TBM掘进前方不良地质与岩体参数的综合获取方法

TBM在穿越断层、破碎带、岩溶发育区等不良地质时有时出现突涌水、塌方、卡机等灾害事故,导致TBM掘进效率低下、工期延误甚至是TBM机械损坏和人员伤亡。出现上述问题的一个主要原因就是TBM工作环境极为复杂,难以提前获取前方不良地质与主要岩体参数。因此,提出了一套以地球物理超前地质预报和基于“岩-机关系”预测岩体主要参数的解决方法。在该方法中,采用三维地震超前预报技术远距离识别和预报断层、破碎带、大型溶洞等不良地质;采用三维激发极化获取掌子面前方含、导水地质构造;采用机器学习的手段挖掘TBM机械电液参数与主要岩体力学参数的关系,并初步实现了TBM前方岩体单轴抗压强度的预测。以上述三种方法为核心,提出了TBM前方不良地质与主要岩体参数的综合获取方法及其流程,在实际工程中得到了验证。实际案例表明,综合获取方法可为TBM安全、高效掘进提供前方不良地质和单轴抗压强度信息,并为TBM掘进方案决策提供依据。     

海上全方位圆形观测系统设计与评价

近年兴起的海上拖缆全方位地震采集技术可高效地采集到全方位角地震记录,提高了复杂地质构造的成像质量。本文从圆形采集路径的公式推导出发,进行海上全方位圆形采集路径观测系统的设计;并从覆盖次数、炮检距、方位角、采集脚印等方面对全方位圆形采集和窄方位直线形采集路径做均匀性分析;然后以M深水区三维典型地质模型为实例,利用射线追踪照明技术对比了圆形采集路径观测系统与宽方位观测系统在目的层的模拟偏移振幅。均匀性分析和射线追踪照明对比的结果均表明:全方位圆形采集路径观测系统比常规平行采集观测系统更具优势。     

基于同态滤波与Curvelet变换的钻孔图像自适应增强

针对岩石数字钻孔图像存在的光照不均、图像中岩石表面边缘细节模糊等情况,提出了一种钻孔图像自适应增强算法.对原图进行同态滤波;使用Curvelet变换分解原图与滤波后的图像,对两者的低频子带使用系数直方图匹配算法,将前者与后者的直方图进行匹配,改善光照不均的影响;对原图的高频子带使用自适应的阈值进行滤波,同时利用自适应增强函数进行增强;使用Curvelet反变换重构得到增强后的图像.实验结果表明:算法可以有效地改善钻孔图像光照不均的问题,增强图像中物体的边缘信息,在主观视觉效果和图像客观评价指标上相对于其他算法均有一定优势.     

微动勘探技术在水库大坝隐患探测中的应用

微动探测可用于探测目标区域的地下空洞、活动断裂、覆盖层厚度、基岩面形态以及溶洞等。以江西九江高泉水库为例,详细介绍了现场微动勘探的测线布置、数据采集、数据处理分析、成果解释。实践表明:微动勘探技术是一种简便、快捷、对观测环境无特殊要求同时又不破坏环境的地球物理勘探方法,能够对病险水库大坝的隐患进行及时和有效的探测,并对堤坝隐患治理提供精确指导。     

面向目标与成像的海上多方位观测系统的评价与优化

针对南海深水区崎岖海底、陡坡带、断裂带和较大向斜、背斜构造下的地震成像模糊问题,开展面向目标照明和成像的多方位采集设计评价和优化研究。主要采用正演模拟、照明分析及偏移成像等多项技术对观测系统做精细评价和优化;综合考虑采集成本、施工难度、数据处理及成像效果等因素,认为沿0°、90°、120°和150°等4个方位的多方位观测系统为最佳;建立了一套完整、有效、适用于海上多方位观测系统评价的方法和流程,有利于实际海上复杂区地震数据采集。     

基于激光点云数据的排水管道形变类缺陷定量检测技术

排水管道变形和起伏是常见的管道结构性缺陷,而管道CCTV(Closed Circuit Television)检测成果由于无法得到准确的管道三维空间参数,在人工缺陷判读时,常常出现漏判和误判情况。为此,本文提出了基于激光点云数据的管道变形类缺陷自动化识别方法,通过计算管道点云截面拟合椭圆相关信息,给出了管道变形缺陷表征参数和基于随机一致性抽样的管道起伏表征参数计算方法。实证结果表明,该方法可以准确得到管道变形和起伏缺陷的位置、等级及长度等关键信息,且在管道变形缺陷识别的准确率上优于人工CCTV缺陷判读。本研究表明,相比于传统的CCTV检测,三维激光检测成果在管道缺陷定量化检测方面具有检测精度高、数字化应用强等优势,具有良好的三维可视化及自动化处理发展前景。本研究实现了管道变形和起伏缺陷的三维激光定量检测,进一步地,可构建更全面的管道缺陷三维激光点云特征参数,实现全类型缺陷管道三维激光自动化检测与评估。     

人工砂中的石粉含量对抗冲磨混凝土性能的影响

为了解决双江口水电站泄洪系统工程抗冲耐磨混凝土施工性能差、稠度大、不易排气等问题,以泄洪系统工程C₉₀50抗冲耐磨混凝土配合比设计及试验为基础,针对双江口水电站的原材料体系,开展人工砂中的石粉含量对抗冲耐磨混凝土性能的影响研究。对人工砂8%、10%、12%、14%不同石粉含量对抗冲耐磨混凝土拌和物坍落度和含气量的影响,以及不同石粉含量对混凝土抗压强度、劈拉强度、轴心抗拉强度、极限拉伸值等性能的影响进行研究分析。研究成果表明：人工砂石粉含量在10%左右时,抗冲耐磨混凝土综合性能最优,综合考虑各方面的因素,推荐人工砂石粉含量控制在11%～13%范围内,为后续抗冲耐磨混凝土配合比设计及试验工作奠定了基础,也为双江口水电站人工砂的生产提供了技术指导。     

线性台阵被动源面波法在地下空间探测中的应用

城市地下空间利用日益呈现出深层化特点,开展城市环境下深层化探测技术研究对于保障城市地下空间开发和利用具有重要意义.在对被动源面波法基本原理介绍的基础上,分析了现有二维观测系统在城市地下空间深层化探测方面存在的不足,提出了一种长排列线性台站被动源面波观测系统.该观测系统具有探测深度大、布置灵活、工作效率高等特点.偏线噪声...     

膨胀土岸坡渗透滑动时移电法检测试验研究

膨胀土因其吸水膨胀软化、失水收缩干裂的特性,极易诱发岸坡失稳滑动,开展膨胀土岸坡滑动监测技术研究对于保障水利工程安全具有重要意义.基于时移电阻率法基本原理,开展了含水平裂缝膨胀土岸坡电阻率法正演模拟,探究了水体在岸坡裂缝缺陷中渗透时的地球物理电性响应特征.同时,采用数据比算法对不同时刻的反演结果进行电阻率归一化,反映出...     

大地电磁探测技术在旭龙水电站隐蔽构造勘察中的应用

旭龙水电站前期工程勘察中面临坝库区高陡边坡、滑坡体及超厚覆盖层等复杂地质条件,准确查明该区域的隐蔽构造、裂缝、断层及覆盖层厚度十分关键。引入新型大地电磁测深探测系统,并基于优化改进二维快速松弛反演(RRI)算法,得到了收敛快、曲线平滑的大地电磁测深剖面,提取了丰富的深部地层信息。结果表明：采用低频磁棒、改进的RRI反演算法,有效数据频带延伸到1～0.1 Hz,有效探测深度近1 000 m。该技术在超厚覆盖层及深部构造探测中获得了较好的应用效果,克服了旭龙水电站前期勘察技术难点,可为新型大地电磁系统在类似工程的应用提供参考。