高密度电法与跨孔层析成像在岩溶探测中的应用分析

灰岩地区岩溶发育情况直接影响工程建设。为了查明岩溶地区的岩溶发育情况,指导工程设计及施工,在某客运专线特大桥岩溶探测勘察设计阶段中利用高密度电法、跨孔地震层析成像及跨孔电磁波层析成像方法进行岩溶探测。并结合它们各自的原理特点,在普查阶段布置高密度电法,在详勘阶段利用跨孔层析成像技术进行精细探测,最终在岩溶探测中取得了良好的应用效果。结果表明,高密度电法可对工区岩溶发育情况做出整体的评价,但是探测精度有限;而跨孔层析成像技术可对钻孔间的岩溶发育强弱程度和空间分布情况做出更为精细的分析。     

岩溶塌陷的地质雷达正演模拟分析

针对各种岩溶发育地带的地球物理特征,构建相应的地电模型,采用时域有限差分法作地质雷达正演模拟。根据电磁波在介质中的传播规律,分析各种岩溶模型情况下所得正演剖面结果的振幅特性,相位特性,频率特性。总结岩溶探测过程中各种构造的地质雷达响应,作为实际工程探测的依据。从而,验证了利用时域有限差分方法作地质雷达正演模拟的可行性,也有助于实际勘探岩溶塌陷灾害隐患的定性到定量的分析。     

综合超前地质预报技术在贵南铁路岩溶隧道中的应用

在岩溶隧道施工过程中,突水突泥灾害时有发生,给隧道施工安全带来不同程度的影响。为了确保岩溶隧道施工安全,须采用地质调查法、地震波反射法、地质雷达法、瞬变电磁法、超前地质钻孔及加深炮孔相结合的综合超前地质预报技术,用以探测岩溶隧道的工程地质与水文地质条件。将该综合探测技术在贵南铁路九万大山一号隧道工程进行了实际应用,通过在不同岩溶地质条件下使用不同的预报方法组合方式及预报方案,探清了隧道的溶洞空间分布、充填物特征及岩溶水性质,提高了预报精确度,降低了施工风险。得出结论:在岩溶隧道中积极采用综合超前地质预报技术,能进一步查明岩溶隧道掘进工作面前方的地质情况,为制订隧道岩溶处理方案及围岩设计变更提供了依据。     

电磁波CT在碳酸盐岩缝洞勘察中的应用

岩溶、裂隙及岩石破碎发育带是碳酸盐岩地区隧道施工安全隐患,本文将高分辨率电磁波CT技术成功应用到某隧道已钻孔之间的不良地质现象的勘察,在发射孔中的不同位置上发射高频电磁波,同时在接收孔中测量各发射点发射的电磁波穿透孔间介质后的电磁波射线强度,应用迭代收敛性较好、收敛速度较快的SIRT算法,进行电磁波视吸收系数成像,并结合工程钻探取芯结果,较为准确地推断出了4个孔之间的岩溶、裂隙及岩石破碎发育带分布。     

综合物探在城市轨道交通岩溶探测中的应用

针对杭州地铁6号线—期工程河山路站—凤凰公园站区间地质和环境条件,采用综合物探手段进行岩溶探测,普查阶段采用高密度电法等地面物探方法,详查阶段采用地震波CT、电磁波CT和孔内雷达等物探方法。综合物探查明了河山路站—凤凰公园站区间岩溶的空间分布和规模。经钻探验证,物探成果可靠,探测效果良好。     

电磁波CT技术在岩溶勘查和注浆检测方面的应用

电磁波CT技术是工程勘查中的一种常用方法,利用电磁波CT技术进行探测,其成果清晰、直观,能够清楚地反映出地下不同地质体的空间分布。安徽某地进行道路拓宽改造,部分路基下伏基岩岩溶发育,前期进行了大量的钻孔勘探。本次勘查利用已有钻孔,采用电磁波CT法对注浆前后的测区进行探测,然后对检测结果进行处理与解释,查明了注浆前测区内溶洞的大小、形状和空间分布。并根据注浆前、注浆后电磁波CT成果的对比得出,注浆后视吸收系数整体低于注浆前,注浆效果明显。结果表明,电磁波CT法在岩溶勘查和注浆检测方面应用效果良好,是一种非常有效的物探手段。     

微动技术在大连地铁岩溶勘察中的应用

大连地铁5号线沿线区域岩溶发育,前期勘察阶段受勘察手段和钻孔间距限制,存在较多岩溶勘察空白区域,给地铁盾构施工带来极大的地质隐患和技术风险。因此采用微动新技术,查明复杂城市环境条件下地铁沿线隧道洞身影响范围内岩溶的分布及发育情况。在微动解译的岩溶异常靶区布置钻孔验证,同时采用高精度跨孔地震CT对岩溶规模进行扫描。对比分析表明,微动二维视S波速度剖面能够直观、准确地显示地下地质体高低速地球物理性质,对低速岩溶地质体的规模、形态刻画精度与钻探揭露、地震CT探测精度基本一致。由此可见,微动是一种抗干扰能力强、场地适用性广、成果解释可靠的新方法,尤其适用于复杂城市环境下地质勘察工作,具有经济、高效、无损、快速的特点,建议在城市轨道交通不良地质体勘察工程项目中推广应用。     

探地雷达技术在岩溶探测中的应用

以黄河万家寨库区右岸岩溶探测为例,论述了雷达探测方法的技术及其工作原理,并结合岩溶探测实例, 分析了岩溶地质现象所产生的雷达波场异常的空间展布特征,划定了该测区溶洞、溶蚀裂缝等岩溶地质异常的 空间展布范围,验证结果表明:探地雷达技术在浅层岩溶探测中的有效性。     

井间电磁波CT技术在管道工程岩溶探测中的应用

地下水长期作用于灰岩裂隙往往使岩溶或破碎带更加发育,形成地下溶洞,给地下管道工程带来极大的隐患和危险。为了查明地下岩溶的发育情况,根据不同介质对电磁波的吸收（J8）存在差异,运用井间电磁波法层析技术（CT）探测地下目标地质体的结构和形状。通过在广西西气东输管道工程的应用,结果表明井间电磁波CT技术可为西气东输二线管道工程提供可靠精确的地下地质资料,经钻孔验证,效果良好。为管道工程的施工提供了安全保障。     

地质雷达信号的Kirchhoff偏移技术在小型充填溶洞探测中的应用

在岩溶地区隧道施工中,岩体原始应力场遭到破坏,常引起富水岩溶区充填型溶洞的突泥或突然坍塌,成为主要的施工风险源。由于地下介质的复杂性和电磁波在介质中的衍射和绕射,使得探测目标的位置相对真实位置出现偏移,降低了预报的准确性。针对以上问题,首先进行了富水岩溶区域型充填溶洞不良地质的发生发展规律研究;然后分析了基于中心差分解的Kirchhoff偏移理论,表明其在重建反射信号记录剖面和得到剖面的精确空间形式方面的可行性;以一个钢筋混凝土结构中主钢筋的探测应用为例验证了偏移方法对探测目标定位的提高作用;最后,以一个隧道为实例,结合地质发展规律,通过对物探方法多解的排除分析,较准确地探测出了充填小溶洞的空间位置分布,证明了在地下复杂介质中基于偏移技术的富水岩溶区域不良地质的短距离预报方法是有效性。     

跨孔高密度电阻率法溶洞探测效果验证分析

溶洞是轨道交通建设中遇到的一种典型地质灾害,其发育范围勘探是溶洞治理的首要任务。本文首先分析了溶洞发育特征和勘探环境,其次具体介绍了跨孔高密度电阻率法的理论基础,最后针对一勘探实例介绍该方法的工作方法,并对验证成果做具体分析。验证结果表明跨孔高密度电阻率法对溶洞发育范围探测具有有效性、可行性和准确性。结合探测过程总结该方法应用环境和发展方向。     

基于电磁波层析成像技术的岩溶探测正演模拟及应用研究

电磁波层析成像(CT)技术是将一定频率电磁波作为发射源,利用接收机来获取地下地质体的物性参数的地球物理方法,在岩溶勘查中有着独特的应用。不同填充状态的空洞、破碎含泥沙溶洞及含水溶洞等,其对电磁波的吸收存在一定差异。电磁波CT技术利用电磁波在不同介质中吸收系数存在差异,造成在传播路径上其能量衰减的不均匀性,使用层析成像技术反演出介质的吸收系数分布,从而得到地下介质的精细结构和电性分布。本文通过构建溶洞模型,进行正反演计算,讨论并总结其响应特征与规律。结合某工程应用,并使用地质钻孔资料对比,对结果进行解释,验证了电磁波CT技术的实用性与有效性。     

地质雷达在岩溶隧道超前预报中的应用

地质雷达是一种广泛用于地质探测的高频电磁脉冲波技术.针对湖北大广南高速公路建设中紫荆山岩溶隧道实际工程,为了探明隧道周边岩溶等不良地质体,采用地质雷达中连续测量方法进行信号采集,并通过增益调节、滤波处理等方法对采集信号进行处理.通过结合裂隙、溶洞、富水岩体三个典型实例,分析并总结了它们的地质雷达反射波的具体特征,分别表现为节理裂隙反射波同相轴杂乱、岩溶裂隙反射波的带状分布、溶洞反射波的 “双曲线反射”、富水岩体反射波的主频显著降低和能量迅速衰减等.这些特征有助于断定出不良地质体的具体位置和规模,从而为保障隧道的安全施工提供了一定依据.     

基于井间电阻率成像的城市地铁溶洞探测方法

针对在城市修建地铁时可能遇到的一种严重危害工程安全的地质灾害体--溶洞,建立了4种典型溶洞模型,使用有限元法和迭代法进行正反演数值模拟,得到井间电阻率成像方法对典型溶洞的探测响应特征,分析总结不同模型响应特点,辅以大连地铁工程实例验证实际探测中的良好应用效果。研究结果表明,井间电阻率成像方法是城市地铁溶洞探测的一种有效的方法,可为城市地铁施工提供相应的安全保证,基于数值模拟和工程实践对在城市地铁使用井间电阻率成像方法进行溶洞探测提出现场工作和数值处理建议。     

武汉市轨道交通四号线一期工程洪周段岩溶工程地质评价

依据水文地质调查、工程钻探、孔间电磁波CT和弹性波CT、沿线钻孔地下水位分层观测、岩石化学分析、岩石薄片鉴定等综合勘查成果资料,对武汉市轨道交通四号线一期工程CK17+386～CK17+700段的岩溶工程地质特征进行了综合研究.研究结果表明,研究区内的岩溶分布里程自桩号CK17+386至CK17+506,全长约120m...     

跨孔地震CT技术在工程勘察中的应用

跨孔地震CT技术是利用地下介质弹性波速度差异,通过弹性波在地下介质中的旅行时的差异及能量的变化,选择合适的算法反演刻画地下结构和位置,该技术在工程勘察中能够有效地探测土洞和溶洞发育分布情况.论文结合跨孔地震CT技术的应用现状,简述了跨孔地震CT技术的原理,总结了跨孔地震CT技术在实际应用中的技术关键,并将跨孔地震CT技...     

跨孔地震CT探测基岩面附近岩溶研究

高层建筑物的持力层大多为基岩,基岩面附近若存在岩溶将给建筑物基础带来重大隐患.为了更好、更精确地探测岩溶,本文从基岩面附近的多岩溶探测入手,依据射线理论进行正反演模拟研究,讨论岩溶与基岩面的距离、围岩与岩溶速度差异大小以及观测系统对反演结果的影响.研究结果表明:当所有激发点和接收点都布置在基岩中时,水平排列的两个岩溶与...     

高风险岩溶隧道突水突泥灾害前兆规律与应用研究

隧道突水突泥会对工程建设带来巨大的安全隐患和经济损失,逐渐成为高风险岩溶隧道施工急需解决的关键科学技术难题。在系统收集整理大量岩溶隧道突水突泥实例的基础上,总结出包括地下水、岩组、地质结构面、岩层产状、沉积期古剥蚀面、地形地貌和降雨等7大主要地质影响因素,研究了岩溶水体和不良地质体在地球物理场上表现出的响应特征,即在地震波、电磁场的传播过程中,遇到该类介质时某种特殊的前兆信号信息,解译岩溶水体和不良地质体在地球物信息场上的响应特征,辨识导致灾变的前兆信息,并在实际隧道工程施工中得到了成功的应用,对建立突水突泥预测预报方法具有非常重要的理论价值和工程指导意义。     

高密度电法在云南某高速公路岩溶勘察中的应用

灰岩地区岩溶普遍发育，所产生的溶蚀带、溶洞等不良地质现象，会严重地影响到高速公路路基工程质量与施工进度。高密度电法集电测深和电剖面装置于一体，由于它具有采集信息多，数据量大，观测精度高速度快和探测深度较大等特点，因而在工程地质和水文地质勘查中广泛应用。本文将高密度电法应用于云南某高速公路的岩溶勘察中，取得了很好的效果，为路基施工及岩溶的勘察治理提供了地球物理依据。