综合物探在城市轨道交通抢险勘察中的应用

近年来,全国多个城市发生城市路面坍塌事故,给人民群众生命财产安全造成极大威胁,因此,解决城市塌陷探测及预警方法技术是比较紧迫现实的问题.本文以深圳地铁6号线某区间地面沉降抢险勘察为例,综合选取微动和高精度瞬变电磁法对路面沉降区进行了详细探测,探明了引起地面沉降的不良地质异常体的影响范围.结果 表明,综合物探方法在路面沉...     

覆盖区岩溶溶洞的微动探测试验研究——以福建永安大湖盆地为例

基于岩溶发育位置及程度等规律对现代城市开发建设的重要意义,利用二维微动剖面探测方法开展灰岩岩溶区地层结构探测,获得关于隐伏岩溶洞穴发育规律的新认识。二维微动探测方法利用天然源面波的优势,不受人文居住环境干扰限制,在浅层地质结构探测方面凸显出优势。利用该方法研究覆盖区岩溶发育规律,在福建永安大湖盆地内两处岩溶国家地下水监测井钻孔旁,通过钻孔孔内S波速度波速测试结果分析总结地层速度规律,同时二维微动剖面探测结果与钻探结果对比揭示,灰岩岩溶发育、不发育段的视S波速度分别为1 000~1 600 m/s,1 700 m/s以上,灰岩中溶洞的视S波速度为300~850 m/s,存在显著差异。利用微动视S波速度剖面,进一步揭示坑边和霞鹤地区地下岩溶洞穴虽整体发育形态表现为层状,但其发育形式主要为岩溶管道型;区内岩溶深度达160 m,发育深度与地形起伏有一定相关性。基于2处试验区的总结性规律,分析了大湖盆地内另一微动测线处的岩溶发育规律并得到验证。由此可见,通过微动剖面结果与钻孔对比分析规律,可利用该规律以微动剖面结果为基础推测该区域其他无钻孔区域的岩溶发育情况。结果表明,微动探测能较直观地探测覆盖型岩溶区地下灰岩溶洞的发育及空间分布情况,并可追踪分析岩溶的横向变化规律。     

MATLAB谱分析技术在场地卓越周期确定中的应用

场地卓越周期的确定对建筑在其上的各类建筑物和构筑物的抗震设计是至关重要的．实际震害表明：当结构物的自振周期与场地的卓越周期接近时，所导致的结构共振作用是结构震害的主要原因．场地卓越周期的分析计算方法很多，通过对地脉动的谱分析可以得到较为准确的场地卓越周期，然而实现快速的傅式变换计算程序是比较繁琐的，利用MATLAB的波谱分析工具可以方便地实现快速傅式变换，从而有效、快速地得到场地的卓越周期以供工程使用．     

基于微动探测地下空间异常响应特征研究

由于地铁或地下车库等地下空间的开挖利用,使得地层内部出现明显的低速层。为分析开挖利用层不同规模和不同埋深引起的地表异常响应特征,建立了相应模型,正演了不同情况下阵列微动探测频散曲线的响应特征。研究结果表明,与速度递增的背景模型相比,低速层的存在会明显地改变频散曲线形态。在10m以浅,覆盖层厚度越小或开挖层厚度越大,频散曲线异常特征越明显;覆盖层和开挖层的速度差越大,频散曲线异常特征越明显;且异常形态同时受开挖层与其下伏地层间的速度差异的影响。在北京地铁大兴线新宫站附近,利用十字阵列近似垂直地铁线采集了9点微动数据。基于扩展空间自相关(ESPAC)法处理后,得到各测点频散曲线,再由经验公式转换后内插得到2D视S波速度剖面,该剖面在地铁通过位置深4~7m处存在明显的低速异常带,较好地指示了地铁空间开挖引起的视S波速度变化特征。此外,还利用阵列中心点台站数据提取了横向分量与纵向分量谱比(H/V)曲线,发现受地铁空间开挖影响,附近测点H/V曲线形态发生了明显变化,距地铁越近变化越大。     

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。     

高耸结构体系选型和频率控制

对3座雷达塔进行了动力特性分析,结果表明,对于高耸结构,只要结构体型合理,雷达塔基本频率也能满足雷达工作要求,进而总结了影响结构频率的基本参量。与脉动法现场测试结果对比表明,有限元法与实测结果最大误差10.59%,说明有限元法计算结果是可靠的。多年的雷达塔和雷达工作状态结果观测,整体结构状态良好。     

地球物理勘探在基建矿井的应用分析

山西晋煤集团临汾晋牛煤矿投资有限责任公司(以下简称晋牛煤矿)位于河东煤田东北部。区内基岩局部出露,黄土主要覆盖在梁坡上,地形地貌复杂,切割强烈,沟谷纵横,多呈"V"字形,相对高差280m。浅层出露岩性种类较多,且相间带状分布,主要岩性为砂质粘土、粘土砂砾石层及松散洪积物等。区内中北部多有黄土覆盖,大多3~10m,其间赋存多层厚度不等的钙质结核,成孔困难,激发条件差。晋牛煤矿共施工地球物理勘探面积6.02km2,解释断层8条,陷落柱2个,采空区11个,取得了丰富的地质成果。     

微动勘探技术及其在土木工程中的应用

介绍阵列微动勘探这一新的勘探方法，并结合现场试验数据探讨该方法在土木工程地质调查领域中的应用。在土木工程、地震防灾等领域，地下的横波速度分布是一个重要物性参数，通常是通过钻孔，利用P—S披测井取得。这一方法虽然能获得较精确的速度值，但由于需要钻孔，成本高，费时长，而且对环境有一定的破坏作用。近年来在日本开发了一种新的勘探方法——阵列微动勘探(array microtremor survey),该方法通过布置于一定范围内的数台地震仪同步地记录微动信号，然后以平稳随机过程为理论依据，从微动信号中提取瑞雷面波的频散特性，最后通过对频散曲线反演来推测地下的横波速度分布。通过现场试验数据分析，探讨该方法在土木工程领域的应用可能性。试验结果表明，由微动勘探获得的地下横波速度模型与传统的P—S波测井结果整体上具有很好的一致性，虽然阵列微动勘探的分辨率差一些，但对于较厚的地层，求得的横波速度及界面深度有较高的精度。该方法与传统的利用钻孔的P—S波测井方法相比，施工简单、成本低、费时短、对环境无任何影响，特别适用于人口密集、交通繁忙的市区。如果该方法与钻孔相结合，可以通过少量钻孔快速、准确地把握地下的三维横波速度模型。     

一种高频拓展的改进地震干涉算法研究

地震干涉法是一种求解两道检波器之间频散曲线的微动勘探算法,然而频率域中传统的地震干涉法在求解频散曲线时,相干系数拟合使用的是第一个单调递减段贝塞尔函数,计算的有效频散点较少,高频段缺失,在进行微动探测时,浅层结构分辨率低,出现深度近似1倍台站距离的勘探盲区.本文提出一种改进的地震干涉法,使用实测信号的信噪比模型来修正两...     

二氧化碳地质封存工程防灾监测中瑞雷波敏感性初步分析

瑞雷波勘察技术常用于地震场地土评价,且长波微动观测可以获得深部地层的信息,但其在CO2地质封存工程防灾监测中应用的可行性探讨还未见深入研究报道。基于一典型CO2封存场地地层模型,通过数值模拟的方式,分析了瑞雷波波速对储层弹性参数改变的敏感性。模拟分析表明,CO2储层弹性参数变化对瑞雷波波速的影响随频厚积变化而变化;研究发现CO2储层横波波速改变相对于层厚、纵波或密度的改变对面波波速影响较大;研究还发现当CO2储层薄且埋深大时,面波频散特性对储层弹性参数改变不敏感。研究初步认为,当前常规的瑞雷波勘察技术用于深部CO2封存工程防灾监测具有一定的技术难度。