进行确定，具体公式为：H（目标层厚度）=V（电磁波探测
介质中的传播速度）·△ T（反射波对应时间差）/2。同时，雷达波反射信号对

应振幅与反射系数之间的关系为正比，在地面勘察中，介质作为低损耗介质，反
射系数 r 则与界面上下介质相对介电常数具有直接关系，电性反映出的差异越大，
则表示反射信号越强。由此可知，地下介质电性与中心频率直接决定雷达波穿透
的深度，即导电率越高穿透深度越弱，导电率越低穿透深度越强，表明中心频率

越低其穿透深度越强。地质雷达所反映出的数据是城市道路空洞勘测的前提，也
是分析勘测结果的基础。

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