立井井筒掘进地质条件综合探查与分析

为了探明淮南潘一煤矿主井井筒掘进前方F32断层准确位置及富水情况,针对单一地球物理方法存在认识多样性与结果多解性的问题,提出采用反射地震法和瞬变电磁法相综合的多参数综合物探方法对F32断层进行超前探测;并辅以数值模拟与物理模型试验对井筒掘进前方地质条件超前探查进行了系统研究。研究结果表明:多种物探方法进行综合超前探测可以提升对掘进前方地质条件解释的准确率,其中反射地震波法可以定位地质界面位置,瞬变电磁法基于电性特征分析可以判断构造的富水特征,并可以辅助判定地质界面位置。现场应用得出F32断层的位置在-786.8~-792.8m段,岩层整体含水性不强;探测结果为井筒设计及安全施工提供参考。

不同充填介质下的溶洞跨孔电阻率CT探查数值模拟

城市地铁修建过程中常常会遇到溶洞等不良地质条件,为更加准确探查地下溶洞的位置和大小,采用有限元法和最小二乘法正反演数值模拟手段,利用孔距、电极距和与钻孔距离三个变量构建了地下溶洞的地电模型,分析并总结了跨孔电阻率CT法对充气、充水和部分充水溶洞的电阻率响应特征及规律。结果表明:部分充水溶洞的水、气分界面明显,低阻区域和高阻区域与溶洞充水、充气部分位置大小一致,且随着溶洞充水量的增加,溶洞低电阻率响应增强,其异常范围向溶洞顶部扩大;跨孔电阻率CT法能够有效识别溶洞充填性状。

利用电磁波CT技术进行岩溶区透视成像

利用井间电磁波CT技术可以对地下岩溶、破碎带等问题进行精细探查。本文通过构建岩溶区域模型,利用数值模拟手段对岩溶区进行电磁波CT透视模拟,讨论电磁波在岩溶发育区的衰减及响应特征。结合杭州某地实施孔间电磁波透视成像,对岩溶发育区进行解释,并与钻孔实际揭露地质资料相对比,结果表明电磁波CT对探测岩溶发育区效果良好。

高密度电法对地形起伏条件下的岩溶发育探测研究

为探究高密度电法对起伏地形条件下岩溶发育探测的可行性,通过基于有限元法与最小二乘法建立的起伏地形下正反演数值模拟,探究了该方法在起伏地区的进行岩溶发育探测的理论可行性,并对位于丘陵地区的工程场地进行了高密度电法探测。结果表明:该方法能有效探测出多处相对低阻封闭圈异常,解释为隧道灰岩层中存在多处溶洞且溶洞之间具有一定的连通性,在起伏地形下高密度电法可以应用于岩溶发育范围探测。

城市地下空间地质异常体井间综合CT探查

随着地上交通的发展及各种建筑物建筑面积的增加,城市地上可利用空间变得越来越小,许多城市开始将视线转入地下空间,探索并积极开展地下空间的利用。城市地下空间建设和利用中首要任务是查明地下地质条件,确立各类地质异常体。在钻探基础上利用井孔之间透视条件,进行CT成像可得到精细的地质解释。文章利用孔间地震波和电磁波CT综合探查方法,对某城市地下岩溶及破碎带进行精细探查,获得了相应的成像结果。通过与钻孔资料对比分析,表明两种方法综合利用可以提高对地下岩溶、破碎带等地质异常的分辨能力,效果良好。该结果可为同类地质条件高精度探查提供参考。

城市地铁岩溶隐患多孔电阻率联合成像技术研究

为有效解决二维电法在探测异常体空间形态上的不足,基于有限差分算法,建立溶洞与跨孔电阻率组合模型,探讨溶洞剖面投影位置及偏移距与电阻率响应变化特征,将跨孔电阻率数据体进行跨孔三维联合反演成像。结果表明:溶洞模型距跨孔探测剖面较近时,实际投影至剖面上位置不同,导致探测效果差异较大;随溶洞模型偏移距增大,溶洞投影中心位置电阻率整体表现为前期缓慢、中期迅速、后期减缓并最终趋于稳定的非线性变化趋势,溶洞模型旁侧效应影响范围约8 m。三维联合反演结果能立体可视化展示溶洞空间发育形态,在城市地铁超前地质灾害精准探测方面具有一定应用价值。

基于探地雷达的城市地下管线探测应用与模拟

城市地下管线的准确排查是当前城市建设的重要组成部分,探地雷达以其探测速度快、方便便捷、成像分辨率高等优点在城市管网探测活动中的应用越来越广泛。本文设计实验进行不同变量下对管线的探测,结合FDTD正演模型,验证了探地雷达在城市管网探测应用中的准确可靠性;指出以往经验波速估算管径埋深方法的不足,计算了实验场地的具体波速,提出利用提取单道波形图的方法计算埋深的新思路。