探地雷达作为一种新型的地球物理勘探仪器,其技术越来越成熟,并具有探测效率高,无损性探测,探测的精度高,抗干扰能力强,使用方便等优点,使得雷达技术的理论研究和实际应用都更加深入和广泛。目前探地雷达广泛应用于隧道检测、路面检测、超前预报及桥梁检测等领域,而在地质调查中的应用还有许多局限性,主要因为地下地质体是一个未知且复杂的媒质体,电磁波对于地下介质体的响应特征复杂,这种复杂性主要体现在波速的变化和图像重构两大方面。因此,研究这些响应特征具有重要的理论意义和应用价值。本文以此为背景,通过模型实验研究了电磁波在泥石流堆积体和泥石流重塑柱体中的传播速度,并在滑坡堆积体现场进行了波速的原位测试,同时详细分析了电磁波在不同介质体中所呈现的图像特征,最后将前述研究成果应用于3个滑坡实例和1个岩溶地基实例中,综合分析了探地雷达在地质调查中的具体应用。本文主要从以下几个方面展开研究:(1)分析总结电磁波在地下介质体中的传播规律及探地雷达探测时的尺寸效应,给出探地雷达探测时的工作方法及数据图像的解译手段,为雷达图像的解译工作奠定理论基础。(2)通过对既有的波速求取方法进行总结,以已知深度法为基础,建立实验模型,探讨电磁波在不同介质条件下的波速变化。针对两个室内模型实验和两处现场波速原位测试,找出这种变化的影响因素,并综合采用其他手段求取波速,以无限逼近电磁波在介质中的真实传播速度。(3)利用电磁波在介质中的传播原理,分析并总结电磁波在不同介质体中所呈现的图像识别特征以及周围障碍物所带来的干扰信号特征。(4)对四处探测工点进行现场实地勘探,探究探地雷达在地质调查中的具体应用。通过对上述内容的研究,可以得出如下结论:(1)电磁波在地下介质体中的传播规律主要受地下介质体的介电特性影响,探地雷达在探测时的尺寸效应主要应用在探测距离、探测方向(测线布置)和目标体大小(分辨率)三个方面,而雷达图像的有效解译需要有前期数据采集和后期图像处理的双重质量保证。(2)通过建立模型实验,分别对泥石流堆积体室内模型,泥石流堆积体重塑柱体模型,丽江永胜寨子村滑坡坝现场实验模型和昭通头寨沟滑坡堆积体现场实验模型进行了波速测试,所测得波速分别为0.168 m/ns,0.117 m/ns,0.121 m/ns和0.076 m/ns。(3)电磁波在地下介质体中的传播主要受介质介电特性影响,其中水对电磁波有强烈的吸收效应,会影响电磁波在介质中的传播速度。此外电磁波速度还与介质的材料、组分和结构有关,也与介质模型的塑造有关,介质中电磁波的传播速度受多种因素制约。(4)雷达的图像特征主要体现为电磁波在介质中传播时的运动学特征,动力学特征及异常特征。可简单归结为图像的波形特征和三振相的变化。(5)应用探地雷达在3处滑坡灾害中进行地质调查,综合分析了地质灾害区域的各类地质缺陷的图像特征,为后续物探设备在地质调查中的应用提供一个参考。(6)在大板桥岩溶区域的调查研究中,异常区域特征明显,在深度21.6—23.8米范围内有溶洞存在,并与区域附近钻孔剖面图的揭露相符合。综合物探结果及现场地质资料,给出了该岩溶地基的合理处理方式。