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典型不良地质体地质雷达探测正演试验研究
摘要
地质雷达是一种非常实用的地球物理勘探方法，它在矿产资源勘探、地质灾害诊断等许多领域得到了广泛应用。然而，在一些困难地质条件下，地质雷达的勘探效果会大大降低，如在典型的不良地质体中。本文以不良地质体为研究对象，利用正演试验和数值模拟方法，探讨并解决了不良地质体地质雷达探测方法中遇到的问题，并提出了有效的探测方案。该研究成果对地质雷达在难以勘探的地质条件下的应用具有重要的参考意义。
关键词：地质雷达；不良地质体；正演试验；数值模拟；探测方案
Abstract
Groundpenetratingradar(GPR)isahighlypracticalgeophysicalexplorationmethod,whichhasbeenwidelyusedintheexplorationofmineralresourcesandthediagnosisofgeologicalhazards.However,insomedifficultgeologicalconditions,suchastypicalbadgeologicalformations,theexplorationeffectofGPRcanbegreatlyreduced.Thispaperfocusesonbadgeologicalformations,andusesforwardexperimentsandnumericalsimulationmethodstoexploreandsolvetheproblemsencounteredinGPRexplorationofbadgeologicalformations,andproposesaneffectivedetectionscheme.TheresearchresultshaveimportantreferencesignificancefortheapplicationofGPRingeologicalconditionsthataredifficulttoexplore.
Keywords:groundpenetratingradar;badgeologicalformations;forwardexperiment;numericalsimulation;detectionscheme
引言
地质雷达是一种非侵入性的地球物理勘探方法，具有探测深度大、分辨率高、探测范围广等优点，在矿产资源勘探、地质环境评价、地质灾害诊断、文物保护等领域得到了广泛应用。然而，在一些地质条件较差的区域，如不良地质体中，地质雷达的勘探效果往往不如预期，主要表现为信噪比低、信号失真、反射界面死区等问题，从而制约了地质雷达在这些领域的应用。
本文以不良地质体为例，探讨并解决了地质雷达在不良地质体中遇到的问题，提出了有效的探测方案。本文首先介绍了不良地质体的特点和地质雷达的工作原理，接着利用正演试验的方法对不良地质体进行了探测，还利用数值模拟方法对探测结果进行了分析和整理，最后提出了有效的探测方案，并对其应用进行了验证和评估。
不良地质体特点及地质雷达原理
不良地质体是指地下存在的各种不良构造或不良介质，如断层带、煤层、含水层、富含氧化铁物质的矿床等。不良地质体的特点是介质复杂、介电常数和介磁常数变化较大，反射界面复杂难以分辨，信噪比低、信号失真、反射界面死区等问题。
地质雷达是通过电磁波在各种介质中传播的差异来进行探测的。地球物理勘探中，地质雷达通常采用中高频段的电磁波进行探测，电磁波穿透物质后，碰撞、反射、介质辐射等现象产生了电磁波的信号，根据信号的特征和分布，可以确定不同地层或构造的位置和特征。在不优越条件下，地质雷达的探测效果很大程度上取决于介电常数、介磁常数以及物质的导电性等介质特性。
正演试验方法
在本研究中，我们采用正演试验方法来探究地质雷达在不良地质体中的探测效果。正演试验是指将地质雷达设备与人工构造的地质介质相结合，构造各种复杂的地质模型，并对其进行探测和分析，以模拟不良地质体的地质情况。在本研究中，我们构造了一系列不同介质、尺寸、深度的模型，分别进行了探测试验，以探究不同情况下地质雷达的探测效果。
在实验中，我们选择了具有代表性的探测情况和数据展示，如图1所示。在图1中，蓝色的线代表地质雷达的探测信号，黄色的区域代表不良地质体，而红色的区域代表反射界面。从图中可以看出，在不良地质体中，反射界面不仅复杂，而且信噪比非常低。这些因素都对地质雷达的探测效果造成了挑战。
数值模拟方法
确定正演试验中的各种不同地质模型后，我们对不良地质体进行数值模拟。在模拟过程中，我们采用了有限差分法来模拟电磁波的传播过程，并根据传播情况进行数据分析和处理。具体来说，我们对模拟数据进行了时频分析，以