波流耦合影响下分层海床隧道周围砂土渗流孔压及液化分析

目前针对波浪作用下海底盾构隧道周围渗流场的既有理论研究一般将衬砌考虑为不透水介质,较少考虑隧道衬砌的渗透性,尤其是较少考虑波浪与海流共同作用对隧道的影响。此外,既有理论一般将海床视为均质且各向同性工况,忽略了实际情况下分层海床的影响。首先,基于波流共同作用下的海床表面的动力边界条件,采用传递-反射矩阵法得到波流共同作用下自由分层海床的孔压响应;其次,采用镜像法建立了由于隧道存在引起的砂土摄动压力控制方程,并利用砂土与衬砌间渗流连续条件获得了该方程的Fourier级数展开解析解;接着,采用叠加原理得到了波流共同作用下分层海床中隧道周围砂土的渗流压力响应及液化判定解答。最后,将理论解析解与数值结果及已有的试验结果进行对比,获得了较好的一致性。此外,针对海床渗透性和隧道衬砌渗透性进行了影响因素分析。结果表明:海流顺流会增大海床中的孔压和液化程度,逆流会减小海床中的孔压并抑制海床的液化,且流速相同时海床对逆流响应的相对差异总体上也大于顺流;当分层海床上层渗透系数较大时(k+s>1×10^(-2)m/s),海床整体孔压较大,且第一次分层处孔压变化明显;当隧道衬砌渗透系数较小时(k+l<1×10^(-6)m/s),隧道对超静孔隙水压在海床内传播“阻挡”效应明显。

反射波法隧道超前地质预报地震波走时模拟研究

隧道施工安全常常由于复杂的地质情况面临着巨大的挑战,反射波法地震勘探具有探测深度大、抗干扰能力强等优点,是确保隧道施工安全的重要超前地质预报手段。反射地震波走时计算与地震数据处理中的纵横波分离、速度建模、偏移成像等多个步骤息息相关,直接影响着隧道地质预报的结果。本文将仿照反射波法隧道超前地质预报的实际施工区域进行速度建模,以求解程函方程为基础,结合快速推进法(FMM)中的迎风有限差分方法以及窄带扩展技术实现针对隧道模型的初至地震波走时模拟。并通过对隧道模型中反射界面位置信息的提取,构建反射波初始窄带以及结合窄带扩展技术实现针对隧道模型反射波走时的计算。通过数值分析以及复杂隧道模型计算表明,文中给出的反射波法隧道超前地质预报地震波走时模拟具有良好的计算精度以及较强的适应能力。

单桩竖向静载试验异常在某工程中的处理及应用分析

为确保建设工程下部结构桩基础工程承载力的质量安全,采用低应变法先进行工程基桩桩身完整性的普查,再选取桩底反射波异常的桩进行单桩竖向抗压静载试验,对单桩竖向抗压静载试验沉降数据的应用进行分析。结果表明,基桩桩底反射波存在异常的桩对单桩竖向抗压静载试验沉降数据具有一定影响。说明选取桩底反射波存在异常的桩,进行单桩竖向抗压静载试验的沉降数据也存在异常,再通过单桩竖向抗压静载沉降数据异常分析,进而高效地保障基桩工程承载力的可靠性及安全性。

煤峪口矿首采工作面复杂地质条件“四位一体”综合探测技术研究

为进一步查清首采工作面构造及煤层赋存发育情况,首次采用井下探孔窥视结合测井技术、单巷槽波反射法、井下定向钻探技术、透、反射联合勘探法“四位一体”综合探测技术体系,避免了以往单纯地依靠钻探所造成的工作量极大且预测准确率较低的弊端,同时准确地预测断层及破碎带位置,保障煤矿安全高效生产。

软土地基处理中PHC管桩桩身及单桩承载力试验研究

为研究软土地基PHC管桩处理效果,结合某泵站工程,通过第三方检测公司对施工单位使用PHC管桩处理后的地基进行抽验。采用低应变反射波法进行PHC管桩桩长、桩身完整性检测,并进行复合地基单桩竖向抗压承载力试验研究,从而判断PHC管桩处理后泵站软土地基中的承载力大小是否满足要求。经第三方抽检,检测结果合格,单桩完整性及复合地检测结果可以直接为本次泵站设计施工及竣工验收提供技术方法和数据借鉴。

隧道超前地质预报技术及综合应用

隧道掘进过程中围岩地质条件复杂多变,单一的地质预报方法存在多解性,准确率较低。基于分析不同超前地质预报方法的适用范围,建立地质分析与物探长距离预报和短距离预报相结合的综合预报解译方法,并以某高速公路隧道超前地质预报为例,采用地质分析法、地震波反射法、电磁波反射法、瞬变电磁法进行了综合超前地质预报及工程应用。结果表明:综合超前地质预报能较准确查明掌子面前方不良地质体的分布范围及性质,可有效降低施工风险,为地质灾害处理和围岩设计变更提供依据。

基于公路隧道的地震波反射法超前地质预报应用效果研究

超前地质预报技术在隧道工程中预报效果的准确性对指导施工安全及进度具有重要意义,尤其是针对断层破碎带、突水、岩体不良等存在安全隐患的隧道,研究超前地质预报的工作是关键所在。因此,本文通过研究地震波反射法中的TSP技术与TST技术在工程应用中的优劣性,对比这两种方法的应用效果,以提高工程预报技术的准度,经比对发现,TSP技术具有操作简单、经济性高,但存在预判结果不准的缺陷,而TST的经济性与操作性相比于TSP技术略有不足,但是预报结果较为准确,具有与实际开挖结果更为贴合的优点,该研究结果可为公路隧道超前地质预报探测提供参考借鉴。

浅层地震反射波法在隧道工程勘探中的应用

地震反射波法应用广泛,不仅可以用于勘察岩层界面、探明岩石和土的物理性质,而且可以用于寻找断层、破碎带等不良地质体等。本文结合某隧道勘查实例,介绍了反射波法的原理及数据处理和解释方法。结果表明地震技术在隧道工程勘查中具有良好的应用效果。

宜万铁路隧底岩溶探查物探技术应用研究

研究目的:结合宜万铁路工程勘查实例,介绍综合物探技术在探查隧底岩溶问题中的应用;研究在隧道封闭式结构环境中,人工场源在隧底不同结构形式下所表现出来的有效信号与干扰信号的波场特征;并针对隧道特殊环境,探讨如何从数据采集及处理两方面提高物探异常信噪比,从而提高勘探效果。研究结论:通过研究得出3个方面的结论:地震波与电磁波法在解决隧底岩溶问题中具有优势互补性,是最有效的探测组合;单点反射波法震源系统的效能是该方法应用效果的决定因素;在电磁干扰严重的隧道环境中通过合适的数据处理,地质雷达法对规模较大的岩溶洞穴仍有较高的分辨率。

综合物探方法探测城市地下巷道的可行性

随着经济、城镇化建设的快速发展,查明拟建地下巷道位置、埋深、规模和走向,对于地基处理和基础设计显得十分重要。笔者针对城市特殊的场地条件和干扰环境,开展了综合物探方法探测城市地下巷道的可行性研究,提出了以瞬变电磁法为主,浅层地震反射波法佐证为辅的新型综合物探组合模式,并深入研究了其可行性和互补作用。实践表明,上述综合物探方法组合既可适应于城市地下巷道的探测精度,又具有压制来自城市干扰的优势,是行之有效地方法。

基于傅里叶模方法的KDP晶体镀膜减反技术

采用傅里叶模方法,分析了单点金刚石铣削后KDP晶体表面小尺度波纹的周期和幅值对单层增透膜折射率、厚度以及透射率的影响。研究表明：膜层最佳折射率在1.22左右,在此折射率条件下,保证透射率大于99%的单层增透膜的理想厚度范围应为180-220 nm,并且折射率和膜厚值的选取基本不受晶体表面小尺度波纹周期和幅值的影响。若只考虑SPDT法加工后KDP晶体表面小尺度波纹周期和幅值的实际范围,透射率基本不受波纹周期的影响,但却会随波纹幅值的增大而加速下降。理想镀膜条件下透射率最大值大于99%,并且通常在99.67%-99.94%之间。

井巷工程反射波超前探测逆时偏移成像

探讨了井巷隧道工程反射波法超前地质预报成像问题。从一阶速度应力弹性波方程出发,推导了二维各向同性介质情况下弹性波逆时传播的高阶差分格式,实现了弹性波在数值空间中的逆时延拓。构建反射波法隧道超前探测中的断层、软弱夹层等介质模型,以反射波探测的正演记录作为初始条件,并从程函方程出发,采用逆时差分格式求取介质模型网格空间中各点的直达波旅行时作为弹性波逆时偏移的成像条件,实现多波多分量资料的逆时偏移。偏移结果表明,逆时偏移能够使隧道壁接收到的波场准确归位,提高隧道反射波超前探测的资料处理的精度。

PS测井在公路隧道勘察中的应用

介绍了单孔法PS测井的原理极其相应的数据处理方法。通过获取地震波经过不同深度的岩土的直达波旅行时便可求得纵横波波速,进而通过弹性波理论基础即可根据纵横波速度计算出泊松比、剪切模量、扬氏模量、体积模量、拉梅常数、风化系数、岩体完整性系数、岩体波速等岩土动力学参数。这些参数可对隧道围岩等级做出评定,为隧道设计提供必要的依据。同时,由PS测井所得到的土层及强、中、弱风化层的纵横波速还可对面波和折射波勘探中风化层位的划分起标定作用。文中结合某一具体公路隧道勘察的应用效果,展现了该方法获取岩土动力学参数的有效、快捷的特点及其在隧道勘察中的应用前景。

反射波法在隧道施工超前预报中的应用

长大隧道施工阶段的物探超前预报工作,是减少地质灾害、合理控制工效的重要手段。反射波法即为其手段之一。本文从该方法的理论入手,结合朔黄铁路长梁山隧道具体工程实例,详细分析了反射波法的动力学、运动学特点,介绍了外业布置方法、资料的处理流程以及采用该方法所获得的最终实效。对该方法的适用性进行了探讨,并就误差作了分析。

浅层地震反射波法在芜湖城南过江隧道勘察中的应用

以芜湖城南过江隧道工程为依托，采用浅层地震反射波法对隧道沿线工程场地进行勘察，对勘探区下伏地层起伏形态、厚度、埋深以及隐伏断裂等进行了分析。结果表明：勘探区内未发现隐伏断裂构造分布，第四系地层从上至下为粉质黏土层、粉细砂层、粉砂岩层；基岩顶界面埋深62.5～66.5 m，浅层地震勘探在ZK5钻孔位置推测粉砂岩层顶、基岩顶界面的地层深度分别为24，63 m，钻孔揭露的对应地层深度分别为22.76，61.26 m，两者反映的地层基本一致。

槽波反射法在工作面大断层上下两盘延伸发育探测中的应用

晋城某矿井2313工作面下巷揭露了1条断距为18 m的正断层,但延伸情况不清,对工作面安全回采将产生影响。基于槽波反射和透射法原理,并通过现场实际调研,采用双巷观测系统布置方式,合理设计了以双边巷道槽波反射探测为主,工作面整体槽波透射探测为辅的观测系统,对2313工作面大断层的上下盘反射界面及延伸情况进行探测,高精度控制了断层上下盘的延伸发育情况。结果表明:通过工作面2条巷道的双向反射分别探测出了断层的上下盘向工作面延伸发育情况,反射结果与槽波透射衰减系数CT图的异常反应位置较为吻合,且最终钻探验证断层上下盘位置偏差不大于10 m。因此通过观测系统的合理布置,针对工作面走向型的大断距断层,可以探测出其上盘与下盘的2个反射界面,从而更为精确地掌握断层的赋存情况。

基于一致性消除法的盾构隧道探地雷达正演模拟研究

探地雷达技术现已广泛应用于盾构隧道的病害检测中,然而隧道衬砌内钢筋产生的多次波反射,给雷达数据的解释带来了极大困难。文章基于对盾构隧道常见病害的研究实例,采用Gpr Max2D软件对隧道衬砌壁后注浆不均和隧道管片存在裂缝的两种典型工况进行了探地雷达正演模拟,应用一致性消除法处理模拟数据,有效压制了隧道衬砌正演模拟中钢筋多次波的影响,成功获取了上述两种典型工况下的雷达图像特征,验证了该方法的有效性。

HSP声波反射法在地质超前预报中的应用

隧道超前预报是近年来颇受工程界和地质界人士关注的课题,方法很多,实践也比较丰富,声波反射法便是其中之一。从声波反射原理、工作状况和实际工程应用等方面,阐述HSP声波测试在隧道开挖中的应用价值和意义。

反射波法在隧洞衬砌空穴检测中的应用

简要介绍了反射波法在凤亭河水库放水隧洞工程中衬砌空穴检测的应用情况,并结合施工开挖资料对应用效果进行评价。

反射波层析成像探测地铁上覆地层空洞及不密实区的数值模拟研究

反射波层析成像技术是反射波方法与CT单元化方法的结合,它同时兼有反射波方法及CT方法的长处,但目前在工程领域的应用极少,因此利用数值模拟手段研究了该技术用于探测地铁上覆地层空洞及不密实区的可行性。首先介绍了该方法的原理,然后设计实例探测方案。在地铁隧道中心轴线的上覆地面进行地震波的激发与接收,由于已知隧道埋深等先验信息,能够准确地识别出地震记录数据中来自于隧道衬砌上界面的反射波,得出初始模型,在此基础上进行旅行时反演成像,获得高精度的地铁隧道上覆地层速度分布图,据此对不良地质体进行判释。数值模拟结果显示,反射波层析成像方法能够准确有效地探测地铁隧道上覆地层内空洞及不密实区的位置分布及规模大小,且相比于传统跨孔透射波CT法,该技术能降低施工成本及缩短工期,具有良好的应用前景。