地質(zhì)雷達應用：斷層破碎帶、裂紋帶、富水帶、巖洞等
在工程勘察中，常見(jiàn)的不 良地質(zhì)現象包括斷層破碎帶、裂紋帶、富水帶、巖洞、巖變帶等。以下是對上述典型地質(zhì)現象與地質(zhì)雷達特征圖像的對應關(guān)系的分析，采用了來(lái)自不同工區的地質(zhì)雷達波形圖。
2.1完整巖體
完整巖體一般介質(zhì)相對均勻，電力差異小，沒(méi)有明顯的反射界面。雷達圖像和波形特征通常表現為:能 量組分布均勻或局部強反射光亮條紋；電磁波能 量衰減緩慢，探測距離遠，規律性強；一般形成波形均勻、無(wú)雜亂反射、自動(dòng)增益梯度相對較小的低幅反射波組。這類(lèi)巖體的探測和解釋精度通常較高。
2.2破碎帶和裂紋帶
斷層是一種破壞性地質(zhì)結構，通常發(fā)育為破碎巖體、泥漿或地下水等。介質(zhì)不均勻，電性差異大，斷層兩側的巖體往往有節理和褶皺發(fā)育，介質(zhì)均勻性差。裂紋帶通常存在于斷層影響帶、巖脈和弱夾層中，裂紋中有各種不均勻的填充物，介電差異很大。一般來(lái)說(shuō)，它們都有明顯的反射界面，這為地質(zhì)雷達創(chuàng )造了良好的應用條件。在斷層或裂紋帶中，其地質(zhì)雷達圖像與波形特征相似，通常表現為斷層和裂紋界面的強烈反射和破碎，反射頻率增加和雜幅度增加。
盡管兩者的雷達特征圖像相似，但通過(guò)對比分析可以大致區分出來(lái)：
a.與裂隙帶寬相比，斷層破碎帶的影響范圍通常較寬，在地質(zhì)雷達圖像上有較寬的異常反應。反之，在雷達圖像中，裂隙帶異常通常表現為相對較窄的條帶。
b.斷裂帶的波幅變化范圍通常大于裂隙帶，而裂隙帶的振幅通常較高。
c.在相對干燥的情況下，斷層破碎帶在地質(zhì)雷達圖像中的相軸連續性不如裂紋帶。它的相軸斷裂更明顯，波形更凌亂，而裂紋帶在地質(zhì)雷達圖像中的相軸連續性反映了裂紋表面是否平直連續。
d.在檢測過(guò)程中，可以參考當地的地質(zhì)背景數據和鉆孔數據，大致判斷可能遇到的地質(zhì)現象，為圖像解釋中區分和識別這兩種地質(zhì)現象提供依據。
2.3富水帶
地下水常存在于斷層帶、裂紋密集帶和巖溶發(fā)育帶中，含水量和儲水條件主要受結構控制。在常見(jiàn)物質(zhì)中，水的相對介電常數為80，與基巖介質(zhì)相比電性差異明顯。富水帶地質(zhì)雷達圖像和波形特征一般表現為:地質(zhì)雷達波在含水層表面產(chǎn)生強振幅反射；當電磁波穿透含水層時(shí)，會(huì )產(chǎn)生一定規律的多次強反射，在富水帶中產(chǎn)生繞射和散射現象，掩蓋對富水帶內部和更深范圍巖體的檢測；電磁波的頻率從高頻到低頻都可以急劇變化，脈沖軸周期明顯。
2.4巖溶洞穴
洞穴一般出現在灰巖地層中，可能是空的、水的或填充的其他物質(zhì)。其地質(zhì)雷達圖像和波形特征通常表現為:洞穴在地質(zhì)雷達圖像中的形態(tài)特征主要取決于洞穴的形狀、大小和填充物的性質(zhì)，一般表現為由多個(gè)雙曲線(xiàn)強反射波組成；洞穴側壁一般為高、低頻、等間距的反射波組，尤其是沒(méi)有填充物或充滿(mǎn)水的時(shí)候，反射波更強，而洞穴底部的界面反射不明顯。只有當洞穴底部充滿(mǎn)水或粘土、沙子和礫石時(shí)，底部的反射波才會(huì )比周?chē)姆瓷洳ǜ殹?/p>
電磁波；當有填充物時(shí)，電磁波的能 量迅速下降，高頻部分被吸收，大部分反射為低頻波，自動(dòng)增益梯度較大。其典型地質(zhì)雷達圖像。巖洞地質(zhì)雷達圖像特征明顯，相對很容易判斷，一般可以根據當地巖體類(lèi)型、水文地質(zhì)數據和前期巖溶地質(zhì)調查數據做出準確的解釋。簡(jiǎn)要總結了上述典型地質(zhì)現象與地質(zhì)雷達圖像和波形特征的對應關(guān)系。
用這種地質(zhì)雷達特征圖像與典型地質(zhì)現象的對應關(guān)系來(lái)解釋不同地區的工程勘察，結合鉆探和其他物理勘探數據，是相當準確的。當前期地質(zhì)、水文、鉆探數據不完善時(shí)，借助這種地質(zhì)雷達圖像識別經(jīng)驗和其他物理勘探方法，可以大限度地減少多解性，提高解釋的準確性。
特征的主要判斷：
密度：襯砌信號幅度較弱，波形均勻，甚至無(wú) 界面反射信號；
不密：襯砌界面反射信號強，信號為強反射信號，同相軸不連續，錯斷，一般區域分布；
空洞:襯砌界面 具有較強的反射信號和典型的孤立體相位特征，通常是規則或不規則的雙曲線(xiàn)波形特征。三振相明顯，下部仍有較強的反射界面信號，兩組信號時(shí)間差較大；
脫空：襯砌界面反射信號強，呈帶狀長(cháng)條或三角形分布，三振相明顯，通常有多個(gè)反射信號；
鋼網(wǎng)：小月牙形有規律的連續強反射信號，月牙波幅較窄；
鋼拱架：?jiǎn)蝹€(gè)月牙形強反射信號，月牙波幅較寬；
鋼格：兩個(gè)連續的雙曲線(xiàn)強反射信號。
