高密度电法与地质雷达在岩溶勘察的综合应用

为探明某拟建电厂区域内岩溶发育情况,确保电厂在建设及运营过程中的稳定,通过采用高密度电法与地质雷达联用的方式,对比场址区域内初步勘察钻孔数据,在场址区域范围内进行岩溶勘察.探测结果显示:高密度电法对深层的大型溶洞具有较好的分辨能力,而地质雷达对于浅层的中大型溶洞能够较好地探测,两者相结合能够较全面地揭露岩溶.这说明两种...     

高密度电法在勘察岩溶发育规模中的应用

岩溶的发育对水利工程带来了很大的经济和安全隐患,在对探测对象不造成损伤的情况下,高密度电法是工程物探中用来探测岩溶发育的一种有效方法。以灌浆帷幕线发育岩溶的某水库工程为例,论述了高密度电法在岩溶发育规模勘察中的应用,最后通过钻孔和对溶洞规模的三维扫描证明高密度电法对岩溶发育规模勘察的有效性。     

高密度电法在土石坝浸润线探测中的应用

土石坝浸润线常规探测主要依靠测压管、渗压计等仪器实现,大部分小型水库没有设置探测仪器或仪器损坏无法进行探测。高密度电法对坝体低阻异常具有较高额敏感性,可以快速探测土石坝电阻率,探测结果为视电阻等值线云图,能够直观了解坝体内低阻分布情况,实现快速测定坝体浸润线的目的,且测线布置灵活简便,能对坝体多个剖面或部位进行探测。该文通过对某水库测压管实测浸润线与高密度电法探测浸润线对比,证明高密度电法在土石坝浸润线探测中的应用是有效的,可对无监测设备或设备已损坏的土石坝进行浸润线探测。     

复杂岩溶的地球物理异常特征及分布区探测

首先分析了岩溶发育区溶沟、溶槽、溶洞、溶蚀区等岩溶形态的地球物理性质差异,基于不同物性参数,建立了地质地球物理模型。根据岩溶分布特点,给出了采用浅层地震、探地雷达、高密度电阻率法、井间CT成像等综合物探方法探测岩溶的一般工作流程,并分析了岩溶在不同方法探测剖面上可能形成的异常特征。最后以济南广播电视大厦场地岩溶探测为例,从数据采集、资料处理解译等方面,分析各种方法对岩溶问题的反映能力。研究结论时复杂岩溶的地球物理探测工作有较强的指导作用。     

电阻率法探测青石岭库区岩溶的地质效果

可溶岩地区的水文地质工程地质问题，大都与岩溶有密切的关系。要认识和研究岩溶含水层特性、溶洞充填物和地面塌陷等特征，必须首先研究和认识岩溶发育程度和分布规律，应用电探的电阻率法对第四纪覆盖层下的岩溶地质问题进行过多项工程勘测．用于了解岩溶发育情况及分布规律，为解决水库漏水、坝址和厂房的稳定等问题，提供了基本资料。实践证明，对浅部岩溶的探测常常可以取得较好的地质效果。对青石岭抽水蓄能电站应用电阻率法探测库区岩溶的地质效果做了详细介绍。     

高密度电法在覆盖型岩溶地区探测中的应用

在覆盖型岩溶地区由于地下土洞及溶洞的存在,会给工程建设带来了许许多多的问题,提前查明其位置所在,能够减小或防止其所带来的危害。以贵州某火力发电厂贮灰场库区为例,探讨了高密度电法在覆盖型岩溶地区的适用性,并采用温纳四极装置对库区地下溶洞进行了探测,探测结果和钻孔资料表现出了良好的一致性,表明高密度电法可用于覆盖型岩溶地区的地质勘察工作。     

基于高密度电法的土石坝渗漏探测

为消除高密度电法渗漏探测时存在的体积效应,准确探明土石坝渗漏位置,文章通过室内试验建立了坝体填筑土电阻率与含水率相关关系,并将其用于解译高密度电法探测结果。结果表明,随含水率增大,电阻率逐渐减小,电阻率与含水率存在明显的幂函数相关关系,当含水率大于30%时,随含水率增大,土体电阻率保持不变;坝体表面和6m深度以下存在低阻异常,经分析坝体表面低阻异常原因为大气降雨等环境因素影响导致其含水率偏高,而6m深度以下坝体低阻异常原因为坝体渗漏;建立的坝体填筑土电阻率与含水率相关关系,可明显提高高密度电法解译精度,更加准确地判断土石坝渗漏情况。     

水利水电工程地质勘察中高密度电法的应用研究

采用科学的方法进行水库大坝质量监测对保障水库正常运行意义重大。以某大坝为例,采用高密度电法对大坝渗透通道异常进行正反演分析。结果表明,在正演结果分析中,坝体的视电阻率与模型相比存在较好的分层现象,由于渗透通道的异常存在,坝体浸润区的视电阻率存在封闭的低阻,且向两边存在一定的延伸;在反演结果分析中,反演的低阻封闭体的范围明显缩小。在浸润区的基岩范围内,受到上部渗透通道异常体低阻的多次“映射”影响,导致下部的视电阻率值出现畸变;在坝体背水面共布置3条测线探明了大坝渗透通道的走向、埋深和空间分布,可为坝体的防渗治理提供依据。     

三维高密度电法在隐伏断层探测中的应用

运用三维高密度电法对豫北某拟建水库坝址区进行探测,获取了海量三维高密度电法数据,经过反演和三维可视化模拟,直观反映了坝址区地质结构,发现1条隐伏陡倾断层。在低阻异常区开展钻探和钻孔电视,验证了电法的研判结果。在三维高密度电法基础上,布设多条二维高密度电法测线,验证了三维探测结果,确定了断层产状,为坝轴线选取提供了参考,表明三维高密度电法探测灰岩区隐伏断层效果良好。     

高密度电法在土石坝坝肩渗漏检测中的应用

渗漏是土石坝主要病害之一,其中,坝肩渗漏是一种常见而特殊的渗漏形式,渗漏路径复杂,来水原因难以判断,可能为绕坝渗漏、坝体渗漏,也可能为坝肩侧山体渗水。高密度电法对坝体低阻异常具有较高的敏感性,采用高密度电法对南京某水库土坝坝肩的渗漏问题进行试验研究,采用网格化布置测线,克服了坝肩场地狭小难以布设电极的缺点,探明了坝肩渗漏通道的位置走向。通过分析探测视电阻率值的相对变化和等值线的形态,结合现场检查和钻孔的结果,分析得出了坝肩渗漏的原因,证明高密度电法在大坝坝肩渗漏检测中是有效的。     

灰岩区溶洞与薄层泥岩物探异常差异分析

针对地球物理反演问题存在多解性、单一物探解译成果易与实际情况产生偏差等问题,以区分灰岩区大型溶洞与岩体破碎产生的相似TSP异常、提高超前预报解译精度为目标,将EH4、TSP303及地质雷达技术用于千岛湖配水工程灰岩区不良地质探测。简述了三种物探方法的原理及观测系统设置方式在EH4电磁异常区域开展隧洞超前预报工作,物探成果有效揭示了不良地质的存在。鉴于TSP两次预报异常相似但开挖结果不同,提出了根据TSP纵波速度谱中低速带的分布形态来区分溶洞与破碎岩体的方法。结果表明:大型溶腔与薄层泥岩均对应偏低的纵波波速、密度及杨氏模量,但前者在TSP纵波速度谱中表现为小范围封闭状低速异常,后者低速带呈带状,产状相对清晰;溶洞雷达异常表现为双曲线状同相轴且具备与完整灰岩对比度明显的强振幅特性,薄层泥岩反射能量较溶腔弱,波形杂乱错断,但未呈现明显双曲线特征。     

武汉轨道交通2号线岩溶地段隧道工法研究

武汉地铁2号线虎泉站-光谷广场站区间隧道沿线灰岩分布广泛,岩溶发育,采取钻探、物探等综合勘探技术,查明了岩溶分布特性。在区间隧道施工前,进行了溶洞注浆加固处理;并在此基础上,对区间隧道矿山法、盾构法以及明挖法等工法进行了综合比较,提出了适应本地层条件下的矿山法施工方案,达到了预期的效果,可为类似工程的设计和施工提供借鉴。     

武汉地铁隧道与隐伏溶洞的安全距离研究

武汉地区溶洞存在埋深较浅、溶洞高度较小、地下水“高水头”等特征。基于这些特征,利用MIDAS GTS进行数值正交试验,分析了武汉地铁27号线围岩水平、侧压力系数、溶腔跨度、溶腔高跨比、渗透系数等对隧道与溶洞安全距离的影响规律和显著性。研究结果表明:隐伏溶洞位于隧道下方、侧方或上方工况条件下,围岩水平、溶腔跨度均会对隧道与溶洞的安全距离有显著影响,而渗透系数对其并无显著影响;侧压力系数只在隐伏溶洞位于隧道下方时有显著影响;溶腔高跨比只在隐伏溶洞位于隧道侧方时有显著影响。结合试验结果的非线性多元回归分析,分别建立溶洞在隧道下方、侧方、上方时的隧道与溶洞安全距离预测模型;通过工程实例的检验与应用,该分析方法可靠合理,可为类似工程提供借鉴和参考。     

基于鱼类集群及上溯通道分析的鱼道进口位置论证

为确保大渡河龚嘴水电站鱼道能够成功过鱼,基于龚嘴水电站坝下河段鱼类集群分布的水声学观测结果,结合研究河段水流条件,分析鱼类集群分布特征,并根据主要过鱼对象关于水力学因子的适宜性特征,提取坝下河段鱼类主要上溯通道,论证龚嘴水电站鱼道进口布置方案。结果表明:坝下河段鱼类垂向分布范围为1.15~11.62 m,主要分布在中下层水域;鱼群主要集中在河段中上游区域;鱼类上溯通道分布于靠近两侧河岸的水域,流速为0.1~1.2 m/s;在北纬29.290°~29.292°范围内,存在横跨整个河宽的鱼类集中分布区域,说明该区域内流场条件能够较好地满足河段过鱼对象的上溯需求。本研究从鱼类集群及上溯通道分布两个方面对鱼道进口布置进行论证,提出较合理的鱼道进鱼口位置,研究结果可为其他水电站鱼道进口布置提供参考。     

彭水水电站地下厂房大型复杂岩溶处理技术

彭水水电站地下厂房引水隧洞和尾水隧洞布置在KW51、W84两大岩溶系统之间,由于受地质条件制约,流道及附属洞室群均穿过岩溶系统。因地下厂房洞室群规模较大,厂区岩溶发育且规模大、性状复杂,因此施工难度大,施工安全问题尤为突出。在施工过程中根据岩溶的性状,采取了分高程、多工作面的施工方案,在超前预探、动态监测、控制释放等措施保护下,对岩溶系统进行了清挖、置换回填、灌浆加固、深层锚固、喷混凝土封闭等处理措施,有效地保证了施工安全及进度,为复杂岩溶地区的地下电站建设取得了成功的案例及有益的经验。     

基于有限差分法的下伏岩溶对桩基承载特性的影响

为探求下伏岩溶对桩基承载特性的影响规律,基于现场静载荷试验,采用FLAC3D有限差分软件对5种溶洞顶板厚度、5种顶板跨度、5种溶洞高度以及3类顶板围岩类别进行正交数值模拟试验。试验结果表明:其他条件一定时,桩基承载力与岩溶顶板厚度、顶板围岩强度成正比,与岩溶顶板跨度成反比,与溶洞高度无直接影响;溶洞等软弱下卧层对上方桩基的最大影响深度为3倍桩径,继续增大顶板厚度对桩基极限承载力的提高效果不大;溶洞尺寸与桩径相仿(L≤2D)时,对桩基承载力影响不大,溶洞尺寸继续增大则极限承载力有较明显下降;岩体强度在11.5 MPa以下时,承载力随岩体强度的增大有较大的提高,岩体强度达到11.5 MPa以后,继续增大岩体强度,其承载力增幅不明显。研究结果可进一步深化、完善现行的岩溶发育区桩基础的设计并指导施工,具有一定的理论意义及工程应用价值。     

多工况下不同叶片包角的斜流泵水力特性研究

为研究多工况下不同叶片包角的斜流泵水力特性,在斜流泵叶片包角取值范围内和主要几何参数不变的条件下,对包角为60°、65°、70°、75°和80°的斜流泵模型进行8Q_d、1.0Q_d、1.2Q_d三种流量工况下的数值模拟计算。多维度内部流场分析结果表明:(1)随着流量的增加,叶轮内部流道流场回流漩涡现象减小,效率逐渐提高;(2)截面1中在设计流量Q_d条件下,随包角(60°~70°)的增大,最大压力值逐渐减小,叶片流道扩散和逆压梯度降低,水力特性整体较优;(3)在(70°~80°)范围内压力最大值依次减小,摩擦阻力也随之增加,叶片包角存在一个最优值;(4)截面2中70°、75°和80°三种叶片包角方案速度矢量值随着流量Q的增加逐渐增大,在60°和65°方案下无明显变化规律。研究成果为叶轮叶片包角的综合评估和选择提供参考。     

高密度电法在黄土滑坡勘察中的应用

为探讨高密度变电法在黄土地区滑坡勘察中的适用性，以陇东地区杜家沟黄土滑坡为例，利用高密度电法查明了该滑坡范围内的地层结构和基岩面埋深，以及落水洞分布情况。对该方法的工作原理、野外探测装置类型的选择、测线布置及数据处理、资料分析与解释进行了详细的介绍。实践表明，运用该方法对黄土滑坡进行勘察是可行的，其勘察结果经地质雷达钻孔取芯验证是可信的。     

伏漫水库主坝渗漏通道勘察方法

由于伏漫水库地处岩溶地区,主坝渗漏严重。为此,采用地质调查、物理勘探与钻探相结合的方法,查明了主坝渗漏通道。其成果证明了地质调查、物理勘探与钻探相结合的方法,用于查明主坝下游坝脚集中渗漏点的渗漏通道是十分有效的。但自然电场法、充电法、电阻率法在岩溶地区有一定的局限性,在实际应用中,应综合分析物探成果,并通过钻孔验证。     

岩溶地基承载力影响因素的正交试验分析

实践表明影响岩溶地基承载力的主要因素有溶洞大小和截面形状、溶洞位置和溶洞发育程度。采用数值模拟和正交试验相结合的方法,就单个因素对地基承载力的影响和多个因素对地基承载力的综合影响分别进行了模拟分析,结果表明溶洞大小和截面形状的影响最大,溶洞发育程度次之,溶洞位置的影响较小。