椭圆形裂隙中渗透注浆扩散规律的研究

为了研究裂隙岩体注浆浆液的扩散规律,将单一裂隙简化为椭圆形裂隙,利用广义柱面坐标、牛顿内摩擦定律、达西定律、渗流微分方程和边界条件下的连续性方程,推导出水平椭圆形裂隙中,层流状态下的牛顿液体在渗透注浆过程中各个参数之间的关系,研究了椭圆形岩体裂隙中渗透注浆的扩散规律.     

裂隙岩体渗流的优势水力路径

优势水力路径是裂隙岩体中的主要渗透通道,是岩土工程中必须考虑和解决的问题。通过分析裂隙岩体渗流优势水力路径的形成机理及编制相应的分析程序,研究优势水力路径的主要表现形式及其应力相关性。研究表明,裂隙岩体中的优势水力路径客观存在于由连通裂隙簇、优势节理裂隙组、主干裂隙等形成的水力连通裂隙网络中,其分布与优势裂隙组和长大裂隙的分布及应力环境极其相关。通过分析裂隙岩体的优势水力路径,确定裂隙岩体中地下水的潜在渗透通道和分布状态,为边坡工程、地下工程等岩土工程的设计施工提供参考依据。     

非均质断层破碎带注浆扩散机理

断层破碎带是诱发塌方、突泥等地质灾害的重要构造因素。但是,针对断层治理的注浆理论与技术研究进展缓慢。结合断层岩体特征分析与注浆试验,开展断层破碎带注浆扩散过程与规律研究。首先,依托永莲隧道F2断层突水突泥灾害注浆治理工程,提取并分析断层岩体性质,划分岩体类型,建立注浆概念模型,将岩体划分为松散型、软弱型及密实型等三种介质。基于牛顿流体及土体一维压缩理论,分别建立三种介质注浆控制方程,分析介质结构特征与孔隙度、压缩性等物理性质,对注浆扩散过程的影响规律。结合注浆试验,研究了不同介质条件下,注浆过程中注浆压力、介质应力变化规律,基于浆脉分布情况,分析浆液由注入点向介质的扩散过程。理论分析与试验结果表明：非均质断层破碎带注浆扩散过程,可分为优势充填与劈裂扩散两个阶段,注浆压力变化曲线由缓慢上升至陡降的突跳点即两阶段分隔点;优势充填阶段主要发生在松散型与软弱型介质中,注浆压力上升慢,浆液出现集中扩散;劈裂扩散阶段主要发生在密实型介质中,注浆压力上升快,扩散范围与介质结构面数量正相关,与压缩模量、注浆速率负相关。针对松散型与软弱型介质形成的不良地质区,为达到优势扩散与治理效果,提出了定域注浆控制技术,并在永莲隧道突水突泥灾害治理工程中应用,取得了良好的注浆治理效果。     

岩溶演化过程中含水介质的时空变化特征研究

根据碳酸盐岩溶蚀机理,对裂隙溶蚀过程进行合理简化和假设。在此基础上,建立了耦合裂隙渗流模型和隙面化学动力学模型的裂隙溶蚀扩展模型,据此对不同条件下单裂隙扩展的特征和规律进行分析研究。结果表明:岩溶演化受裂隙几何形态和水动力条件的共同影响,岩体裂隙较闭合或地下水水流滞缓时,岩溶均不易发育;在岩溶发育演化过程中,含水介质的整体渗透性显著增强,水流状态由层流变为紊流,流量呈级数增加,而溶蚀速率将趋于恒定,水头坡降趋于平缓。     

综合物探方法在复杂高边坡地质勘察中的应用效果探讨

复杂地质边坡基岩出露、高差大、岩溶裂隙和冲沟发育都是进行正常物探测试的不利条件,严重影响了物探测试效果.本文通过介绍和分析高密度电法、井间电磁波和地震波层析成像技术、超声波等多种物探方法的测试效果,总结出在岩溶、溶蚀槽、裂隙较发育地区比较适合采用高密度电法、井间电磁波层析成像以及钻孔岩芯、岩体超声波测试相结合的综合物探...     

青岛胶州湾海底隧道F44含水断层注浆前后TSP探测分析

海底隧道含水断层的预报是海底隧道修建过程中的重大理论和技术难题之一,对其位置与规模的准确预报可为超前预注浆提供依据与指导.通过TSP超前探测,确定了青岛胶州湾海底隧道F4-4含水断层发育的位置与规模,探明了该断层受构造影响严重,围岩破碎,岩体强度低,自稳能力差,在极端地质条件下存在突水的高风险,施工风险极大.该预报为超前预注浆提供了依据,最后采用TSP手段对注浆后围岩情况进行了注浆效果检验,TSP探测结果表明,注浆后围岩整体性得到提高,其强度提高了19.1%,密度提高了3.6%,泊松比下降了7.1%,纵波波速增长了0.8%,纵横波比减小了7.1%,表明断层破碎带内含水量降低,裂隙得到有效充填,注浆效果显著,达到了注浆目的.该海底隧道含水断层的TSP超前预报方法以及注浆处理后的注浆效果检验手段对类似工程具有一定的借鉴与指导意义.     

地井联合物探技术在岩溶注浆检测中的应用

灰岩地区岩溶地质的发育情况直接影响到铁路桥梁的设计施工,在岩溶发育区域,桥基础通常采用复杂的超长柱桩方式,并且为了降低施工风险,增强施工可控性,常采用框构桥加注浆的方案,因此注浆加固效果的检测评估就显得尤为重要。目前注浆效果检测评估主要以地面物探和钻探相结合的手段为主,但是在特殊的大深度岩溶发育区,该手段很难达到检测要求。本文针对大深度岩溶的发育问题,首先分析了岩溶区域的地球物理特征,并结合某铁路桥梁施工中的实例,制定高密度电法、地震CT(Computed Tomography)法的地井联合物探检测方案,结合钻孔取芯和压水试验进行分析、验证。结果表明,地井联合的检测方案可精细、准确、高效地检测注浆加固效果,对同类型岩溶注浆加固检测工作具有借鉴意义。     

综合物探方法在施工后岩溶探查中的应用

宜（昌）至万（州）铁路岩溶极度发育,为了评价岩溶处理效果、消除隐患、保证铁路运营安全,灰岩地段的隧道及深挖路堑在工程开挖完成后必须再次进行岩溶探查。结合地质目的和现场施工条件,决定采用地质雷达、地震映像和地震面波相结合的综合物探方法进行岩溶探查,从而确保物探成果的有效性和准确性。通过对物探异常位置钻探验证,表明综合物探方法在施工后岩溶探查中是有效、可行的。     

破碎围岩锚注加固浆液扩散规律研究

基于连续介质力学和渗流力学理论,运用渗透张量法得出浆液在破碎围岩中扩散的基本方程;并通过对实际锚注支护工程进行假设与简化,建立锚注加固系统浆液在包含正交裂隙组的围岩中渗透扩散的数学模型.在此基础上,运用COMSOL软件对锚注支护工程进行实时模拟,研究了不同注浆压力和不同注浆锚杆布置方式对浆液流动扩散规律的影响.结果表明：对于巷道锚注支护工程,合理的注浆压力约为1.0～4.0MPa,合理的钻孔间距约为浆液扩散半径的1.3倍左右.将研究成果用于祁南煤矿新掘大巷锚注支护设计,取得了良好的效果.     

可控源音频大地电磁法在岩溶裂隙型地热勘查中的应用

介绍了运用可控源音频大地电磁测深法解决沂沭断裂带岩溶裂隙型热储深部地热勘查的问题。由于热储层埋藏较深,覆盖层较厚,深部构造裂隙发育,常规勘查方法难以实现。凭借CSAMT法的勘探优势,结合深部岩溶发育规律及地热流体形成条件,设计了一眼地热井,后经钻探验证,技术方法可行,找矿成果良好。不仅在沂沭断裂带实现深部地热找矿突破,对研究该区岩溶裂隙型热储成矿规律具有指导意义。     

电法勘探在某辉锑矿采空区探测中的应用

自然电场法、充电法、对称四极激电测深法是常规的地球物理勘查方法,广泛用于采空区、地质灾害勘查及治理。尤其是对于地电条件复杂,地形切割剧烈,巷道不规范,采空区充水,测线不能按直线布设的工作区,而自然电场法、充电法的综合应用,则更显示了它的优越性,达到了较好的地质效果。本文结合工程实例,介绍综合物探用于采空区勘查的野外工作方法,通过分析采空区的地球物理特征,对综合物探资料解释,推断出采空区的平面位置及空间分布特征,为该采空区的危险性评估及治理提供了依据。经钻探验证,推断解释结果与实际地质情况吻合较好。     

综合物探法在益阳市岳家桥镇地面塌陷勘查中的应用

勘查采用联合剖面法、高密度电法、电测深法、地质雷达法,初步查明了工作范围内隐伏断裂构造、岩溶、土洞分布情况和第四系厚度变化等情况。综合物探效果突出,推测结论与验证钻孔进行对比,吻合度达到90％以上。结合物探成果和区域地质资料推测,岳家桥镇地面塌陷主要由降雨年际分布不均、断裂构造及岩溶发育、孔隙水与裂隙水水力差明显、人工开挖及人工采掘抽排地下水等综合因素导致。     

城市工程地球物理探测技术应用与发展趋势

近年来,城市工程地球物理探测技术得到了较快发展,并取得良好应用效果。城市工程地球物理探测具有很多特点,地面探测方法、地球物理测试方法、水声探测方法以及井中探测方法等各有所长,可以为岩土工程、地质灾害防治和环境问题研究提供有益的信息和数据,在实际应用中具有明显的技术优势。在实际中应该注重应用条件适应性、开展方法试验和综合物探。结合实际加强技术方法、仪器设备等方面的研究,将会推进城市工程地球物理探测技术得到更广泛应用与发展。     

高密度电法与瞬变电磁法联合勘查河北承德地区基岩裂隙水

缺水基岩山区的找水定井难度较大,单一地球物理方法很难达到准确找水的目的。为了弥补高密度电法探测深度浅,受地形影响较大等问题,采用高密度电法联合瞬变电磁法对基岩山区地下水进行探测,高效经济地实现山区地下水资源精准勘查。在探讨高密度电法和瞬变电磁法的基本原理和联合探测可行性的基础上,介绍了联合探测的找水前提和依据,结合河北承德地区基岩山区地下水勘查的工程应用,讨论了地形对高密度电法的影响,分析了两种方法的联合探测结果,综合两者低阻异常对应区域最终确定了基岩裂隙含水区,并通过钻孔验证了综合地球物理技术在基岩山区找水的有效性,为今后在类似地质条件地区基岩裂隙水的勘查提供了理论和实践依据。     

大坝建基岩体物理探测方法应用

大坝建基岩体弹性波检测工作是检测建基岩体施工质量的重要手段,是保证设计要求,确保坝体安全的重要措施,通过地震波法、超声测井法、声波跨孔法等多种综合物探方法的检测,提出岩体量化的物理参数,在大坝特定的基岩条件下,为工程界定建基岩体的质量提供有价值的判据。工程上较常用的有弹性波法评价建基岩体质量、声波波速随钻孔深度变化的曲线来确定爆破影响带、了解断层破碎带或裂隙密集带平面影响范围和垂向影响深度、通过基岩灌浆处理前后弹性波的变化来评价处理效果、其检测成果为工程质量评价和验收工作提供了重要依据。     

管波探测法在桩底岩溶勘察及桩身质量检测中的应用

桩端持力层的岩溶分布情况勘察和水下混凝土灌注桩桩身缺陷检测,往往是基础工程建设过程中的重点和难点.管波探测方法是根据波动原理,利用“管波”来探明钻孔旁一定范围内岩溶、软弱夹层等不良地质体的一种新兴物探方法.本文通过列举工程实例,论述了管波探测法在岩溶区桩端持力层完整性探测及混凝土灌注桩桩身质量检测中的应用,取得了较好的...     

综合物探在河北涞源明长城下采空塌陷区勘察中的应用

针对河北涞源明长城所处地形陡峭的特殊场地条件,为查明其地下采空区及其近地表塌陷裂隙分布,在充分分析了现有物探方法的可行性基础上,提出了瞬变电磁测深（TEM）法和探地雷达（GPR）法组成的综合物探方法,既能适用场地条件的不利限制,又可通过不同方法间的优势互补,实现对本次勘察精度的需要。实践表明,该种综合物探方法组合模式得到了较好的勘察效果,其成果对同类勘察工作具有十分有益的指导或借鉴意义。     

激电-瞬变电法在那能金矿评价中的应用效果

我国滇桂交界滇东南富宁县那能-阿用-带由于地表掩盖强烈,地质工作程度较低,地质找矿工作难度较大。本文通过滇东南区金地质找矿历程,借鉴省内外近年来利用区域化探、矿带（区）物化探在金地质找矿中的实践经验,总结研究区内地质、物化探成果资料,结合本区自然地理、地质及岩石地层地球物理性质等,选择采用1：5万土壤化学测量圈定异常确定找矿靶区、利用激电-瞬变电法对矿（化）体的空间分布进行准确定位、工程验证物探推断异常的普查工作程序,同时指出了物化探方法选择、技术方法要求及野外工作程序。     

综合电法在贵州岩溶地区地下水勘查中的应用

贵州省是典型的喀斯特岩溶地区,缺水严重制约了该省的经济发展。针对缺水问题,贵州省2013~2015每年水井施工超过1 000口,为了节约成本,提高成井率,使用物探方法进行地表勘查显得尤为重要。首先分别介绍了超高密度电法和EH-4大地电磁法在解决农村饮用水和工业用水方面的实例;然后总结两种物探方法在遇到岩溶水和裂隙水时等值线的形态特征(岩溶水表现为串珠状、椭圆状圈闭形态,裂隙水呈"V"字形中-低阻形状);最后结合方法原理和实例总结了两种方法的优缺点和适用范围,指导了找水工作,取得了较好的勘查效果。     

复地震道技术在工程物探信号处理中的应用

复地震道技术在石油物探的地震资料处理中应用相当成功,但在工程物探领域应用较少,或应用的效果不好。本文介绍这一技术的基本原理与算法,并将它应用到探地雷达公路探测、锚杆和桩基的弹性波测试、防渗墙的垂直反射法检测等工程物探信号处理中。结果表明,相比于瞬时振幅、瞬时频率,瞬时相位对弱信号检测和异常点提取具有较好的效果。