分布式模糊聚类微动法铁路路基岩溶地球物理探测:以皖赣铁路宁国改线工程为例

微动勘探法可探查铁路路基地下岩溶、裂隙通道等不良地质体的发育位置,针对反演成果中土、岩体分界面模糊不清,异常位置及边界不准确等问题,采用分布式模糊聚类算法分析反演数据。系统回顾了微动勘探法和分布式模糊聚类算法基本原理,以皖赣铁路宁国改线某区间既有铁路路基岩溶勘察为例,开展分布式模糊聚类微动勘探进行地层分层、溶洞自动划分。将分布式模糊聚类法分析前后的反演数据同时与钻探揭露结果对比发现,分布式模糊聚类算法可对分界面、异常区域进行自动有效划定,可更加准确地识别地质异常体。说明该方法可较大程度提高微动反演数据的准确率,为铁路路基工程的设计和施工提供参考。

微动法在马坑铁矿采空区的应用分析

马坑铁矿受早期石灰石采矿影响,在83~87线地表发生过局部塌陷,为保证矿山井下开采的安全,通过采用微动法探测地表塌陷区及其外围50 m附近区域岩石的破碎程度。平行已有地质勘探线开展微动测量,圈定采空区顶板、底板和边界范围,大致查明塌陷所在区域内采空区平面分布范围及空间展布特征。探测结果显示:推测灰岩层横波波速值为350~750 m/s,与常规值相较严重偏低,说明该区域内灰岩整体岩体较破碎,下一步勘探工作前应加强安全管理,同时,勘探区域碎石土较多,测试接地条件较差,数据质量较差,局部区域可信度低。微动法能快速反映采空区形态、大小、埋深等空间分布特征,为采空区边界的划定提供依据,可在区域内对采空区做一个简单的评价。

微动法在宿州岩溶区找水中的应用

水源地勘察中使用到的物探找水方法多种多样,熟练掌握各方法的特点从而选择合适的方法,可以提高找水的成功率。在宿州市顺河镇岩溶发育区,第四系覆盖层低阻屏蔽作用明显,常规电法等方法在此地区不能有效发挥其作用,勘探难度较大。本次测量采用微动法,成功找到溶洞位置,达到了很好的找水效果,为本地区物探找水工作指明了方向。

微动法在深部地热资源勘查中的应用

由于地热资源开发利用受地域约束性明显,地热资源勘查工作主要集中在城市周边,微动法相对于其它物探方法在城市周边的地热资源勘查中具有其独特的优势。本文较详细地介绍了地热勘查中常用的微动空间自相关法的基本原理及计算过程,并结合以往微动工作成果,分析了微动法在实际地热勘查工作中的效果,对该方法在实际工作中需要注意的问题提出了建议。

利用微动法快速探测岩溶塌陷区覆盖层厚度

为了能在大尺度范围内获得岩溶塌陷典型调查区覆盖层的厚度,采用微动法对柳州市柳城县东泉公社幅岩溶塌陷重点调查区进行了野外观测,并对调查区内已知的56处钻孔进行微动观测,提取特征频率,结合钻孔资料得出覆盖层厚度与特征频率的函数关系满足h=62.5/f。利用此函数关系,结合岩溶塌陷调查区野外微动实测数据提取的特征频率反演出覆盖层厚度。结果表明:该方法的尝试初步见效,经济快捷、适应性强、值得推广,特别适用于大尺度范围内调查岩溶塌陷区域覆盖层厚度分布,结合研究区的地质信息,可以在区域内对岩溶塌陷易发区做一个简单的评价。

多道瞬态面波法与微动法联合推断岩溶塌陷区覆盖层的结构和厚度分布

为了大尺度范围内获取岩溶塌陷典型调查区覆盖层的结构和厚度分布,采用多道瞬态面波法与微动法,对柳州市柳城县东泉公社幅岩溶塌陷重点调查区进行了野外观测,根据微动法提取的特征频率与地层厚度的关系,结合已知钻孔资料,得出覆盖层厚度与特征频率的函数关系,获取了覆盖层的厚度分布,根据面波的频散特性,得出覆盖层的横波速度分布,获取了覆盖层的结构分布,结合得出的覆盖层结构和厚度分布,推断出测区内发育4条断层或溶沟等局部构造。研究表明,利用微动法提取的特征频率和面波的频散特性,可以有效地推断出塌陷区覆盖层的结构和厚度分布。

用H/V谱比法与折射微动法确定表土层参数

表土层参数对地震场地响应有重要影响,通过H/V谱比法和折射微动(REMI)方法确定场地表土层厚度和速度结构等有实际意义。REMI方法采用常规折射地震采集设备,利用自然震动作为源,通过地震波场τ-p变换和傅立叶变换,将地震记录从时空域变换到慢度-频率域提取频散曲线,不同于主动源面波勘探,被动源面波勘探能获得更大深度的土层结构。

微动法在隧道工程勘察项目中的应用

微动法也被称为微动探测技术,具有诸多优势,如节能、绿色、环保、省时及抗干扰能力强等。微动探测技术适用于交通比较繁忙、人口较为密集的环境,在隧道工程勘察项目中应用也十分广泛。通过微动探测技术可以比较快速、准确地探查到隧道可能会遇到的各种地质问题,以保证施工的顺利开展。本研究主要以隧道开挖工程为例,介绍微动法的基本概念,探究其工作原理和方法,并重点分析该技术在具体应用中的相关要点。

微动和瞬变电磁法探测金矿采空区的效果分析及组合应用

对于老旧采空区精确探测是分析其稳定性、回收残矿以及综合治理的必要条件,而金矿采空区的地质情况更为复杂,精确探测的难度更大。在金矿采空区探测中,微动勘探的应用实例较为少见,而瞬变电磁则是较为常见的物探方法。通过在新疆哈密某金矿采空区进行探测试验,分析对比了微动和瞬变电磁组合探测的应用效果。结果表明:微动和瞬变电磁两种方法显示的异常区域较为一致,异常特征体现为“低速、低阻(充水)”,据此推断的采空区位置与已有矿山资料显示的采空区基本吻合。同时两种物探方法也体现出不同特点,微动可以准确地反映采空区的形态变化,识别采空区形态特征更加精细,瞬变电磁可以分析采空区的充水情况,提供的采空区信息更加丰富。

高密度电法和微动谱比法在青岛石湾沟水库渗漏探测中的应用

以青岛市石湾沟水库为研究对象,采用高密度电法和微动谱比法对该水库东南部坝体进行联合探测,通过分析其高低阻转换的“畸变现象”和高低谱比值转换的小谱比值区域,找到渗漏的位置和规模,推测其渗透路径为一条走向约354°、宽度约20 m的断裂构造带。钻孔验证结果表明联合探测取得了较好的效果,为该水库后期防渗处理提供了可靠依据。

微动谱比法辅以钻探校对在历史遗留固体废物堆存区中的应用研究

矿区固体废物堆存区有大量废物矿渣堆存,存在高势能的人造泥石流和溃坝危险源可能性较大。为避免危险,本文采用微动谱比法选取广西3个历史遗留固体废物堆存区开展物探勘测工作,并结合少量钻探进行反演参数校对,得到不同面波波速区域、不同面波波速的微动谱比法反演参数最佳选择。结果表明,该区的低面波波速区,横波表层速度优选较小值(通常小于200 m/s);中等面波波速区,横波表层速度选择偏中等值(250 m/s左右);高面波波速区,横波表层速度优选较高值(通常为300 m/s以上),主要针对覆盖层较薄,占比小,基岩较完整区域。

综合物探法在碳酸盐岩地区地下水勘查中的应用

本项目以皖北地区宿州市北部鹤山村为研究对象,采用视电阻率联合剖面法、电阻率测深和微动探测,初步探明勘查区地下水源地及其周边地质情况,结合水文地质资料确定钻孔位置,并对其进行成井施工。实践证明,运用多种物理勘探方法进行综合勘探,可有效提高地下水勘探效率及精确度。

综合物探方法在深厚覆盖层探测中的应用

为查明枯木拔里水库深厚覆盖层厚度,采用多种物探技术结合的方法进行探测。先采用微动法、EH4音频大地电磁法对物探剖面进行定性解释;再通过大极距四极电测深法进行复核定量解释。结果表明,综合物探方法在深厚覆盖层探测中应用效果明显,解释精度超过90%,具有工程实用价值。

综合地球物理方法在Ⅱ-3型地热勘查中的应用:以青海同仁盆地为例

地热能是清洁能源勘探开发利用的焦点。选择青海同仁盆地开展地热物探勘查实践。首先以1∶5万地面高精度磁测资料为基础,结合区域地质资料划分断裂构造、隐伏岩体范围,圈定地热异常靶区。对其中的M3靶区进行了大比例尺地球物理探测和钻探查证。通过地球物理方法组合(主要利用微动探测法并在电磁干扰较小的地段补充可控源音频大地电磁法),基本查明了同仁盆地地热勘查类型为兼有层状热储和带状热储特征、彼此存在成生关系、地质构造条件比较复杂的Ⅱ-3型,为后续在该区开展地热资源勘查指明了方向。

微动HVSR法在岩溶区探测地下河管道和溶洞的有效性研究

微动HVSR(Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio)法是一种简单有效的被动源地震勘探方法,当测点下方介质存在明显的速度变化时,HVSR曲线会呈现相应的异常形态。为探索该方法在岩溶区探测地下河管道和溶洞的有效性,选择桂林毛村地下河流域内的大岩前村作为研究区,并在此开展野外试验。研究区发育有一条地下河管道,通过精准的洞穴测量,获得了此地下河管道的平面位置和洞高等信息。在研究区的地下河管道上方地面布设3条物探测线,均进行微动HVSR法测量,并用探地雷达法测量作对比。结果表明,两种物探方法的异常位置与测线下方地下河管道的实际平面位置基本一致,证明微动HVSR法可作为一种有效的地下河管道和溶洞探测方法。

微动勘探法圆形阵列台站数量和分布方式研究

对于微动勘探法常用的圆形阵列,讨论圆周上不同台站数量和分布方式对实测结果的影响。以10个台站的圆形阵列为例,对场地实测微动数据估算其空间自相关系数;并对比分析不同台站数量和分布方式情况下空间自相关系数的差别。结果表明:当圆周上只有1个台站时,难以得到准确的空间自相关系数;当等间隔分布3个台站时,能得到准确的空间自相关系数;当不等间隔分布3个台站时得到的空间自相关系数会有一定的扰动,且在第一个最小值附近有很大的偏差。结论是圆周上等间隔分布3个台站的圆形阵列最具适用性。

微动和电磁波法在城市地下溶洞探测中的应用效果对比

基于微动空间自相关SPAC探测法和电磁波CT探测法对某城市地下岩溶结构进行了探测对比分析,结果表明:在案例中,电磁波CT探测法较SPAC探测法能更为准确地探测出溶洞的位置和规模,但其依赖于钻孔或者测井,且易受地层岩性突变的影响。SPAC法虽然探测精度不如电磁波CT探测法,但却摆脱了对于钻孔或测井观测的依赖,不仅能探测出破碎带以及具有充填情况的溶洞,具有更高的探测效率和适应能力,而且还避免了对城市原始地层的扰动,具有绿色环保的优势。

江苏省泗阳浅层沉积结构的微动H/V谱比法探测

江苏省泗阳地处郯庐地震带内,存在一定的地震灾害风险。地震场地放大效应是加重地震灾害的重要因素,与浅层结构密切相关。文中基于217个微动观测的H/V谱比法结果,研究江苏省泗阳县城的地震场地效应和浅层沉积结构。H/V峰值频率分布结果表明,泗阳研究区地震场地的共振频率介于0.6~1.8Hz之间,有明显的起伏变化;对应的浅层沉积厚度为30~200m,整体上表现为中部浅、向东西两侧逐渐加深的特征,其中中部城区浅层沉积厚度为30~70m,东南角最厚;浅层沉积在NNE走向有显著的深浅交替条带,与海泗断裂带的位置和走向基本一致。与区内2条浅层反射地震勘探剖面进行对比发现,微动方法获得的基岩起伏形态较为可靠。通过微动H/V谱比法得到的沉积结构和场地响应特征,能够为泗阳地区地震危险性的小区划提供有益参考。

高密度电阻率成像法与微动谱比法探测岩溶区塌陷的地质背景——以广东省高要市蛟塘镇塱下村塌陷区为例

塌陷已成为岩溶区最主要的地质灾害。本文以广东省高要市蛟塘镇塱下村岩溶塌陷区为例,结合钻探资料,应用高密度电阻率成像法与微动谱比法联合探测塌陷区背景地质结构和构造。通过区内外14个已知钻孔旁的微动测量,建立了微动特征频率与覆盖层厚度的数学关系,并应用于塌陷区覆盖层厚度的估算。高密度电阻率成像反映出岩土电阻率在水平方向和垂直方向上的变化,揭示了地下地质结构;微动谱比法揭示了探测场地的基岩起伏形态,结合地层岩性推断了古河道的存在并确定了其边界及延伸方向,与高密度电阻率成像法联合进行地质解译,推断了基岩内断层发育的空间位置、走向等特征。综合该两类物探技术探测成果和钻探资料表明,塌陷位于古河道内,并沿古河道方向发育,其方向与区域北东向构造走向方位一致。