瞬变电磁法二维正演数值模拟及在工程勘察中的应用效果分析

工程勘察中,岩溶以及地层脱空给工程安全带来严重安全隐患,应用钻探手段查明此类地质问题代价较大,此时应用经济有效的地球物理技术探测地下地质异常体,可以在节约成本的同时达到解决地质问题的目的。本文首先通过2-D瞬变电磁正演模拟,分析正演模拟结果,然后结合地质钻探结果,分析瞬变电磁法在探测岩溶及地层脱空等地质问题的应用效果。结果表明,瞬变电磁法可以有效地探测岩溶及地层脱空等地质问题,适合作为工程勘察辅助手段加以应用。     

瞬变电磁测深法的原理及计算方法

为了查明拟建中的某公路设计段的地下岩溶发育情况，阐述了所运用的大回线源瞬变电磁测深法，指出此法是探测地下灰岩溶洞的得力物探方法，具有可观的经济效益。     

岩溶区利用地震速度成像研究地下地质结构及特征

在场地狭窄,电性干扰严重的浅覆盖岩溶区,不利于电探方法来探查地下地层的岩溶发育特征。推荐采用地震纵波速度成像、横波速度剖面来综合探查地下的基岩起伏、地质结构和岩溶发育特征。在野外采用同一个排列保持道距不变的情况下,很容易获得这两种方法的地震记录。两种方法研究结果表明,多道噪音记录的折射微动面波法在探测基岩起伏方面具有较高的分辨率但探测深度浅;多炮点纵波速度成像对基岩面有平滑作用但探测深度较深。钻探资料证实,纵波速度成像中的相对低速区反映基岩内岩溶裂隙发育,是寻找地下水的有利靶区。多道记录,炮点—检波点射线高密度覆盖,可保证获得可靠的速度资料。两种方法联合探测地下岩溶特征具有一定的优势。     

多种电磁法在地热资源勘查中的应用

在地热调查中,电磁法以探测深度大、不受高阻层屏蔽影响、可以有效圈定地下水分布范围而被广泛使用。为充分利用天然资源和保护自然环境,查明生态区的地热资源,本文采用大地电磁、瞬变电磁和大地电场探测三种方法对生态区地下水分布情况进行了勘查,相继查明了地层岩性变化、构造空间等分布情况,三种方法相互印证。圈出多层段的有效储热层,在预定位置进行钻孔验证后,获得了低温热水,取得了良好的地质效果,表明物探方法合理搭配、综合使用能够有效提高效率和准确率,也为类似地区寻找地热水提供了可借鉴的案例。     

地下空穴的瞬变电磁信息反馈特征研究

针对工程建设中常见的地下空穴问题的特殊性,从理论和实践两方面分析了运用瞬变电磁法进行地下空穴探测的有效性及地下空穴瞬变电磁响应的物理过程和信息反馈特征。结合工程实例,介绍了瞬变电磁法探测地下空穴的原理、手段以及地质解译方法,对大型地下空穴这类非层状体系的探测做了全新的尝试,并应用钻探工程验证了探测效果。实践证明,地下空穴的瞬变电磁信息非常典型,能够提供准确的地质灾害预报以指导各种不同的地面施工,对同类复杂工程具有一定的借鉴意义。     

瞬变电磁勘探在煤矿水文地质专项勘查中的应用

瞬变电磁法是一种能有效反应地下低电阻率地质目标体的地球物理方法,在煤田水文地质专项勘查中,能较好地探测岩溶发育带,为煤矿水害防治提供可靠地质依据。本文介绍了瞬变电磁法在川南地区某煤矿的水文地质专项勘查中的应用效果。     

高密度电阻率法在厚覆盖层隐伏岩溶隧道施工风险预判中的应用

在厚覆盖层岩溶发育区,采用高密度电阻率法、地质雷达法和超前水平钻探进行探测可较为准确查明岩溶发育的位置、规模、充填特征等。以贵州某岩溶隧道为例,利用高密度电阻率法查明了岩溶强发育区及与隧道的交叉关系,查明了隧道顶板上部岩溶的发育位置、规模、充填特征,较为准确的修正了隧道施工安全风险等级,通过地质雷达探测及在隧道开挖面周边合理布置一定角度的超前水平钻探,能够进一步查明岩溶发育特征及边界范围,进一步确定施工安全风险等级,为岩溶处置设计和施工提供了地质参考。     

浅层岩溶瞬变电磁响应规律试验研究

针对浅层岩溶塌陷产生的工程与环境问题,研究瞬变电磁对浅层岩溶的响应规律。通过分析将浅层岩溶概化为充填与半充填两类地电模型,采用时域有限差分法进行三维正演计算,对比分析电性差异、规模差异以及埋深差异情况下的瞬变电磁衰减曲线特征和视电阻率曲线变化规律。通过数值试验发现:浅层岩溶充填物的电阻率越低、规模越大,瞬变电磁衰减曲线中的异常响应幅值越大;浅层岩溶的瞬变电磁异常响应主要集中在早期;瞬变电磁对具有一定规模的充填模型与半充填模型均有较好的识别能力。选择某已知区域进行现场试验,瞬变电磁能够圈定岩溶异常,并发现未揭露的潜在岩溶发育区。数值试验和现场试验表明,瞬变电磁探测浅层岩溶需要更早的观测时间和更小的关段时间。     

等值反磁通瞬变电磁法在成都市地下空间资源地质调查中的应用

成都市钙芒硝、富水砂砾卵石层等不良岩土体以及隐伏断裂构造对地下空间的利用形成严重制约。据现有钻孔资料显示钙芒硝层多分布在30～150m深度、砂砾卵石层多分布在10～100m深度,属于等值反磁通瞬变电磁法的有效探测范围。首先对城区电磁干扰源进行了调查,总结了提高数据采集质量的具体措施;然后布置了过已知钻孔的等值反磁通瞬变电磁法试验剖面,过井剖面反演视电阻率值与不同深度的测井视电阻率值吻合较好,说明反演初始模型参数选取正确,定量反演精度较高;最后布置了三条等值反磁通瞬变电磁法试验剖面,试验结果表明等值反磁通瞬变电磁法结合钻探和其它物探手段,能有效划分出不良地质体的分布范围和对隐伏断裂进行识别。     

阵列式瞬变电磁法在城市地下金属构件盲探中的运用

基于城市地下金属构建物的常规物探工作过程受限于地下结构和施工环境复杂等问题,本文提出了将阵列式瞬变电磁法运用至城市地下金属构建物的探查工作中,利用地下目标体感应信号具有的矢量特性,以及发射线圈周围及后方干扰源信号在空间上呈现向前衰减,前方目标体的异常信号表现为向前增强的变化特征,大幅提高了地下金属构建物的横向分辨率。结合物理模拟及工程实例验证表明:阵列式瞬变电磁法利用多路接收装置同步接收城市地下金属构件的感应信号,对于靶区横向方位及纵向埋深的分辨能力具有良好效果,为城市地下金属管线探查和管廊建设提供了新的探测方法。     

瞬变电磁法运用V8探测深部采空区的效果

根据测区的地球物理特征,选用瞬变电磁法,运用V8Symtem2000.net多功能网络电法仪,以探测山西长治王庄煤矿采空区为例,通过对实测资料的采集、处理和计算机绘图等综合分析,准确查明了其采空区的位置,说明瞬变电磁法应用V8Symtem2000.net多功能电法仪探测深部采空区有较好的探测效果。     

长沙市劳动路湘江隧道岩溶发育特征及其影响

岩溶是地下水地质作用的过程和结果,是隧道建设面临的不良地质现象之一,对隧道工程建设影响极大。采用物探与钻探相结合的勘察手段,查清了场地范围内的地层岩性及水文地质条件。通过对隧址地形地貌、地层岩性、地质构造、地表水系、地下水的补、径、排条件综合分析,查明了岩溶发育程度及其规律,分析了岩溶对隧道工程建设的影响,提出了应对措施。     

基于综合勘察分析的工程建设场地岩溶发育机理及场地稳定性研究

广州市白云区某高层建筑工程项目位于广花复式向斜盆地,岩溶发育强烈,为保障工程建设质量安全,基于地质钻探、文献调研、归纳统计等方法,系统查明了地形地貌、地层岩性、构造及其水文地质特征,分析了场区岩溶发育特征及其控制因素,揭示了岩溶发育机理,并探讨了钻孔密度和深度对岩溶见洞率的影响,对岩溶地基稳定性进行了评价.结果 表明:...     

综合物探方法在有害地质体勘查方面的应用

通过四川盆地某地多种物探方法在页岩气钻前探测方面应用及效果的阐述,探讨了综合物探方法在岩溶、暗河以及破碎带等有害地质体勘查方面的应用效果。结果表明:若目的层以浅发育较厚碳酸盐岩地层,采用高密度电法、瞬变电磁法、音频大地电磁法、广域电磁法等物探方法,探测由浅到深的地质体空间展布情况,并结合地表地质调查,可对岩溶、暗河以及破碎带等不良地质体的发育情况进行较好的控制,能有效规避钻探过程中可能存在的风险。     

桐梓水库岩溶成库条件分析

喀斯特地区岩溶成库条件中的水库渗漏问题一直是道难题。水库区由溶溪河主库和茅坡溪支库组成,属岩溶—侵蚀低山地貌;库岸山体高大宽厚,无单薄分水岭及低矮垭口分布。工程区由碳酸盐岩地层组成,地表岩溶较发育,属弱～中等岩溶发育区。通过大量平面地质测绘、勘探、物探、示踪试验等,查明了库区的基本地质条件、可溶岩和非可溶岩分布范围;可溶岩的地形地貌、地层岩性、溶洞、落水洞、岩溶管道、泉水点等分布位置、高程、规模、流量等。对岩溶发育特征、岩溶水文地质条件、地下水补径排关系的动态特征及其规律等方面进行了分析论证,解决了水库渗漏问题,具备成库条件。     

空地一体化技术在地质灾害调查评价中的应用——以粤北连州镇为例

粤北地区碳酸盐岩广泛分布,崩塌及岩溶塌陷等地质灾害较为发育,严重威胁当地人民生命财产和生产生活。本文以粤北地区连州镇为例,主要采用空地一体化的现代新技术手段,包括由机载LiDAR为主的航空遥感技术和由探地雷达、微动勘探、高密度电法、反磁通瞬变电磁法组成的综合物探技术,查明了该区岩溶塌陷灾害发育的地质背景条件、覆盖层特征、岩溶发育情况以及崩塌灾害发育特征、稳定性状态。研究成果可为该区国土空间规划、用地调整以及岩溶塌陷、崩塌等地质灾害的风险评价、监测预警、应急处置和工程治理等提供基础依据。     

基于SIGMA/W有限元和半定量分析法的岩溶发育区溶洞顶板安全厚度评价

溶洞顶板安全厚度在岩溶发育区的工程建设中问题较为突出。结合工程实际,论文得出研究区内岩溶发育受构造控制且与基岩岩性、结构、地下水等因素有关,而岩溶塌陷受岩溶发育程度、第四系厚度、地下水开采强度和水位下降的影响较为严重。在获取相关的物理力学参数的基础上,根据相关规范确定模拟参数,利用数值模拟建立岩溶发育区地基有限元模型,模拟建筑物对地基的影响深度。确定本工程岩溶发育带的处理深度为7 m时,满足建筑地基规范变形量的要求。同时用半定量分析法验算所得结论与数值模拟结论一致。结果表明该有限元方法具有较好的预测精度,可靠合理,能满足在岩溶发育区进行工程建设的要求。     

跨孔地震CT在地铁岩溶的应用研究

随着城市的发展,越来越多的城市开始修建地铁,而我国几乎所有的省区都有岩溶的分布。为避免施工过程中发生坍塌、涌水等工程事故,需要及时查明溶洞的分布、埋藏深度和发育程度。文章介绍了一种有效的探明岩溶分布的方法——跨孔地震CT技术,主要介绍了跨孔地震CT技术的原理,探测步骤,反演图像分析,为以后的工程建设提供可靠的依据。     

某岩溶特长隧道水文地质条件分析及涌水量预测

以广东省某岩溶区高速公路特长隧道为例,通过野外调查、钻探、抽水试验、连通试验、物探、水质分析等手段,查明隧址区岩溶发育特征与规律,分析隧址区地表水与地下水发育特征以及补给径流排泄关系.分别利用大气降水入渗法与2种地下水动力学法对隧道开挖涌水量进行了计算与预测,并提出工程措施建议.     

瞬变电磁法和音频大地电磁法在煤下铝采空区探测中的应用研究

在研究区应用瞬变电磁法和音频大地电磁法对采空区进行探测。先在已知采空区进行了方法组合的有效性试验,分析两种方法在采空区不同的异常响应特征,再利用已知采空区显示的电性特征,对未知空白区做了合理的解释,结合水文地质资料推断了采空影响区平面分布范围及剖面上的断面形态特征,为研究区煤下铝勘查工作提供保障。同时,探讨了瞬变电磁法和音频大地电磁法对采空区探测的有效性和局限性,为今后全省的采空区探测提供一些经验借鉴。