地质雷达自上世纪70年代开始应用至今将近30年了，其应用领域逐渐扩大，在考古、建筑、铁路、公路、水利、电力、采矿、航空各领域都有重要的应用，解决场地勘查、线路选择、工程质量检测、病害诊断、超前预报、地质构造研究等问题。在工程地球物理领域有多种探测方法，包括反射地震、地震CT、高密度电法、地震面波和地质雷达等，其中地质雷达的分辨率*高，而且图像直观，使用方便，所以很受工程界信赖和欢迎。
1探地雷达的工作原理
雷达波具有波的传播特点与规律，其中一个突出的特点是雷达波遇到界而就要反射。探地雷达GPR就是通过发射和接收高频率、短脉冲电磁波(10MHz～2.5GHz)，根据接收到的反射电磁波的振幅、波形和频率等特征来分析和推断地卜介质结构、地层岩性特征的浅层地球物理探测技术。
介电差异是探地雷达检测的先决条件，电磁波在传播过程中遇到介电常数有差异的媒质时就会在界而上发生反射，反射信号的强弱取决于介电常数差异。地质雷达俗称探地雷达, 它的试验原理如图1-1所示。控制单元①接受指令, 产生电磁脉冲通过屏蔽电缆②由雷达天线③的发射极向地层发射一组以某一频率为中心的高频电磁波④, 在面时, 部分电磁波能量会转换成反射波⑥返回地面, 另一部分电磁波⑤则透过界面继续向前传播,再次遇到界面时, 又一部分电磁波产生反射返回地面。在电磁波传播的过程中, 遇到不同的介质或介质中裂隙或孔隙发育程度不同时, 电磁波的反射系数、衰减系数、以及反射波频率是不一样的。雷达天线接收器接收到反射波, 经屏蔽电缆⑦并输送到控制单元①, 将信号进行显示, 并对电磁反射波所带信息进行分析, 就可获得被探地层的层厚、介质完整性以及介质含水量及其分布情况等。 图1-1 探地雷达工作原理示意图
2 地质雷达的应用
2.1工程场地勘察
地质雷达*早用于工程场地的勘查，包括重要工程场地、铁路与公路路基，用以解决松散层分层和厚度分布，基岩风化层分布，以及节理带断裂带等问题。有时也用于研究地下水水位分布，普查地下溶洞、人工洞室等。在粘土不发育的地区，使用中低频大功率天线，探查深度可达20m-30m以上。在地震地质研究中，地质雷达也用于研究隐伏活断层分布，效果很好。
2.2工程质量检测
工程检测近年应用来领域急速扩大，特别是在中国的重要工程项目中，质量检测广泛采用雷达技术。铁路公路隧道衬砌、高速公路路面、机场跑道等工程结构普遍采用地质雷达检测。用于检测衬砌厚度、脱空和空洞、渗漏带、回填欠实、围岩扰动等问题。检测厚度精度可达厘米级。
2.3隧道超前预报
随着西部大开发进程的加快，西部的公路、铁路、水电等建设项目增多，大部分建设在高山峡谷地区，隧道工程数量巨大。为保证隧道施工中的人员、设备**，保证工期和质量，节约经济投资，需要进行隧道地质超前预报。目前的超前预报是采用地震、雷达探测与地质研究相结合的办法。地震预报掌子面前100m左右，地质雷达预报20-30m范围内。
3 探地雷达的工作方式
3.1反射测量方式
探地雷达的野外工作，必须根据探测对象的状况及所处的地质环境。采用相应的测量方式并选择合适的测量参数，才能保证雷达记录的质量。目前常用的时域探地雷达测量方式有剖面法和宽角法两种。（本次工作采用的工作方式是剖面法）
3.1.1剖面法与多次覆盖
（1）剖面法
剖面法是发射天线（T）和接收天线（R）以固定间距沿测线同步移动的一种测量方式（图2-2a）。当发射天线与接收天线间距为零，亦即发射天线与接收天线合二为一时称为单天线形式，反之称为双天线形式。剖面法的测量结果可以用探地雷达时间剖面图像来表示。该图像的横坐标记录了天线在地表的位置；纵
坐标为反射波双程走时，表示雷达脉冲从发射天线出发经地下界面反射回到接收天线所需的时间。这种记录能准确反映测线下方地下各反射界面的形态（图2-2）。
图2-2 剖面法示意图及其雷达图像剖面
（2）多次覆盖
由于介质对电磁波的吸收，来自深部界面的反射波会由于信噪比过小而不易识别。这时可应用不同天线距的发射——接收天线在同一测线上进行重复量．然后把测量记录中相同位置的记录进行叠加，这种记录能增强对深部地下介质的分辨能力。