专家系统在瞬变电磁反演中的应用

通过教．值模拟计算得到隧道前方富水溶洞和含水断层的瞬变电磁响应,以正演计算模型参数及响应为专家样本,以VB为开发工具,开发出数据库反演专家系统。以Matlab为开发平台,编程建立了神经网络专家系统。将LSSVM函数加载到Matlab中,编程实现了LSSVM专家系统。3种专家系统在实际工程中的应用表明：瞬变电磁法探测隧道前方含水异常体地电结构时,采用专家系统进行反演,反演精度是能够满足工程需要的。     

岩溶隧道超前地质预报几种主要物探方法的选择与实践

超前地质预报的物探方法有多种,由于岩溶发育空间分布的复杂性和岩溶含水介质充填物的多样性,单一的超前地质预报方法都具有局限性,如何针对岩溶的地球物理特征,选择适用的地质预报物探方法,以提高预报成果的准确度非常必要。通过对TSP法、地质雷达法、瞬变电磁法等超前地质预报主要物探方法工作原理、有效探测距离和地球物理特征等进行分析,论述岩溶隧道超前地质预报方法的理论依据和方法选择。以九景衢铁路何家隧道为例,详细论述施工过程中采用的几种主要超前地质预报方法以及组合方法,通过对比分析,验证和总结几种主要物探方法预报成果的适用性和准确度。实践成果表明： 1）单一的超前地质预报方法都具有局限性,难以应对岩溶隧道的复杂地质条件和施工高风险,需采取“三结合”措施,选取不同的超前预报方法作为组合方法,相互验证。2）TSP法未能对是岩溶还是断层破碎带进行区分,必须结合其他方法,进行对比验证才能区分; TSP法+地质雷达法长短结合探测方法,是一般简单岩溶隧道通用的组合。3）瞬变电磁法在岩溶隧道探测中效果明显,判译解释准确度高,适合大型岩溶强发育地段; 超前水平钻+瞬变电磁法+地质雷达法+水文监测地质预报组合,是复杂岩溶隧道超前地质预报可采用的有效组合。叠加超前水平钻与瞬变电磁剖面图进行分析,能详细分析出岩溶的空间分布和形态特征。     

岩溶隧道瞬变电磁三维超前探测技术研究

针对岩溶发育地区隧道开挖时现有地质预报技术对岩溶突水较难做出准确预测的问题,设计出大断面三维多匝小回线瞬变电磁探测技术。依据岩溶发育特点,采用数值模拟方法对隧道掌子面前方25 m和50 m处不同体积富水溶洞进行模拟,研究掌子面前方不同距离和规模的低阻异常体瞬变电磁响应特征。基于数值模拟结果,在张吉怀铁路古丈隧道岩溶发育段进行探测验证,结果表明： 1）溶洞模型在二维视电阻率等值线断面图上25 m和50 m处形成闭合、视电阻值小于60 Ω·m的低阻区,低阻区与设计的模拟体的位置和范围一致; 2）大断面三维多匝小回线瞬变电磁探测三维显示结果与现场实际揭露情况基本吻合,采用该技术能够准确预报掌子面前方17~30 m、隧道两侧20 m到隧道中轴线的充泥含水溶洞。     

瞬变电磁法在隧道裂隙水超前探测中的应用研究

在高地应力富水隧道开挖时,面临高压裂隙水突出的风险,对安全施工威胁很大。通过模拟掌子面前方裂隙水构造,使用多匝小线圈瞬变电磁法探测,能够较准确地探测出不同距离上的异常体位置。在实际应用中,采用多方向和多角度的三维数据采集技术,通过三维成果的立体显示对异常的分布能全面掌握,克服了传统瞬变电磁探测成果缺乏空间展布的弊端,解释成果有效、直观。     

瞬变电磁仪在隧道断层赋水探测中的应用研究

瞬变电磁法属时间域电磁感应方法,文中以贵州省六威高速玉舍隧道洞身中部断层为依托点,开展瞬变电磁仪在隧道断层赋水探测中的应用研究,介绍了瞬变电磁仪的探测原理及瞬变电磁仪在探测隧道断层赋水情况的方法及实际探测应用。结果显示,瞬变电磁仪探测结果与隧道开挖揭示地层对比基本一致。     

基于ANSYS的瞬变电磁法数值模拟

在隧道中进行瞬变电磁法探测时,二次感应场还受到掌子面后方围岩的影响,使得隧道全空间瞬变电磁场正、反演比大地半空间更困难。论文利用有限元分析软件ANSYS对在隧道中进行瞬变电磁超前地质预报时瞬变电磁场进行了数值模拟计算,并将计算结果与物理模拟结果进行比较,表明了利用该法在隧道中进行瞬变电磁超前地质预报正演计算的可行性。     

瞬变电磁法在公路隧道地下水预报中的应用

针对某高速公路隧道掌子面临近富水断层F4-3的地质背景，为探明掌子面前方地下水发育情况，利用瞬变电磁法开展超前地质预报工作。通过多测线、多方位的探测方式，综合分析各方位测线的探测结果，预报掌子面前方地下水的发育段落及空间分布情况。预报结果表明： 1）YK90+755~ +811段地下水发育； 2）YK90+755~+811段富水部位主要位于开挖方向的左右两侧。最后通过超前钻孔验证，瞬变电磁探测富水区域和超前水平钻孔探测出水位置基本一致，较准确地预测了地下水的发育段落。实际开挖后富水情况与瞬变电磁预报富水段落及地下水空间分布基本吻合，取得了较好的预报效果。     

瞬变电磁法在公路采空区注浆质量检测工程中的应用

公路采空区注浆处治工程属于地下隐蔽工程处治,而注浆处治质量的效果直接影响公路运营期的安全。文中以荣成~乌海高速公路十七沟~大饭铺段采空区注浆质量检测工程为例,主要介绍了瞬变电磁法在采空区注浆质量检测工程中的应用,介绍了其在采空区注浆质量检测工作的前提条件、工作方法、检测成果分析等;利用钻探和孔内波速测试对物探成果进行验证。结果表明,瞬变电磁法可有效探测采空区注浆处治质量,其检测结果准确。瞬变电磁法可快速高效地对整个工区进行整个面上的检测;钻探和孔内波速测试对代表点或异常点进行检测,是对瞬变电磁法检测结果的验证和补充。点面结合的检测方法有效地避免了以往以点代面检测方法的弊端。     

浅层等值反磁通瞬变电磁在煤窑采空区中的应用

铁路勘察设计中,查明煤窑采空区的分布对铁路设计以及后期运营具有重要意义。基于等值反磁通原理的瞬变电磁法是一种探测地下二次场的新方法。该方法通过将接收线圈至于反磁通平面,消除其暂态过程,接收纯净地下二次场。为此,从等值反磁通瞬变电磁法原理出发,立足于在实际铁路工程勘探中的应用,利用煤窑采空区与周围完整岩体的瞬变电磁法反演相对视电阻率的差异,在新建铁路渝昆线昭通车站的地球物理勘探中,准确探明采空区位置。通过与同测线地质资料对比,展示其良好的浅层勘探效果。     

轨道交通采空区探测中的航空电磁全域视电阻率成像算法研究

目前采空区探测的方法主要有地震勘探、地面瞬变电磁法,高密度电法等,然而在地形地貌复杂的地区开展传统地面勘探时,工作难度大、效率低、成本高,与上述方法相比,时间域航空电磁法可以快速地、大面积地进行采空区的勘查,工作效率大大提高,特别是在地形条件复杂的山区等,更能凸显其优势.     

红岩寺隧道工程地质勘察成果总结

拟建的红岩寺隧道是一座特长公路隧道,构造发育,处于灰岩区,且隧道与暗河基本上处于同一高程,故隧道开挖过程中可能出现突水突泥、塌方等工程事故。在勘察工作中充分分析总结了区域地质及现场地质调查资料、岩溶水文地质调查研究资料、钻孔勘探及试验资料、EH4电磁勘探成果资料及地应力测试资料,形成了工程地质勘察报告。该报告为隧道设计提供了必需的参数;对围护方案提出了建议;对可能突水突泥及塌方的段落做出了预测。     

岩溶地区公路修筑技术研究

为解决岩溶地区公路建设面临的工程技术、环境保护和可持续发展等诸多难题,通过大量调研分析、室内外试验、理论分析和数值计算,对岩溶地区公路建设中地质勘察、基础稳定性评价、筑路材料资源利用、工程病害处治和岩溶环境保护等五大方面的关键技术进行系统研究.开发了隐伏溶洞顶板变形监测技术与装置,隐伏溶洞精细探测技术,建立岩溶地区公路工程综合勘察技术体系;提出含隐伏溶洞地基公路路基稳定性评价方法、桥基承载力确定新方法;揭示岩溶水作用下路基变形破坏机理,提出相应公路岩溶病害防治技术;研发了路面抗滑耐磨材料、机制砂高性能混凝土;提出岩溶生态环境影响评价方法、公路路域植被变化规律,研发了岩溶水污染控制技术与处理设施等.     

粘弹性人工边界在地下结构抗震分析中的应用

地下结构地震反应分析需考虑结构-地基的动力相互作用,其中场地土层的自由场反应分析是确定地震输入的关键问题。以往地下工程实例表明,在结构动力时程计算中,能否有效模拟无限地基边界对结构抗震分析有很大的影响。基于某地下综合体项目进行抗震评估,采用黏弹性人工边界模拟自由场震动响应,克服工程中传统分析里不能模拟场地无限域的缺点。为地下结构的动力时程分析提供可靠数值依据。     

探地雷达在路基路面病害检测中亟待解决的问题

由于路基路面异常体病害探地雷达探测中存在的诸多问题,主要针对地下散射波进行讨论,认识了异常"点元"的电磁波响应特征,通过数值模拟和物理模拟结果来揭示电磁波的叠加原理,只有当异常体上的某个"点元"所形成的散射波被位于其正上方的雷达仪器以首波的形式记录时,该记录点所对应的水平位置才是该"点元"所在的实际位置。     

CFC复频电导法与TEM瞬变电磁法在某隧道中的应用对比

CFC复频电导法与TEM瞬变电磁法是我国目前较为先进的隧道超前探水技术。以CFC与TEM在我国某铁路隧道中的应用为例,简述CFC与TEM的方法原理,并结合开挖实际情况进行对比。试验对比表明,CFC探水技术抗干扰能力更强,探水预报结果更为准确,特别是在电磁环境复杂的隧道。