基于BP神经网络的隧道超前地质预报资料综合解译技术研究

为提高超前地质预报资料综合解译的准确性,本次研究通过大量预报工作实践与持续开挖验证,建立了一套基于隧道掌子面地质调查法、地震波反射法和电磁波反射法于一体的隧道超前地质预报资料的综合解译规则。其中,一级综合解译基于掌子面地质编录一项指标和超前地质预报探测的四项指标分析得到,包含70条一级综合解译结果;二级综合解译在一级综合解译的基础上增加了地质雷达探测资料的两项指标,包含117条二级综合解译结果;二级综合解译比一级综合解译更详细、具体,降低了多解性出现的概率。同时,选取了70组训练样本,采用Back Propagation神经网络分析方法训练解译规则,形成了一套隧道超前地质预报综合解译技术。最后,以大巴山脉某公路隧道预报为应用实例,提出方法的预报准确率在80%以上,证明了该综合解译技术的有效性,研究可为隧道综合超前地质预报资料解译提供参考。

含铈纳米防腐涂层在金属防护中的研究进展

为了提高常规防腐涂层的防护效果与使用寿命,研究人员致力于开发新型纳米复合材料涂层。含铈化合物是一种高效的金属及合金缓蚀剂,将含铈化合物与常规涂层结合构建含铈纳米防腐涂层越来越受到研究人员的重视。目前,将含铈纳米防腐涂层分为含铈纳米防腐涂层、含铈纳米容器涂层和含铈自愈合纳米防腐涂层3大类,针对具体的制备方法及材料,又将其分为7个小类。介绍了每类代表性涂层的主要制备方法、结构及应用效果,阐明了铈在防护过程中的主要作用过程及机理,总结了其中的共性特点。面对当前含铈纳米涂层大规模应用存在的困难及挑战,提出相应的解决方法及思路,并对未来发展方向进行了展望。

微动探测在隧道注浆效果检测中的应用

云南某在建高速公路隧道在开挖过程中发生塌陷并引起地表沉降,采用洞内充填和地表注浆的处治方法进行了加固,为了检测加固效果,采用微动探测法分别在注浆前及注浆后进行了探测。注浆前对塌陷区和未塌陷区进行微动探测,得到了塌陷区、塌陷影响区、以及未塌陷区的岩体横波波速特征;注浆加固后再次进行微动探测,通过注浆前后波速的提升值和波速等值线形态变化趋势,得到了判断注浆加固效果的评价原则。基于该原则对注浆加固效果进行评价,表明了利用微动探测来评价注浆效果是可行的。

基于数值模拟分析的弹性波CT岩溶探测能力研究与应用

岩溶勘探是工程地质勘察中的难点和重点。由于岩溶发育极不规律,并且城市轨道交通建设对岩溶勘察精度提出了更高的要求,使得岩溶勘探面临巨大的挑战。目前,岩溶勘察多采用钻探和物探相结合的勘探方法,其中弹性波CT(Elastic Wave Computerized Tomography)利用初至波走时反演地层速度探测溶洞,相较于其他物探方法,具有更高的精度,但存在“低速色盲”、陡倾层状异常难以探测、小规模溶洞分辨能力有限等问题。本文基于数值模拟分析探究弹性波CT岩溶探测能力,数值模拟分析结果表明:①弹性波CT能够有效探测规模大于观测点距的溶洞异常;②溶洞异常响应与其规模大小有关,规模越大,速度异常越显著;③陡倾层状低速异常速度反演断面表现出“X”型分布特征。为提高岩溶探测精度,建议综合弹性波CT单孔对无约束反演解译结果和钻探资料构建溶洞初始模型,再进行连剖面约束反演。通过将该方法应用于实际岩溶探测,并进行数值模拟对比论证,表明本文提出的反演方法能够有效提高复杂岩溶探测精度。

等值反磁通瞬变电磁法探测滑坡堆积体的应用

西部大开发工程基建中经常遇到滑坡体探测问题,由于滑坡体滑床滑动面与第四系覆盖的电性差异小,常规电磁法分辨困难。为此,提出利用等值反磁通瞬变电磁法(OCTEM)探测滑坡堆积体、反向追踪山体错动面的方案,构建滑坡堆积体地电结构模型,通过正演计算研究滑坡堆积体的瞬变电磁响应规律,从理论上分析了不同厚度的滑坡堆积体瞬变电磁响应规律以及在不同覆盖厚度下的瞬变电磁响应规律;对已知滑坡体的探测试验表明滑坡问题上首先分析堆积体观点的正确性,同时表明OCTEM用于山区滑坡堆积体的探测有效性。

油田管道阻垢剂阻垢性能及分子动力学模拟研究

为油田筛选高效阻垢剂对保障油田安全生产具有重要的意义。以长庆油田采油一厂某区块的油田水为研究对象,利用静态阻垢实验研究了1-烃基乙烷-1,1-二磷酸(HEDP)、氨基三亚甲基膦酸(ATMP)、聚丙烯酸(PAA)、丙烯酸-马来酸酐共聚物(AA-MA)4种油田常用阻垢剂的阻垢性能。同时利用分子动力学模拟阻垢剂与碳酸钙垢晶体表面相互作用过程,明确造成4种阻垢剂阻垢效率不同的微观机理。结果表明,4种阻垢剂的阻垢效率的大小顺序为HEDP> ATMP>AAMA>PAA;分子动力学模拟得到多元膦酸型和聚合物型阻垢剂都是通过吸附在碳酸钙垢晶体表面,与其发生相互作用,影响晶体有序生长过程,从而实现阻垢作用。阻垢剂与碳酸钙晶体表面的结合能大小不同是影响阻垢效率的关键因素之一。该研究可为同类油田筛选高效阻垢剂提供理论指导。

高密度电法及音频大地电磁法在公路隧道勘察中的适用性分析及应用

物探作为隧道工程地质勘察的重要方法手段之一,具有极大的工程价值和社会意义。基于几种常用的工程物探方法的基本原理及特点、基础理论,同时结合前人的工作经验及研究成果,总结了高密度电法及大地电磁法在隧道工程勘探中的适用性,为隧道工程勘察物探方法的选择提供了参考,并根据各种方法的适用性将其运用到高速公路隧道地质勘察中,取得了较好的探测效果,具有一定的指导意义。

高密度电法在公路大长隧道勘察中的应用

高密度电法具有经济高效、信息量大、抗干扰能力较强等特点,结合高密度电法在云南昆明西北三环高速公路大长隧道勘察中的应用,对高密度电法的工作布置、装置选择、资料处理等方面进行分析和研究,表明在合适的地球物理背景下,高密度电法能较好地反映隧道所经区域的岩性特征及不良地质情况的分布,并通过钻孔验证了推断成果,为隧道进一步的勘察设计提供可靠的依据。结果表明高密度电法作为一种经济快速的勘探方法在高速公路大长隧道勘察中具有较好的效果。

滇西高黎贡山南段腾越隧道沿线岩石-构造特征及其工程影响

横断山地区的复杂地质构造条件是制约滇西大环线、沿边高速和滇中城市群高速路网等重点工程规划与建设的最突出问题。以拟穿越横断山南段高黎贡山的超长深埋公路隧道(腾越隧道)为例,基于隧道工程区详细的岩石地层、构造地质与工程地质勘查资料,对该区的隧道围岩、地质构造以及相关的水热活动特征等进行了详细剖析,总结了面临的主要工程问题。结果表明:高黎贡山南段是较为典型的以韧性剪切带及所夹持的花岗岩体和变质岩块为主构成的动力变质变形带;隧道工程区主要包含9类岩石工程单元,主体以形成于上地壳下部至中地壳的中深层次变质岩类和花岗岩类为主;对工程建设可能产生显著影响的主要断裂带有10条,分属怒江断裂系、高黎贡山断裂系(或泸水—瑞丽断裂系)和龙川江断裂系三大构造体系,并控制了区域上主要水热活动带,其中第四纪仍可能存在活动性的断裂带有5条,高黎贡山西侧边界断裂带是影响隧道工程的主要活动断裂。综合分析结果表明,研究区隧道围岩的工程地质属性多属于较破碎的坚硬—较坚硬岩,高地应力和高地温将是影响隧道工程稳定性的主要因素,其次是变质岩和花岗岩的岩体特性与构造节理发育程度,以及相关的断裂涌水和花岗岩区段的密集节理带透水问题。

综合物探方法在山区特长深埋隧道勘察中的应用

工程物探——工程地球物理勘探的简称,它是以地下岩土层(或地质体)的物性差异为基础,通过仪器观测自然或人工物理场的变化,确定地下地质体的空间展布范围(大小、形状、埋深等)并可测定岩土体的物性参数,达到解决地质问题的一种物理勘探方法。山区特长隧道地形地质复杂,传统勘察手段难以达到勘察要求,综合运用物探方法于山区长大深埋隧道勘察中,结合其他手段,成功解译出了隧道的软弱层、地下水及断层破碎带的位置,为勘察钻孔布设提供了指导,为划分隧道围岩类别提供了较好的依据,同时也为高速公路长大深埋隧道提供了一种新的勘察方法。

浅层地震映像法在破碎带勘察中的应用

破碎带是基础设施建设的重大不良地质隐患。地震映像法利用其快速、便捷的特点成为探查破碎带的重要手段。介绍了地震映像法基本原理及破碎带在地震映像图上的基本特征,并应用该方法对某高速公路破碎带进行了勘察试验,揭示了破碎带在地震映像时间剖面上的特征为同相轴突然倾斜、增多,振幅增大及绕射等现象。结果表明,地震映像法用于山体破碎带勘察是行之有效的方法。

波速测试技术划分花岗岩风化层的有效性

利用波速测试技术,对江淮平原某花岗岩地区的全风化层和强风化层进了划分。划分指标主要是根据同类别场地实测风化的花岗岩剪切波波速。该地区全风化花岗岩剪切波波速小于500m/s;强风化花岗岩剪切波波速大于500m/s。说明了波速测试技术对划分该场地钻探资料风化层的有效性。

高频大地电磁法与地震折射波法在某隧道隐伏断层勘探中的综合应用

简要介绍了高频大地电磁法与地震折射波法的原理以及资料解释的特点,结合复杂的工程实例对同一测线两种方法的解释成果做系统的分析。由于高频大地电磁法(EH4)受外界干扰影响较大,无法对隐伏断层的低阻异常做出准确的判断,同样浅层地震折射波法不能对隐伏的断层破碎带做出合理的解释。通过两种方法的相互印证可以推断出隐伏断层的位置和走向。

物探技术在公路长深埋隧道选线中的作用

高速公路长深埋隧道具有高程大,埋深大,海拔高、地形地质条件复杂的特点,传统的地质调绘及钻探等勘察手段在公路长深埋隧道地质选线中有巨大的极限性,很难满足特殊条件下的勘察要求。为了探讨物探技术在公路长深埋隧道地质选线中发挥的作用,以罗坪山特长隧道为例,采用大地电磁法、广域电磁法及高密度电法对罗坪山特长隧道的多个方案的地质情况进行比选。结合调绘及钻孔资料,认为物探技术能探明隧道的不良地质构造,地层岩性分界及赋水性,为隧道的围岩分级提供依据;比选隧道不同方案的地质情况,为隧道最终方案的确定提供重要地质依据;表明了物探技术具有探测深度大、分辨率高、测量速度快等特点,在公路长深埋隧道方案比选分析中起到了至关重要的作用。