中科院武汉岩土所王川婴 钻孔雷达分析.ppt

第二届探地雷达应用技术培训班?(成都 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 报告人:王川婴 丽冒 面 单位:中科院岩土力学研究所 日期国科学院武汉岩土力学研究所钻孔摄像 讲稿目录 提纲 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 国科学院武汉岩土力学研究所钻孔摄像 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 使用GSS|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,100Mz井中天线,samp/scan 2048, bits/sample: 16, scans/sec: 20, Range (ns): 300. 国科学院武汉岩土力学研究所钻孔摄像 1.1钻孔地质雷达 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 时 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。 图2钻孔雷达原理示意图 国科学院武汉岩土力学研究所钻孔摄像 1.1钻孔地质雷达 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 图3钻孔雷达反射测量示意 国科学院武汉岩土力学研究所钻孔摄像 1.1钻孔地质雷达 钻孔地质雷达测试图像 岩性界面 图4钻孔地质雷达测试图像 国科学院武汉岩土力学研究所钻孔摄像 2数字钻孔摄像系统 本次勘察工程釆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 主要技术指标 基本应用 ●孔壁的全景图像描述 彩色模式:16或32位彩色 ccD像素数:795×596 ●识别各关岩性 ●发现影响工程安全的结构面 ●实时监视与快速分析 最大深度:500m 探明地下水活动及水文地质 ●高清晰度和高精度 精度:0.2mm-0 检查裂隙中填充、扩展情况 ●裂隙产状宽度计算 测速度:0-2cm/s(0-72m/h) 监測混凝土的浇筑质量 ●图像无缝拼接技术 ●适用钻孔范围:d46-130 ●超前勘探与预报 国科学院武汉岩土力学研究所钻孔摄像 1.3数字钻孔摄像技术 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。 国科学院武汉岩土力学研究所钻孔摄像 132数字钻孔摄像技术原理简介 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。 ①全景摄像头 b,锥面反射 e.CCD传感 ②深度测量轮 ③绞车 ④酥度脉冲发生器 ⑤磁带录像机 ⑦计算机和打印机 图5数字全景钻孔摄像系统示意图 国科学院武以岩土力学研究所钻剝掘依 132数字钻孔摄像技术原理简介 深度测量系统 图6全景探头和绞车‖型 国科学院武汉岩土力学研究所钻孔摄像