广域电磁法在深埋隧道勘察中的应用研究

研究目的:广域电磁法是一种适应艰险复杂山区勘察并满足工程勘察精度要求的大深度勘察方法,本文通过对广域电磁法基本原理和特点的分析,并通过九天山隧道多测线的勘察应用以及与音频大地电磁法和大地电磁法的成果对比,旨在研究广域电磁法在艰险复杂山区深埋隧道勘察中的效果。研究结论:(1)广域电磁法在本次勘察中,有效深度达到2. 8 km,完全满足大深度隧道勘察的需要;(2)本次工作最大发射电流达到20 A,对地形和地表不均匀体产生的静态效应进行了较好的压制;(3)通过和大地电磁法(MT)以及音频大地电磁法(AMT)的对比,浅部信息比AMT丰富,深部信息比MT丰富,纵向分辨率提高很多,可以实现大深度隧道全范围的精细化勘察;(4)广域电磁法有效进行了地层的精细化划分,推断了构造位置与倾向,提示了软弱风险区,适用于艰险复杂山区深埋隧道地质勘察。     

地质雷达超前地质预报正演模拟及应用研究

针对地质条件复杂地区隧道工程建设过程中容易发生涌水、突泥、冒顶和塌方等地质灾害,为确保隧道施工的质量和施工安全,有必要在施工前期进行隧道的超前预报。基于时域有限差分原理,分别建立2层和3层地层模型,单个充水、充泥和充气溶洞模型,以及断层破碎带异常体模型等模拟高频电磁波在具有波阻抗差异的介质中的传播过程,利用地质雷达剖面,分析对比不同模型的溶洞和断层破碎带的分布特征规律,为实际工程应用提供理论基础,同时以六月田隧道和马华隧道为例,研究不良地质体溶洞和断层在地质雷达剖面的特征规律。     

天然源大地电磁法在构造勘察中的应用研究

研究目的:近年来,随着铁路的建设,铁路线位深入到丘陵山区的情况越来越多,在铁路断层构造勘察中,传统物探方法的局限性越来越明显.针对断层构造勘察,对天然源(音频)大地电磁法(AMT)的处理和解释等方面进行深入的研究,目的是提高物探对断层构造勘察的精度及使断层构造勘察基本不受限制.研究结论:(1)在铁路断层构造勘查中,天然源(音频)大地电磁法(AMT)与传统物探方法相比,具有受地形影响小,快捷,勘探深度大,成本低等优势;(2)自主研发的数据处理方法,将天然源(音频)大地电磁法(AMT)与人工源(可控源音频)大地电磁法(CSAMT)使用同一平台进行数据处理,解决了以往存在反演过于平滑,异常均一化的缺陷,断层构造勘察效果更加明显,查明了断层构造分布格局;(3)为对铁路选线提供了有力的依据,对类似情况的铁路断层构造勘察具有很强的指导意义.     

天然源大地电磁法正反演计算研究

为提高天然源大地电磁法在断层中的勘察及解译精度,对低阻体和逆断层模型的TM、TE模式进行正演计算,并对TM、TE、TMTE三种模式下的正演数据进行反演,经过对比分析,TE模式在判定逆断层的位置、倾向及对低阻体的反映敏感性方面更为适合。     

有序波前重建法在铁路勘察中的应用研究

研究目的:采用常规手段勘察困难或效果不佳的、埋深较大(15~100 m)的各类采空区和岩层,构造组合复杂的不良地质的勘察问题。研究方法:结合铁路工程中的煤窑采空区、断层破碎带勘察和隧道围岩完整性评价等方面的工程勘察,采用有序波前重建法进行井中地震CT计算,分析评价有序波前重建法的使用效果。研究结果:应用取得了较好的勘察效果,煤窑采空区、断层和公路隧道等勘察目的体在CT图像上均有明显的反映。研究结论:采用有序波前重建法进行井中地震CT计算,可以解决采用常规手段勘察困难或效果不佳的、埋深较大(15~100 m)的各类采空区和岩层,构造组合复杂的不良地质的勘察问题。     

石太客运专线特长太行山隧道综合物探研究

研究目的:在时间紧,任务量大,山势陡险、地质复杂以及勘察时间十分紧张相当不利条件下,如何选择与地球物理特性相适宜的综合物探技术模式,并发挥其快速、勘察深度大及时效性强的优势;本文旨在提出如何研发精度高、突出隐患异常的数据反演技术,提高勘察精度,有效解决复杂地质问题。研究结论:通过特长太行山隧道工程综合物探研究的典型范例,充分发挥了综合物探快捷、经济高效的优势,自主研发了高精度的数据处理和解译技术,异常图像清晰。太行山隧道综合物探共探查出各类异常73处,为确定不良地质体、可能的富水区及深孔钻探的布置提供了依据,大大提高了地质勘察的精度,在较高层次上体现基础研究对物探技术发展的重要作用和进展,具有较高的科学意义。     

综合物探技术在旧堡隧道勘察中的应用与效果分析

隧道勘察中,复杂的地质条件给解决工程问题造成了很大的困难,以张集线旧堡隧道勘察为例,论证综合物探技术的优势及其应用的效果。采用大地电磁法及综合测井等物探方法,可准确地揭示地下深层与浅层地质体的地质特征差异,较好地解决断层、承压水等复杂地质问题,并对开挖验证的涌水、塌方、变形的位置及规模与大地电磁法的解译结果进行了对比分析,研究成果可为同类工程提供借鉴。     

圆梁山隧道深埋大规模充填性溶洞成因探讨

圆梁山隧道深埋大规模充填性溶洞的发育现象突破了现有地质理论。本文从向斜、纵横断层交错、形成虹吸现象的地形条件、丰富的水源、质纯层厚的灰岩、水携带的砂粒、粘粒的沉积等诸多方面分析了其复杂的地质成因 ,希望能填补岩溶发育规律认识上的不足 ,为类似地质条件下工程的勘察、选址、设计、施工提供理论认识上的借鉴     

杨林隧道岩溶涌水成因分析及处治设计方案研究

结合杨林隧道右幅K19+903部位在典型富水岩溶发育、断层等复杂地质条件下发生涌水事件,针对隧道岩溶地区季节交替带的涌水特征,依据隧道勘察报告及实地踏勘分析涌水成因,采取超前地质预报地质雷达与实际开挖导洞相结合的方法对岩溶发育及地下水分布进行基本探明;在满足以上前提条件下,综合项目施工现场情况及施工实践经验确定处治方案,提出"洞内处理、近堵远排、分级泄压"一种新的动态处治设计思路,详细阐述了对该部位溶洞处理采取的主要处治设计措施。     

跨孔雷达层析成像探测地下异常体的数值模拟

跨孔测量是钻孔雷达的一种测量方式,即在两个钻孔中分别放入发射天线和接收天线进行探测。从速度层析成像的角度进行跨孔雷达层析成像软件系统研究工作,利用GprMax数值模拟软件对3种典型地质结构模型(溶洞(充水)模型、组合孤石模型、斜断层模型)进行跨孔雷达的FDTD数值模拟,利用正演模拟数据对3种模型进行跨孔雷达层析成像反演。结果表明:基于直射线追踪的跨孔雷达速度层析成像在3种典型地质结构的层析成像中有较好的效果。