超高密度电阻率法在土洞、煤窑采空区和岩溶勘探中应用研究

超高密度电阻率法是Australia ZZ Resistivity Imaging研发中心积近十年的研究成果提出的全新的电阻率法勘探理念,是电法勘探从手工时代向计算机时代的一次跨越式发展,采用一次布极,采集所有可能组合电极间的电位信息,信息量较常规电法在信息量上翻了40倍以上,并且避开视电阻率概念,利用处理软件直接反演获取断面真电阻率值.针对目前还没有行之有效的地面物探方法可以勘探清楚的土洞、煤窑采空区和岩溶等复杂地质问题,我们采用该方法分别对机场岩溶和土洞、煤矿运煤巷道、隐伏小煤矿采空区和复杂地质病害隧道进行了试验勘探,经钻探验证,准确率在60%以上,达到国内领先水平,取得了较好效果,对复杂地质的工程勘探具有一定参考价值.

地下洞穴在孔间电磁波法CT上的反映特征及洞径计算公式

电磁波法CT技术是利用大量的电磁波能量信息,进行专门的反演计算,得到测区内岩土体吸收系数分布规律。与其它方法相比,使用这种方法探查地下洞穴的分布、形态及连通性,分辨率较好、效率较高、空间位置准确。在岩溶发育地区进行工程勘察,采用常规钻探与电磁波法CT成像相结合的方法,可消除工程隐患。目前,对异常的认识和定量解释还停留在看图识字阶段,准确地进行解释是非常困难的。通过模拟计算,得出了地下空洞和充填洞穴在电磁波CT图像上的反映特征及洞径计算公式,经过多个工程的应用和钻探检验,效果较好,对实践具有指导意义。

稳态面波在软土勘察中的应用

本文介绍了英国GDS instrument ltd.研制的GDS连续表面波系统及其在武广高速铁路软土勘察中的应用,该系统轻便、灵活,采集的资料可重复性好、精度高、稳定可靠,避免了瞬态面波勘探中资料处理结果可重复性差的问题。在武广高速铁路软土勘探中,共完成313个物理点的勘探,与静探重合35个点,取得的速度资料与静探结果对应性好,深度误差一般小于10%,速度等值线图较好地反映了软土在勘探剖面上的分布规律。

电磁波CT在重庆至怀化铁路岩溶塌陷病害抢险勘探中的应用

2008年8月18日雨后,重庆至怀化铁路K419+700^+850段右侧路堤坡脚外侧出现共4处地表塌陷,仍在运营之中的铁路路基上采用地面物探的条件极差,因此,在路基的两侧分别钻探5个孔,组成21条电磁波CT勘探剖面,采用LSQR分解法进行CT计算,获得了较明显的岩溶异常,取得了较好的勘探效果。

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（15～100m）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（15～100m）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。

规模型溶洞在电探上的反映特征初探

南宁～昆明铁路共进行了２３８ｋｍ路基、隧道、车站、桥址的岩溶综合物探，依据物探结果，进行了３５００多个钻孔的岩溶整治，钻孔资料为物探资料的再分析、总结、提高提供了极为丰富翔实的已知资料。本文通过了三个典型的厅状大溶洞电探信息分析，初步总结出该类异常的反映特征和规律。

岩溶在地质雷达图象和等ρ_s断面图上的反映特征

南宁～昆明铁路共进行了238公里的路基、隧道、车站、桥址的岩溶综合物探,依据物探结果,进行了三千五百多个钻孔的注浆整治工作。本文根据注浆钻孔结果,将岩溶按其性质不同,分为充填型溶洞、空洞和溶孔、溶隙、溶蚀破碎区三大类,根据各类岩溶的物性特征不同,又划为九个分类。通过典型的、具有代表性的实例分析,说明了各类岩溶的电阻率地质雷达信号异常特征和规律。

CSAMT法在昆玉线宝峰深埋隧道勘察中的应用

宝峰深埋隧道洞深附近地质情况复杂,需对岩体完整性进行评价。依据可控源音频大地电磁法(CSAMT)的带地形二维非线性共轭梯度(NLCG)反演结果,把电阻率异常分为Ⅴ类、Ⅳ类、Ⅲ类及Ⅱ类,分别对应极破碎岩体(Ⅴ级围岩)、破碎岩体(Ⅳ级围岩)、较破碎岩体(Ⅲ级围岩)和完整岩体(Ⅱ级围岩)。结合围岩分级结果,查明了宝峰深埋隧道洞深附近岩性、断层破碎带及岩溶位置,对岩体完整性进行了评估。经钻孔及地质资料验证,CSAMT勘探达到了预期效果。

大地电磁约束反演在隧道勘探中的研究

研究目的:首先在OCCAM反演方法基本原理研究基础上,对OCCAM的目标函数进行修改,加入约束反演项,提出电性参数约束反演的概念,并进行电性参数约束反演模块的开发,最终提高大地电磁方法在长大隧道勘探中的分辨能力。研究结论:对比模型的常规反演和电性参数约束结果发现,利用先验信息的约束反演成像效果明显优于常规反演方法;将此方法应用到实际资料处理中,对比渝利线方斗山隧道电性参数约束反演前后结果,约束反演结果对褶皱、断层、岩溶等地质构造的反映更符合实际。

基于V8系统大地电磁数据格式转换及实现

V8大地电磁系统是加拿大凤凰公司的最新产品,该系统在很多部门得到应用和推广,在包括铁路长大隧道在内的资源勘探、工程地质、灾害探测等领域发挥了巨大作用。由于仪器配套的软件较为有限,在实际工作的使用过程中受到了一定得限制。人们在后期处理过程中,涉及最多的是Cross Section Data(SEC)和Universal Sounding Format(USF)数据文件,为了更好的开发处理解释软件,有必要对这两种数据格式进行研究。本文首先概述了数据转换功能的内容,然后对SEC和USF数据格式做出详细的分析,并对如何转换进行说明.最后给出了读取数据文件的实例,说明数据读取的准确性,也说明读取数据的方法的正确性。

趋势分析在岩溶电探上的应用

电法勘探在工程物探中是应用较广且较为成熟的一种勘探方法。在工程基础、水源等勘查工作中,其效果都是比较好的。但美中不足的是野外观测资料所提供的信息:一是比较原始;二是真假信息混为一体、真伪难辨;三是有用信息被掩盖或者是模糊了真实异常的信息;特别是在岩溶电探中,此现象尤为突出。为了更直观、更可靠地反映岩溶地区岩溶发育的方向、层次、必须从大面积电性异常中分离出主要的溶蚀异常,分解和突出有用信息。

音频大地电磁法(AMT)在某铁路隧道勘察中的应用

简要叙述了AMT法基本原理和工作方法,以某铁路隧道工程勘察为例,结合其他手段,为划分隧道围岩类别提供了较好的依据。实例表明,AMT法在隧道地质勘探中效果良好,为隧道的开挖提供了依据。

高分辨电阻率成像在铁路勘察中的应用

介绍了两个高密度电阻率成像技术在中国西南铁路勘察中的应用实例。数据采集采用supersting~R8/IP高密度电法仪,采用5m道距,每个排列84道。依据野外装置试验结果,固定测量电极(MN)的施伦贝尔排列方式,随供电电极距(AB)增大,采集的数据质量变差,因而采用不同测量偶极距的施伦贝尔排列。在XM的应用实例中,高密度电阻率成像成功探测了喀斯特地貌区的浅地表结构,查明暗河和多处溶洞,探测结果表明:暗河区发育较大范围的低阻,岩溶主要表现为低阻圈闭特征。在DF的实例中,高密度电法主要用于探测隐伏的煤层和采空区,结果表明:煤层和软质岩类具有明显的低阻特征,在灰岩区有显著的电阻率差异,但由于煤层和采空区都呈现显著的低阻特征,因而高密度电法在探测煤层中的小采空区依然有较大的难度。试验结果表明,即便采用0.5m的道距,依然难以圈定采空区的形态和精确位置。

基于DSSA的电磁波CT软件开发及其在岩溶勘探中的应用

针对实际工程问题,完善了电磁波CT算法,在此基础上对基于构件和特定领域软件体系结构(DSSA)的领域工程进行研究。DSSA作为一种有效的软件开发方法,其构件化设计和软件复用技术的思想在各个领域得到广泛的重视和推广应用,使得软件系统的设计和开发更具科学性。文章将软件工程中特定领域软件体系结构应用于电磁波CT层析成像软件系统设计与实现上,对系统的功能结构、层次结构和模块接口等进行了详细的构建。将开发的软件系统应用到沪昆客运专线长沙至昆明段路基岩溶勘探中,对覆盖土、溶蚀破碎带和岩溶有了较好的揭示,具有较好的推广价值。

高速铁路复杂岩溶地质勘察及灾害防治

我国岩溶面积约344万km2,占国土面积的1/3,主要分布于西南及邻区;该区域人口约3.8亿,GDP约18万亿元.2019年底我国高速铁路运营里程约3.5万公里(约占全球的70%),集中在东中部地区.其中岩溶高速铁路运营约4,500公里,分布于西南及邻区(全球岩溶高铁约6,000公里,我国约占75%).西南在建和规划的岩溶高速铁路超过3,000公里;高速铁路、特别是西南高速铁路未成网(见图1),严重制约该区域社会经济发展和人民生活水平提高.