随着季节的变化,季节性冻土区活动层在冻融过程中物性参数变化显著。以东北地区季节性冻土为研究对象,采用高斯随机粗糙面来模拟粗糙不平的冻结层和融化层界面,建立了能精细描述活动层非均匀性的随机介质模型,并进行了探地雷达正演模拟。研究结果表明:活动层的冻结深度和融化深度随季节而变化,其介电常数和电导率也随季节而变化;非均匀性的活性层、起伏不平的冻结层和融化层使雷达剖面中的散射波非常发育,随时间变化,融化层起伏越大,雷达剖面中的散射波能量越强,融化层和冻结层界面的反射波识别越难。同时,证明应用探地雷达监测季节性冻土的季节变化、冻结深度和融化深度的时间和空间变化是切实可行的。

通过对低频探地雷达在青藏高原冻土带环境下的探测深度、分辨率及反射特征分析的正演模拟来研究其在冻土带天然气水合物勘探中的可行性和关键参数。首先通过雷达测距方程计算确定了理论上探地雷达的最大探测深度与发射频率、地下介质电阻率、介电常数之间的关系,并根据电磁波反射理论计算满足冻土带天然气水合物探测深度所需的系统增益;随后通过低频探地雷达分辨率计算和仿真模拟来确定低频探地雷达在大尺度(200 m)范围的广义分辨率;最后参考已经发现天然气水合物的木里地区基本情况设计冻土及天然气水合物模型,利用时间域有限差分(FDTD)方法进行二维正演,获得了探地雷达信号在冻土带底界以及天然气水合物顶、底界的反射特征,为野外实测数据的处理及解释提供有用信息。研究结果表明,采用中心频率小于等于15 MHz且系统增益大于165 dB的低频探地雷达在地表电阻率较高的冻土区能够满足天然气水合物储层的探测深度要求;分辨率计算及仿真模拟表明低频探地雷达在满足一定条件下在200 m深度可以达到探测深度1%的广义分辨率;探地雷达信号在冻土底界、天然气水合物顶、底界均存在明显的强振幅和频率突变特征;理论计算结果认为应用低频探地雷达...

我国是一个疆土辽阔的大国,各地区的地质条件都有着千差万别的区别,尤其在我国西南、西北和东北等地区,甚至还存在很多多年的冻土土质。若是在这种区域内进行铁路建设,则存在的挑战性和风险性也是十分明显,所以为了保障我国交通运输业的长期发展,相关地质勘探单位,就要采取先进的勘测设备和仪器来进行冻土地质考查,而现下,探地雷达是该地质勘测环境中应用率最高的勘测设备,本文也会对其在冻土工程地质勘查中的应用进行详细的分析和论述。

在气候变暖影响下,多年冻土对人类活动的响应更加敏感,以至加速退化.冻土退化后带来的生态环境和工程建筑热稳定性问题也会更加明显.以黑龙江省漠河县城区为例,结合钻孔资料和温度监测数据,应用探地雷达对城区中心以及周边的多年冻土分布特征进行了探测,研究分析了城市化对多年冻土的热影响.结果表明:雷达波在漠河城区地层的传播速度为0.07～0.08 m·ns-1,探地雷达结果与钻孔、温度监测资料相一致,能够较准确的确定融化深度、冻土类型、地层结构.城区对冻土退化影响较大,城区中心冻土退化严重,探测范围(0～10 m)内无冻土存在;城郊周围沼泽化湿地下部普遍发育含冰量较高的多年冻土,人为扰动影响较小,冻土上限较浅,冻土热状况相对稳定.随着漠河城区逐渐扩张,拟建或在建市政工程大多将修建在城郊周围沼泽化湿地上,人为活动不断增加势必会加速多年冻土退化,但其长期热影响范围和程度还需深入研究.

探地雷达是一种高频电磁波勘探技术,具有对探测对象不造成任何损伤,抗干扰能力强,成果直观、准确、高效等特点而被广泛应用于公路勘察中。该文主要介绍了利用地质雷达技术并结合探坑调查,查明了路线多年冻土的分布范围、上限及厚度,并提出了相应的处理措施。

在分析冻结法施工过程中冻土帷幕边界的传统判定方法优缺点,以及比较冻结土体与天然土体电性差异的基础上,结合上海复兴东路隧道联络通道的施工,开展了采用探地雷达方法对人工冻土帷幕边界进行判定的试验.通过正演模型试验了解了冻土边界的雷达反射波波形、振幅及相位特征;对实测雷达剖面进行非线性滤波处理,以消除隧道内的电磁干扰,并通过追踪同相轴判定冻土边界.雷达剖面解释结果与由测温孔监测资料推算出的温度场分布所反映的冻土边界能够较好地吻合,可以弥补测温法中测温孔数量少、元件损伤而导致数据丢失的缺陷.