钻孔雷达能准确探测到传统地表物探方法难以到达的深部岩体,提供更加完整和准确的地质结构信息,为重大工程的选址和特殊地质处的方案设计提供重要的地质资料,降低工程造价,确保工程质量和施工安全。本文首先比较系统地探讨了钻孔雷达的几种主要的探测方式：单孔反射探测、跨孔探测、地面-孔中探测,并分别对这几种方式的原理、适用性和影响其探测效果有效性的因素等进行了较为深入的分析。通过对几种典型反射界面的电磁波反射时距曲线进行分析计算,得出雷达反射波在时间剖面图像中的特征。从Yee氏算法出发,根据Maxwell旋度方程推导出二维TM波的电场分量和磁场分量差分格式。在吸收边界条件为PML且激励源为雷克子波的条件下,编写二维TM波的FDTD的计算程序,对不同的地电模型进行数值模拟,得到相应的二维雷达剖面图。通过对比不同介质中的波场数值模拟图,验证电磁波传播的规律；并通过对不同的地质异常体进行信号正演模拟,得出不同异常体在钻孔雷达剖面中的图像特征,提高对钻孔雷达剖面图像特征的识别能力。最后结合工程实例,证明钻孔雷达正演结果总结出的规律对与识别岩溶、溶洞等异常体具有明显指导价值,加深对钻孔雷达的实用性的进一步理解,为钻孔雷达技术在高速公路勘察设计中的可行性提供一种较为直观的认识。