基于电磁波CT的岩溶地质异常探测

溶洞、洞穴、溶蚀破碎带和岩石裂隙区对水电工程建设具有潜在的威胁,为此使用跨孔电磁波层析成像技术准确地探明了清江水布垭水电工程左岸5个钻孔的地质异常情况.该方法是采用对称偶极天线在一孔中发射电磁波,使用鞭状天线在另一孔中接收电磁波场强,应用快速稳定的联合迭代重建算法反演重建地下介质的吸收系数分布.该典型实例测试结果表明,电磁波CT在碳酸岩和灰岩地区探测地下地质异常体是可行的.     

地震层析成像技术在坝肩地质缺陷评价中的应用

以锦屏一级水电站左岸坝肩抗力体1 785 m高程基础处理洞室群为工程研究背景,采用地震层析成像技术对其地质缺陷进行评价,以便为加固处理提供可靠依据。介绍了地震层析成像技术的原理和方法,重点对地震层析成像解译结果与现场岩体质量分级结果进行了对比分析。结果表明,采用地震层析成像技术对复杂地质条件下坝肩地质缺陷进行分析评价是可行的,分析结果比较可靠。可为同类工程参考。     

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。     

射线层析成像技术在工程中的应用

由地震射线和电磁波射线组成的射线层析成像技术（ＣＴ）在地学领域已得到了广泛的应用，介绍了地震ＣＴ中的一种基于最短走时路径的射线追踪方法；研究了电磁波ＣＴＫ 的井间电磁波场强幅值相对归一化方法，应用表明，上述方法是可行的。     

SCE-UA-PP水量分配模型及应用

基于公平和效率原则,构建水量分配指标体系和水量分配投影寻踪(PP)模型。利用SCE-UA算法对PP模型最佳投影方向进行优化,构建SCE-UA-PP水量分配模型,以文山州水资源三级区水量分配为例进行实例研究,并与分类权重法分配结果进行对比。结果表明:SCE-UA算法具有较快的收敛速度、较高的寻优精度和较好的收敛稳定性。SCE-UA-PP模型水量分配结果较目前分类权重法分配结果更科学、客观。模型及方法可为水量分配提供参考和借鉴。     

CT技术在基岩力学参数分区中的应用

 采用CT技术可从不同射线方向的孔间穿透的声波、地震波走时信息中反演求得测区岩体的波速分布特征，圈定测区地质构造及地下硐室的分布情况。通过对测区岩样的静力试验资料与动测资料的对比，求得适合具体工程特点的动静对比经验公式，可将测区波速分布换成测区岩体力学参数分布，从而达到对测区进行力学参数分区的目的，本方法在清江高坝洲工程左岸溶塌体溶洞分布调查及坝基岩力学参数分区中得到初步应用，取得较好的效果。     

基于隘口水库溶洞处理措施的右岸边坡 变形特征探讨

隘口水库地处喀斯特发育区,右岸发育多个溶洞（溶洞群）,其中近右坝肩的K6溶洞对水库防渗及右岸边坡变形稳定有较大影响,必须进行工程处理。本文根据K6溶洞发育情况、分期分步处理措施,并结合变形观测资料与三维有限元计算成果对右岸边坡变形特征及K6溶洞处理效果进行了初步分析与探讨,提出了K6溶洞下一步处理建议。     

岩溶探测的有效性研究

由于岩溶的复杂性和对岩溶形成认知的局限性,如何提高岩溶的探测精度是一个值得深入研究的问题。从工程实际出发,在总结岩溶的发育规律的基础上,详细阐述了各种物探方法的适用条件及其有效性,提出了"以钻孔电磁波层析成像法为主,声波层析成像法为辅"的岩溶精确探测方法。工程实践表明,该方法可有效查清岩溶的空间分布情况,提高岩溶探测的质量。     

地震作用效应的拟静力简化算法

针对采用拟静力法计算水工建筑物地震作用效应时由于分层多造成质心和质点的动态分布系数求解困难的问题,根据工程实践总结提出了优化分层的简化算法。算例分析结果表明,采用优化分层的简化算法完全可以满足设计要求,是求解水工建筑物地震作用效应的一种便捷方法。     

重庆市隘口水库右岸溶洞群的处理思路与工程措施探讨

隘口水库坝址区喀斯特强烈发育,右岸发育有K5、K6等多个喀斯特溶洞或溶洞群系统,体积多达十几万m3,影响大坝右岸坝肩稳定及水库防渗,必须进行工程处理.本文根据溶洞发育特点,系统介绍了溶洞或溶洞群的处理思路与工程措施,为其它类似工程提供参考.     

数字图像处理技术在地震CT申的应用

地震层析成像技术是通过观察地震波在岩体中的走时，反演观测区域波速分布的图像，以解决地质问题。层析成像处理后重建的图像，既包括了一些观测过程中的噪声，又包括了重建过程中的噪声。应用数字图像处理技术，可以改善图像的质量，突出图像中的有效信息，提高地震ＣＴ技术的应用效果。此法用于处理三峡工程和乌江构皮滩水利枢纽地质剖面资料，取得了较好的地质成果。     

重大工程场地岩溶地面塌陷静力学分析及危险性评价

深圳大运中心桩基施工过程中产生大面积塌陷,其建筑重要性、场地复杂程度、地基复杂程度均为一级,需对场地岩溶地面塌陷危险性进行评价,减少工程施工事故。采用高密度电法、地质雷达、层析成像、钻探等勘察方法查明土洞、溶洞发育特征,然后进行工程地质分析、建立土(溶)洞塌陷的静力学分析模型;分析影响岩溶塌陷的因素,建立包括岩溶基础条件、覆盖层特征、建筑物属性、水文地质条件4个一级指标及8个二级指标的岩溶塌陷危险性评价指标体系;基于MapGIS的数据管理系统,利用PLS Path Model(偏最小二乘通径模型)对场地岩溶地面塌陷危险性进行评价分区,并将地面塌陷危险性等级分为高、较高、较低和低4个等级,分别占场地总面积的1.05%,10.71%,19.39%和68.85%。评价结果客观、合理,其方法可为类似工程提供借鉴。     

钻孔综合物探新技术在隔河岩工程应用研究

 采用钻孔综合物探新技术,探测隔河岩工程坝基岩溶并对大坝帷幕灌浆质量进行检测,满足了工程地质及设计、施工部门的要求。文中阐述了电磁波、地震波层析成象技术及其实现方法,利用改进型联合迭代法对帷幕灌浆前后实测资料进行层析成象结果表明,坝基浅部发育一定规模的岩溶,坝基深部岩溶不发育。查明了301夹层的范围及其延伸方向。坝基岩体经灌浆处理后,岩体性状(依据V_p及β_3)得到了一定的改善,灌浆效果显著。     

电磁波层析成像反演射线路径的探讨

在电磁波 CT 测试中,发射、接收探头间的电磁波射线发射点、接收点位置决定反演后成果数据记录点的位置。为了确定电磁波仪发射、接收探头记录点位置,对探头分别进行钢管屏蔽实验,实验表明电磁波仪工作时电磁波能量主要集中在两探头的馈电点及天线末端间近似于平行四边形的区域内,不宜直接地简化为一条直线,将平行四边形区域简化为4条线段进行电磁波层析成像反演计算更符合实际情况。在此基础上,提出对电磁波 CT 数据采取4条射线路径单独反演后,再将4个结果按综合平均的方法进行处理。将此种处理方法应用于武汉地铁岩溶勘察数据处理中,并与目前基于1条射线的反演处理方法进行对比、验证。对比剖面反演数据结果表明,在采用同一反演软件条件下4条射线路径综合反演法精度优于1条射线反演法。     

降雨与岩溶渗漏联合作用下岩溶塌陷稳定性分析

为进一步提高地下工程建设段岩溶覆盖区土体稳定性分析的准确性及适用性,以圆柱状盖层土体为研究对象,构建了圆柱状岩溶塌陷模型,依据岩溶覆盖区盖层土体所处工程地质条件,将其稳定性计算工况分为4种,基于极限平衡法获得了每种工况下的稳定系数计算公式,完善了岩溶覆盖区盖层土体的稳定性计算方法。以重庆市南岸区涂山湖岩溶塌陷为例,将岩溶塌陷分为岩溶水漏失型和降雨型两类,并将该区域岩溶塌陷的演化过程划分为初始阶段、发展阶段及平稳阶段进行研究。结果表明:降雨工况下随着降雨时间及降雨强度的增大,覆盖层土体稳定系数逐渐减小,且降雨初期下降较快,后期逐渐放缓;研究区土体的降雨入渗能力十分有限,20 h的强降雨,湿润锋深度最深70 cm,当发生长时间强降雨且真空负压大于30 kPa时,研究区土体发生塌陷,表明该阶段研究区岩溶塌陷的是长时间的强降雨及真空负压的双重作用所致,稳定性计算结果与实际符合良好,证明提出的岩溶塌陷稳定性分析方法具有一定的理论参考价值。研究成果可用于岩溶覆盖区岩溶塌陷防治,具有一定的工程实用意义。     

基于黏弹性介质的隧道地震二维正演模拟

针对隧道中各种不良地质体的超前预报问题,以黏弹性介质为基础,在空气隧道周围添加一定厚度的开挖损伤带,建立符合实际情况的观测系统,通过交错网格有限差分正演,模拟地震波在断层、软弱夹层、溶洞等地质灾害体模型中的传播,根据不同时刻的波场快照来研究相应地质模型地震记录的响应特征。通过对隧道地震二维波场模拟结果进行分析,研究结果表明:对一阶速度-应力黏弹性波动方程,采用交错网格有限差分,并且对隧道添加约束条件,可以快速、有效地实现隧道地震的二维正演模拟,并且波场快照能够清楚地反映地震波在不同地质模型中的传播特征以及波的转换特征,地震记录能够反映不同地质模型的地震响应特征,可以为实际隧道超前预报提供理论依据。     

基于星地融合数据的黔桂喀斯特山地降水时空分布

山区是河川径流主产区,系统掌握山区降水的时空分可为水循环系统的精准解析和水资源开发利用策略的科学拟定提供重要的基础支撑。针对山区观测数据匮乏的情况,使用地理加权回归法和多元线性回归法,建立了黔桂喀斯特山地TRMM卫星降水产品的降尺度校正模型,分析了降尺度校正结果的精度及其在不同高程区间的效果,总结了山地降水的时空分布规律。研究结果表明:(1)地理加权回归法的校正精度优于多元线性回归,在α=0.01的显著性水平下,地理加权回归法在高海拔地区的表现更好;(2)研究区多年平均降水量呈现南高北低、东高西低的特征,年内分配不均,夏季(6月-8月)降水量为741mm,占全年的52%;(3)地形变化和研究区降水的空间分布有密切联系,低海拔区域高程对降水的影响较大,高海拔区域坡度对降水的影响较大。     

桂北地区三皇典型岩溶旱片治理途径分析

三皇旱片是桂北地区典型的岩溶旱片,气候与复杂的岩溶地质条件导致水资源分布时空不均,构成了地区干旱的自然因素,然而地表水利工程渗漏严重、水资源开发利用方式单一以及水利用效率低下,也是干旱形成的主要原因。调查还表明,该区地下水资源丰富,合理开发能够满足当地的农业用水需求。加大地下水资源的开发利用力度,兼顾工程与非工程治理措施,是实现旱片整治的有效途径。     

基于AHP-信息量法的武汉地区岩溶地面塌陷危险性评价

岩溶地面塌陷是武汉地区面临的主要地质灾害。选取了地层岩性、地下水开采、断裂带分布、覆盖层厚度、覆盖层结构、工程活动、距长江的距离、溶洞发育、岩溶地面塌陷9个评价因子,通过将层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称AHP)确定的权重与信息量法确定的信息量进行叠加的方法计算各因子的综合信息量,进而对武汉地区岩溶地面塌陷进行危险性分区评价。根据与已发生的岩溶地面塌陷的对比,验证了AHP-信息量法在武汉地区岩溶地面塌陷危险性评价应用中结果的准确性,已发生岩溶塌陷点几乎都位于高危险区。评价结果可为武汉地区岩溶地面塌陷的防治提供参考依据,评价方法可为其他地区的岩溶地面塌陷危险性评价工作提供借鉴。