4—12
0.09—0-15
冰
3.2
0U7
5气
1
0.3
3WC（策氯乙烯〉
3
0.17
《探地雷达方法与应用》（李大心）
表I围岩及衬砌常用介电常数
介质
电导率
相对介电
波速
常数
/Sni
/
（1）
案气
0
]
m
淡水
10-6-0,01
81
33
粘性干土
0.01-
4-10
150-95
粘性湿土
0.00—1
107）
95-54
10_!
t*10-6
7
113
湿城岩
0.01】
8
100
干页岩
0.00—0.01
4-9
150~100
F花岗岩
io"-IO-ft
5
134
湿花岗崭
（）.001-0.01
7
113
F砂君
10^6-IO-5
2~5
212-134
干混凝土
0.001-OA）1
4-40
150-47
湿混凝上
0.01-0.1
10-20
95-67
制筋
X
X
2007第二期勘察科学与技术
电磁波在部分常见介质中的传播参数
（Thepropagationparametersoftheelectromagneticwaveinthemedium）
介质
相对介电常数
£r
电导率（T
波速v（）
衰减系数a
（dB/m）
空气
0
0
蒸馏水
80
0
海水
81
30000
1000
淡水
81
冰
?
盐（干）
5~6
〜1
〜1
砂（干）
3~5
砂（湿）
20~30
〜1
淤泥
5~30
1~100
1~100
粘土
5~40
2~1000
1~300
粉质粘土
6
2
石灰岩
4~8
〜2
〜1
花岗岩（干）
5
10-8
〜1
花岗岩（湿）
7
10-3
〜1
玄武岩（湿）
8
10-2
〜1
灰岩（干）
7
10-9
〜1
灰岩（湿）
8
x10-2
〜1
页岩
5~15
1~100
1~100
砂岩（湿）
6
4x10-2
?
?
土壤
~40
x10-4~5x10-2
20〜30
混凝土
?
?
沥青
3~5
?
?
地球表面大部分无水的物质（如干燥的土壤和岩石等）的介电常数，实部一般介于之间，水的介电常数一般为81,虚部很小，一般
可以忽略不计。
岩石和土壤的介电常数与其含水量几乎呈线形关系增长，且与水的介电常数特性相同。
所以天然材料的电学特性的变化，一般都是由于含水量的变化所致。
对于岩石和土壤含水量和介电常数的关系国内外进行了详细研究，1974;
974;J.,1976;G,1971;J.,1977;EG巧okuetai,1977）。
在实验室内大量测量了不同粒度的土壤一水混合物介电常数，考虑到
束缚水和游离水，提出了经验土壤介电常数混合模型1985）。
实验室
内用开路探头技术和自由空间天线技术测量干燥岩石的介电常数，
1990）。
国内肖金凯等人（1984,1988）测量了大量的岩石和土壤的介电常数，王湘云、郭华东（1999）研究了三大岩类中所含的矿物对其介电常数的影响。
研究表明，土壤中含水量的变化影响介电常数的实部，水溶液中含盐量的变化影响土壤的导电性，即介电常数的虚部。
水与
某些铁锰化合物具有高的介电常数，绝大多数矿物的介电常数较低，
约为4--12个相对单位，由于主要造岩矿物与水的相对介电常数存在
较大差异，所以，具有较大孔隙度岩石的介电常数主要取决于它的含
水量，泥岩由于含有大量的弱束缚水，所以其相对介电常数可高达
50--60,岩石含泥质较多时，它们的介电常数与泥质含量有明显的关
系，很多火成岩的孔隙度只有千分之几，其相对介电常数主要取决于
造岩矿物，一般变化范围为6--12，水的介电常数与其矿化度的关系
较弱，与此相应，岩石孔隙中所含水的矿化度同样对其介电常数不应
有大的影响，水的矿化度的增大只导致岩石介电常数的少许增加。
表1?
?
常见介质的电性参数值
介电常
媒？
?
?
?
？
质
电导率/电磁波速度/
数?
?
?
（相对
（S/m）
m/ns）
值）
空?
?
气
10-4〜3x10-2
81
花岗岩（干）
10-8
灰?
?
?
岩（干）
10-9
灰？
?
？
岩（湿）
X10-2
8〜10〜
粘?
?
?
土（湿）
-1
101〜1
8〜12
混？
凝？
土
10-9〜10-8
6〜15
钢?
?
?
?
?
筋
OO
OO
?
表1?
?
常见介质的物理参数
介质
电导率相对介电常
速
/（m/ns）
度衰减系数/
（dB/m）
/Sm
数
空气
0
1
0
花岗岩
10-8
5
〜1
（干）
玄武岩
10-2
8
〜1
（湿）
灰岩（干）
10-9
7
〜1
砂（干）
10-7~10-3
4~6
粘土
10-1~1
8~12
1~300
（湿）
页岩
10-1
7
1~100
（湿）
砂岩
-2
4X10
6
?
?
（湿）
混凝土
钢筋？
？
？
拉托维亚雷达系统公司Zond-12e探地雷达
»2.2sm-l«lQOMlk天疑奕例统计的操测廉度
岩性
基岩花岗岩
nWUMOD
20—SO
慕性岩
TW^ISOOO:
20_6&
辉长岩’
10000—40000
30—50
石英
500ft—10000
20—SO
士填組砂（干）
20000—BOOOO
2S—40
卵石（S）
100^5000
10—15
&申
5000—20000
15—3&
10CG
5—10
粉砂仟）
400—2000
5—10
30—200
8—8
粘土<£>
15—30i
2—6
殺作土（干）
1000^15000
10—20
（18）
200—1000
6—10
JOO—300
8—12
稅水
10000
20
*2-3分辨率为目标深度的寄％时天竣申心頻率
与探测深度之间关系
總tE
0.5
】・0
签0
10
30
50
中心频車OMW）•
1000
$00
200
100
50
25
10
表2天线频率与采样频率/道间隔的经验关系
天线频率/MHz建议的采样频率/MHz建议的道间隔/m
«1天线频舉与探测深度/分辨率的经验关祭
天我倾率/棵测H标尺寸/按测深度范国/赧大探测深度/
Mik
E
m
m
25
5〜30
35〜60
50
5〜20
20—30
100
0.l〜l、O
2~15
15-25
200
0.O5~O・5
1〜10
5〜15
250
0.05—0.S
1~10
5~15
400
~0.05
1~5
3〜】0
50C
>0.05
】〜5
3〜10
800
>0.03
0.4~2
1〜6
1000
>0.025
0.057
0,5~4
升级会员 