等值反磁通瞬变电磁法在溶洞堆积体探测中的应用

针对溶洞内堆积体表层凸凹起伏变化大、场地范围较小、接地电阻大等特点,选用等值反磁通瞬变电磁法对其进行网格状探测及三维制图,推断溶洞底部基岩面形态及岩溶发育情况。物探成果与洞内钻探及地质调查结果较吻合。等值反磁通瞬变电磁法在该类场地条件下应用取得了预期的效果。     

隧道超前地质预报中不良地质体的瞬变电磁响应特征

采用电磁场有限元方法,模拟计算隧道中瞬变电磁法预报不良地质体的视电阻率,研究视电阻率等值线图中断层、溶洞等不良地质体的瞬变电磁响应特征.研究结果表明:在不良地质体周围,视电阻率等值线相对密集,在不良地质体内部或者周围岩体,等值线相对稀疏;由此可根据等值线密集带和视电阻率相对大小,初步判断不良地质体的位置和大小.当掌子面前方存在富水溶洞时,溶洞部位视电阻率明显偏低且等值线密集;存在富水断层时,断层部位等值线密集且出现规则排列的塔形低阻区;存在干燥溶洞时,溶洞部位呈高阻区,且高阻区内部呈多个三角形组合分布;存在干燥断层时,断层部位出现近直线平行的视电阻率等值线密集高阻带.干燥溶洞和干燥断层的响应特征不易识别,需要结合地质资料进行更为细致的分析判断.部分响应特征已在实际工程中得到了应用和验证.     

OCTEM和TSP在铁路隧道超前地质预报中的联合应用

查清铁路隧道轴线上的地质构造情况、降低隧道施工过程中地质灾害发生的几率和危害程度，已成为隧道建设的重中之重。首次将等值反磁通瞬变电磁法（OCTEM）和地震波反射法（TSP） 2种物探方法相结合应用于某在建铁路隧道的勘察，通过在隧道掌子面开展TSP法查清构造大致位置，然后运用OCTEM法在地表进一步查明隧道轴线上地质构造的空间分布情况，利用OCTEM法得到的相对电阻率值和TSP法得到的掌子面前方围岩各项岩石力学参数，综合对比分析掌子面前方的地质情况，圈定出断层破碎带的厚度和范围，判定隧道前方洞身的围岩完整性和富水情况。将综合分析结果与掌子面实际开挖情况进行对比，结果表明：在地质构造走向与隧道轴线夹角较小的情况下，2种方法相结合能够准确地查清隧道施工作业前方地质构造的分布情况，更好地解决复杂的地质问题，为优化隧道工程设计及施工方案提供基础资料。     

全空间效应下瞬变电磁法三维数值模拟

研究目的:隧道采用瞬变电磁法进行地质超前探测时,激发电流断开瞬间将在掌子面前方和后方产生感应涡流场,接收线圈接收到的是整个围岩空间涡流场的叠加,不同于地面上只有地下半空间涡流场的叠加。本文利用ANSYS模拟隧道全空间无异常体和有异常体时感应涡流的传播特性,比较异常体在隧道中心和偏离中心时磁场沿水平测线的分布规律,对瞬变电磁法的研究和推广应用具有参考意义。研究结论:隧道中的瞬变电磁场表现为"水波效应"的传播特性,而非地面半空间的"烟圈效应";隧道中低阻异常体的出现,显著改变了涡流场的时域特性,使涡流场表现为异常体的感应特征;由于异常体偏离隧道中心而使相反一侧出现磁感应强度的极大值。     

瞬变脉冲电磁法探测地下岩溶洞穴研究

结合瞬变脉冲电磁法探测地下岩溶洞穴实例,充分利用图形图像处理技术,在原有物探基本图形的基础上,实现野外瞬变电磁法测试结果的最佳显示,提高了岩溶预报的解释精度,结束了线状图、面状图描述地球物理三维场的现状.根据杭州留下段立交桥桩基下岩溶的探测实例,分析瞬变电磁法探测岩溶分布的实际效果,该结果已经实际工程验证,达到并满足工程要求.     

大定源瞬变电磁法在铁路采空区勘察中的应用

中深部大型采空区严重影响铁路选线和铁路建设,在铁路勘察阶段必须将采空区的埋深、边界探测准确,才能保证铁路建设及运营的安全。介绍大定源瞬变电磁法探测中深部煤矿采空区的应用研究,证明大定源瞬变电磁法可准确查明中深部采空区的埋深及走向,为铁路选线和建设的安全提供保障。     

综合物探技术在海域岩溶勘察中的应用

为了查明某海域岩溶的发育规模及空间形态特征,确保盾构顺利穿越海底岩溶区,有效降低海底隧道施工风险。依托大连地铁5号线某区间海域岩溶勘察工程,首先采用海域地震反射法及海域瞬变电磁法对场区岩溶发育情况进行分区,再利用跨孔弹性波CT法,查明单个岩溶发育特征、规模,最终达到高精度探测海底隧道岩溶发育规模、空间形态特征等的目的。勘察结果表明：(1)传统的水面物探方法能从宏观区域上划分岩溶发育区段,利用水域地震反射法划分2处岩溶发育区,瞬变电磁法划分36处岩溶发育区,并将整个勘察区间划分为岩溶微发育、岩溶中等发育和岩溶强烈发育3个区段;(2)受海水导电性限制,传统的水面及孔间电法类物探方法在海域岩溶勘察中不宜采用;(3)跨孔弹性波CT方法能较为精确的探测局部单个岩溶的空间形态,准确扫描出两孔之间的岩溶发育情况,在二维剖面上清晰反映溶洞与隧道洞身的位置关系。     

采空区物探方法新探

介绍三个采空区物探实例,分别采用瞬变电磁法、高频大地电磁法和微重力法探测。详细介绍了物探工作布置、数据采集及资料处理解释,取得了较好的探测效果。     

时域瞬变电磁法在裸露灰岩地区岩溶探测研究

说明了时域瞬变电磁法 (Transientelectromagneticmethod ,简称TEM)在裸露灰岩地区岩溶的探测机理与探测效果 ,论证了瞬变电磁方法在裸露灰岩地区的探测岩溶的有效性与实用性 ,弥补了特殊灰岩地区岩溶勘探方法的不足或缺陷 ,较好地解决了万宜铁路勘探中存在的岩溶勘探问题。     

中心回线瞬变电磁测深一维Occam反演

将Occam反演技术应用到中心回线瞬变电磁测深数据的反演中,为中心回线瞬变电磁测深数据的自动、快速解释奠定基础,解决Occam反演技术中的正则化参数选择、迭代步长的控制、模型约束的影响等关键问题。利用Occam反演技术可以较为准确地获得地电断面的电阻率分布,一般5次迭代目标函数就可以收敛到5×10-2。相对视电阻率的定性或者半定量解释技术,Occam反演的结果更准确。     

电磁法在贵南高铁暗河勘察中的应用

暗河勘察一直是长期困扰工程物探的难题之一,尤其是在西南山区,地形起伏大,地下分布暗河较多,很多常规物探方法无法正常开展。以贵南高铁几处暗河勘察为例,探索高精度瞬变电磁法、天然场音频大地电磁法在暗河勘察中的应用。     

变时窗滤波技术压缩瞬变电磁测深数据

研究目的:对采样密度高、数据量大的等间隔瞬变电磁测深数据进行反演解释时,必须对数据进行无损滤波和压缩,得到反映信号衰减规律的不等间隔类对数采样瞬变电磁测深数据.本文特对此进行研究.研究结论:在瞬变测深晚期,尽管数据信噪比非常低,利用变时窗滤波技术仍然可以获得符合规律的瞬变衰减曲线.因此,变时间(时窗)依赖滤波方法是对密度非常大的等间隔瞬变电磁测深数据进行无损压缩的良好工具.     

瞬变电磁法在包西铁路小煤窑采空区勘察中的应用

查明小煤窑采空区对铁路地质选线、采空区处理意义重大。根据采空区的地球物理特征,通过实例阐述了瞬变电磁法在采空区探测中的实用性和有效性。     

瞬变电磁法在隧道溃口治理检测中的应用研究

为了对在建隧道溃塌区注浆前后围岩变化情况作出直观有效的评价,基于隧道工作面环境条件,设计了定点6个扇面、54个角度,采用多匝中心小回线瞬变电磁法检测技术对工作面前方60 m、洞轴线30 m圆柱体范围围岩的富水情况进行三维立体检测。荆西隧道DK93+691工作面溃塌区的瞬变电磁法检测结果表明:注浆前,溃塌区围岩视电阻率值均在8Ω·m以下;注浆后,同一范围的围岩视电阻率值上升到10Ω·m。多角度,多方向小线圈瞬变电磁探测技术可在隧道工作面实现多方向的由点到面、由面到体的探测,其成果可三维立体显示,使资料更加形象直观,方便对地质体的解读和后期的判别。     

瞬变电磁法在规划济南地铁沿线地下泉脉勘察中的应用

在评价济南市区地下泉脉对地铁建设影响的过程中,运用了地面瞬变电磁探测技术,根据视电阻率随深度变化规律,有效识别出地下地质结构分布特征,并将其划分为浅部高阻层,中部碎石、砂岩低阻含水层,深部基岩高阻层。其中,基岩埋藏呈现东部浅、西部深,南北浅、中部深的变化趋势;浅部地质结构则较为复杂,地层厚度分布不均匀,并存在断层导通深部含水层或溶洞的可能,地铁在此范围内施工时应做好预防。     

工程物探在西堠门大桥地质勘察中的应用

以西堠门大桥初步设计地质勘察为例,介绍了高密度电阻率法、瞬变电磁法、浅层地震反射法等多种工程物探方法的工作原理和适用性,并结合地质钻孔资料对索塔、锚碇区基岩地质进行解译,相互验证,提供相应的设计参数。     

京通线K288-K289段路基病害的成因分析

对病害段路基采用竖向探井开挖、瞬变电磁法物理勘探和高密度电阻率CT探测,通过对探测结果的综合分析,得出了路基病害的主要原因,并根据病害状况,拟定了两套整治方案.     

城市轨道交通岩溶施工勘察方法应用研究

为了提高复杂城区环境条件下岩溶勘察的效率和精度,为城市轨道交通工程建设工作消除地质灾害隐患,依托大连某地铁岩溶补充勘察项目,采用微动、高精度瞬变电磁、跨孔弹性波CT及钻探方法对岩溶发育情况进行综合研究分析。首先采用微动、高精度瞬变电磁方法进行岩溶普查;在圈定的岩溶异常靶区内,有针对性地布设验证钻孔,并采用跨孔弹性波CT进行岩溶空间结构精细探查。研究结果表明:微动和高精度瞬变电磁在城区复杂环境具有较好的适用性,对岩溶具有较高的探测精度,解译的岩溶异常形态与钻探揭示的岩溶发育情况吻合率达到72.7%,说明本次岩溶综合勘察方案设计合理,可在其他城市轨道交通岩溶勘察中推广应用。     

杉阳隧道破碎泥页岩段高压囊状水腔处理措施

随着公路、铁路隧道建设向长、大、深方向发展，隧道施工中遇到的水害工况更加复杂难测，国内外学者在富水溶洞、大型溶腔的超前预报和处治技术方面已取得很多施工经验和研究成果，但针对小型的高压囊状水腔，目前仍存在因超前地质预报不够精准、防突层预留厚度不足而引发的失稳破坏等问题。针对上述问题，以大瑞铁路杉阳隧道为例，开展囊状水腔防突层计算和处理措施研究，通过地质雷达法、瞬变电磁法结合超前探孔，综合对照获知隧道线路上的囊状水腔大小和分布，进行防突层安全厚度计算，并采用钻孔泄水、注浆填充、边泄边注等处理措施，有效防止了突水、溜塌等地质灾害发生，保证了隧道施工安全可控。     

电磁轨道制动装置的研究

介绍了电磁轨道制动装置的结构、制动电磁铁的吸力特性、有效磁通的分析和最佳参数的选择。在模型试验研究的基础上设计开发了我国第一套实用电磁轨道制动装置，并完成了在试验车上的试验。