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基于ESPRIT算法的阵列天线定向钻孔雷达数据处理方法 被引量:1
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作者 钱志远 张凤凯 李尧 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第16期6810-6816,共7页
定向钻孔雷达是一种应用于井孔的新型探地雷达,具有识别孔周目标体方位角的能力,可实现孔周异常体的三维精细探测。四联阵列接收雷达是一种定向雷达形式,其利用4根相距较近的接收天线接收到的微弱信号差异判断入射波方位,进而推断异常... 定向钻孔雷达是一种应用于井孔的新型探地雷达,具有识别孔周目标体方位角的能力,可实现孔周异常体的三维精细探测。四联阵列接收雷达是一种定向雷达形式,其利用4根相距较近的接收天线接收到的微弱信号差异判断入射波方位,进而推断异常体反射界面位置。在前人研究的基础上,提出一种适用于四联阵列接收天线的新型数据处理方法,该方法以基于旋转不变子空间的谱估计(estimation spectrum rational invariance technique,ESPRIT)算法为基础,能够快速准确地处理分析阵列接收天线数据,判断异常体方位角,解决四联阵列接收天线应用的重点和难点问题。与已有的方位角识别算法相比,所提出的新型数据处理方法不存在180°方位混淆的问题,并且在计算速度上具有明显的优势。基于GprMax合成数据检验了本文方法的可行性。 展开更多
关键词 探地雷达 定向钻孔雷达 基于旋转不变子空间的谱估计(ESPRIT)算法 方位确定
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定向钻孔雷达天线探测平衡分析与配重优化设计 被引量:1
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作者 李涛涛 许献磊 +2 位作者 徐海龙 欧阳兵 王鹏杰 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期175-184,共10页
定向钻孔雷达(Orientated Borehole Ground Penetrating Radar,OBGPR)有效解决了矿井或油井钻孔、工程检测探孔等周边地质情况的定向精细化探测问题。针对深孔中介质多变,雷达天线配重不合理,导致天线下沉时状态难以控制、探测效果不理... 定向钻孔雷达(Orientated Borehole Ground Penetrating Radar,OBGPR)有效解决了矿井或油井钻孔、工程检测探孔等周边地质情况的定向精细化探测问题。针对深孔中介质多变,雷达天线配重不合理,导致天线下沉时状态难以控制、探测效果不理想的情况,开展定向钻孔雷达探测过程中的天线平衡分析和配重优化设计研究。首先对深孔/井探测中的定向钻孔雷达天线进行平衡状态下的受力分析,在明确不同密度介质条件天线所受重力、浮力的前提下,通过构建钻孔泥浆黏度系数随密度变化模型,数值模拟与试验验证相结合确定雷诺数与阻力系数关系,重点研究雷达天线匀速下沉检测的运动阻力情况。接着开展定向钻孔雷达天线的配重优化设计,形成了配重大小可调节的配重块结构以及不同探测条件下(钻孔直径0.1~0.2 m、介质密度1000~1700 kg/m^(3)、检测速度0.03~0.06 m/s)的配重方案。在此基础上,开展定向钻孔雷达的电塔桩基和大坝坝基质量现场探测试验,以验证天线的配重优化设计结果。对试验过程中的线缆拉力变化情况和雷达探测结果进行分析,结果表明:优化设计出的钻孔雷达天线配重结构和方案满足不同工况条件下天线平稳下沉探测的需求,探测结果能有效得到钻孔周边地质异常区域的方位和尺寸。研究结果可为钻孔雷达实现复杂孔/井中环境下的超深、定向和精细化探测提供技术支撑和指导价值。 展开更多
关键词 定向钻孔雷达 雷达天线 配重结构 动力黏度 平衡分析
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浅析地质雷达技术在我国的发展及应用 被引量:13
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作者 李华 焦彦杰 杨俊波 《物探化探计算技术》 CAS CSCD 2010年第3期292-299,共8页
我国从上世纪八十年代开始引进地质雷达技术,到现在已经发展的相当成熟了。地质雷达技术以其高分辨率、无损性、高效率,以及操作简单、抗干扰能力强等优越性,迅速广泛地应用于路基路面质量检测,城市基础设施探测,隧道工程及地质调查等领... 我国从上世纪八十年代开始引进地质雷达技术,到现在已经发展的相当成熟了。地质雷达技术以其高分辨率、无损性、高效率,以及操作简单、抗干扰能力强等优越性,迅速广泛地应用于路基路面质量检测,城市基础设施探测,隧道工程及地质调查等领域,成为一种不可缺少的地球物理勘探手段。这里在总结大量前人研究的基础上,对地质雷达技术在我国的发展历程作一个简单的回顾,并分析了地质雷达技术现阶段在我国的应用情况,最后指出了地质雷达技术未来的发展方向。 展开更多
关键词 地质雷达 地面雷达 钻孔雷达 数据处理 应用领域
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钻孔雷达反射成像在岩溶发育场地探测中的应用 被引量:13
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作者 贾龙 蒙彦 +1 位作者 潘宗源 殷仁朝 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期124-129,共6页
我国岩溶区分布广泛,且复杂的岩溶现象对建筑安全、地基稳定以及场地勘察有较大影响。钻孔雷达作为一种井中地球物理方法,可以利用地下介质的物性差异查明岩溶发育的情况,弥补常规勘察手段在探测岩溶发育场地中存在的不足。依据钻孔雷... 我国岩溶区分布广泛,且复杂的岩溶现象对建筑安全、地基稳定以及场地勘察有较大影响。钻孔雷达作为一种井中地球物理方法,可以利用地下介质的物性差异查明岩溶发育的情况,弥补常规勘察手段在探测岩溶发育场地中存在的不足。依据钻孔雷达单孔反射信号的同相轴特征、反射波首波走时和反射波的衰减等特征,可判断钻孔周边未揭露溶洞和裂隙的分布,确定钻探揭露溶洞的水平方向直径以及岩石完整性,从而达到查明各种岩溶形态的规模、空间密度及其分布规律的目的,为工民建各项工程建设的设计和施工提供准确详尽的地质资料,确保工程的稳定性。 展开更多
关键词 岩溶探测 地质雷达 钻孔雷达 反射成像
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钻孔雷达技术的发展和现状 被引量:22
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作者 陈建胜 陈从新 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2008年第5期1634-1640,共7页
钻孔雷达作为一种井中探地雷达,它向地层发射高频电磁波,利用电磁波在地层中的传播特性来获取地层信息,从而解释地下构造,它具有较高的分辨率和较大的探测范围.本文结合钻孔雷达的历史及发展现状进行了简要阐述,并详细介绍了其测量原理... 钻孔雷达作为一种井中探地雷达,它向地层发射高频电磁波,利用电磁波在地层中的传播特性来获取地层信息,从而解释地下构造,它具有较高的分辨率和较大的探测范围.本文结合钻孔雷达的历史及发展现状进行了简要阐述,并详细介绍了其测量原理及工程各领域中的应用.本文基本反映了当前国内外钻孔雷达的研究进展情况及其发展趋势,对进一步的研究有重要的指导意义. 展开更多
关键词 钻孔雷达 探地雷达 地下探测
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综合超前地质预报技术在巴朗山隧道施工中的应用 被引量:7
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作者 曹泉水 刘立 +1 位作者 沈胜强 宋静 《西华大学学报(自然科学版)》 CAS 2014年第3期95-99,共5页
采用TSP法+地质雷达法+超前钻孔法组合的超前地质预报模式,对巴朗山隧道进口段进行了超前地质预报,并结合地勘资料和开挖揭露情况与预报结果进行对比分析。结果表明:此种综合超前地质预报组合模式取得了良好的效果,确保了隧道施工安全,... 采用TSP法+地质雷达法+超前钻孔法组合的超前地质预报模式,对巴朗山隧道进口段进行了超前地质预报,并结合地勘资料和开挖揭露情况与预报结果进行对比分析。结果表明:此种综合超前地质预报组合模式取得了良好的效果,确保了隧道施工安全,并且具有较高的实用性和有效性。本文对隧道综合超前地质预报方法的研究具有一定的理论意义和实用价值。 展开更多
关键词 隧道 综合超前地质预报 TSP 地质雷达 超前钻孔
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相控阵探地雷达信号处理软件系统的设计 被引量:3
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作者 刘俊 陈淑珍 吴晶 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2006年第11期1920-1922,共3页
相控阵探地雷达信号处理软件系统使用多种算法对雷达信号进行处理和分析,并以图形界面显示最终结果。整个软件功能复杂,需要群体合作开发才能完成。为了协调各个开发人员之间的工作,采用了面向对象的设计方法,即提出了将信号处理问题抽... 相控阵探地雷达信号处理软件系统使用多种算法对雷达信号进行处理和分析,并以图形界面显示最终结果。整个软件功能复杂,需要群体合作开发才能完成。为了协调各个开发人员之间的工作,采用了面向对象的设计方法,即提出了将信号处理问题抽象成一个滤波器类并在其派生类中实现具体的各种信号处理算法,建立一个数据池专门用于数据存储以及数据通信等概念,使得本软件便于群体协作开发,且具有较好的可扩展性、可维护性和可移植性。 展开更多
关键词 相控阵探地雷达 面向对象 滤波器类 数据池
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城市道路与地下工程综合测量方法
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作者 蒋俊 乔迎欣 《长沙交通学院学报》 2007年第1期19-22,共4页
综合采用井上、井下导线测量和高程水准测量方法,结合隧道断面测量和地质雷达探测结果,对某城市次干道与主干道相交处西南侧电缆隧道及隧道外电缆线进行测量,并综合测量结果,确定了该次干道原设计匝道与主干道下方电缆隧道及其附属设施... 综合采用井上、井下导线测量和高程水准测量方法,结合隧道断面测量和地质雷达探测结果,对某城市次干道与主干道相交处西南侧电缆隧道及隧道外电缆线进行测量,并综合测量结果,确定了该次干道原设计匝道与主干道下方电缆隧道及其附属设施的具体位置和顶板标高,以及110 kV电缆的平面位置、标高和与隧道的连接位置,获取了修改原设计方案的资料. 展开更多
关键词 隧道 导线 两井定向 地质雷达 断面测量
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基于改进残差法的定向钻孔雷达三维成像算法 被引量:2
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作者 王文天 刘四新 +2 位作者 鹿琪 李宏卿 傅磊 《吉林大学学报(地球科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期402-410,共9页
钻孔雷达是探地雷达的一种。传统的钻孔雷达可以确定目标地质体的深度,却无法判定目标地质体的精确方位;定向钻孔雷达不仅可以确定目标地质体的深度,还可以精确地确定目标地质体的方位。本文研究的定向钻孔雷达包括1个发射天线和4个接... 钻孔雷达是探地雷达的一种。传统的钻孔雷达可以确定目标地质体的深度,却无法判定目标地质体的精确方位;定向钻孔雷达不仅可以确定目标地质体的深度,还可以精确地确定目标地质体的方位。本文研究的定向钻孔雷达包括1个发射天线和4个接收天线。本研究通过增加移动窗口,进行窗口内的方位识别计算来实现残差法的改进。传统的残差法只能对一个目标进行方位识别;改进后的残差法可对井眼周围任意多个目标进行方位识别,并且利用4个接收天线所接收到波形的不同来确定目标地质体的精确方位,并开发了三维成像算法。最终利用模型得到合成数据,求得方位角,结合方位角进行三维成像,三维成像结果中井眼的正东方向和正南方向都有一个明显的异常,与原模型吻合良好。 展开更多
关键词 探地雷达 钻孔雷达 残差法 三维成像
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监测资料与探地雷达在均质土坝渗漏分析中的应用 被引量:3
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作者 陈国光 李卓 +2 位作者 方艺翔 杨阳 蒋景东 《人民黄河》 CAS 北大核心 2022年第10期127-132,158,共7页
监测资料和探地雷达是分析水库大坝渗漏和渗流性态的重要手段。某均质土坝除险加固后,渗流量远大于设计值,为查明大坝渗漏原因,针对性地布置测压管并对防渗墙进行了探地雷达和钻孔取芯探测,对塑性混凝土防渗墙防渗效果、连续性等进行了... 监测资料和探地雷达是分析水库大坝渗漏和渗流性态的重要手段。某均质土坝除险加固后,渗流量远大于设计值,为查明大坝渗漏原因,针对性地布置测压管并对防渗墙进行了探地雷达和钻孔取芯探测,对塑性混凝土防渗墙防渗效果、连续性等进行了研究。结果表明:防渗墙前后测压管水位差最小值为0.16 m;防渗墙存在多处不密实情况,总体上连续性较差;70%的钻孔揭示防渗墙不连续,60%的钻孔揭示防渗墙未深入弱风化基岩0.5 m,防渗墙以散体状塑性混凝土为主,总体上没封闭,渗透系数不满足设计要求。监测资料、探地雷达和防渗墙墙体钻孔取芯综合应用在大坝除险加固工程渗漏原因分析和防渗墙防渗效果分析中具有较好的效果,可用于同类工程渗漏研究中。 展开更多
关键词 均质土坝 塑性混凝土防渗墙 渗漏 监测资料 探地雷达 钻孔取芯
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物探检测方法在复合地基检测中的应用──以广州石化总厂航煤油罐复合地基为例 被引量:1
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作者 马维国 蒙盛武 全亚荣 《地质科技情报》 CSCD 北大核心 1999年第3期79-84,共6页
介绍了利用瑞利波、地质雷达、钻孔波速测试原理检测强夯碎石柱复合地基的方法,实践表明,工程物探检测结果与常规方法检测结果相一致,且具有低成本、高效率等特点。
关键词 强夯碎石柱 物探检测 复合地基 检测 油罐 地基
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超深定向钻孔雷达采控系统设计及测试研究 被引量:1
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作者 李涛涛 许献磊 +2 位作者 何宇 王鹏杰 白崇文 《电子测量技术》 北大核心 2022年第6期42-49,共8页
钻孔雷达有效解决了探地雷达探测深度和精度相矛盾的问题。为实现钻孔雷达对异常体的精细化、定向探测,文中对超深定向钻孔雷达的数据采集与控制系统进行设计。首先设计了钻孔雷达定向探测功能模块,由陀螺仪、单片机和步进电机组成闭环... 钻孔雷达有效解决了探地雷达探测深度和精度相矛盾的问题。为实现钻孔雷达对异常体的精细化、定向探测,文中对超深定向钻孔雷达的数据采集与控制系统进行设计。首先设计了钻孔雷达定向探测功能模块,由陀螺仪、单片机和步进电机组成闭环控制单元,PID控制算法依据实时角度与设定角度偏差确定电机控制参数,再由电机驱动“双套管”机械结构完成定向;接着围绕STM32F407主控设计了雷达收发脉冲控制电路、雷达反射波信号采集电路等;最后测试分析了系统收发机触发脉冲等关键信号,并利用定向钻孔雷达开展了实地模型和煤矿掌子面探测。结果表明,系统满足定向钻孔雷达功能需求,关键信号实测评价指标与理论值最大偏差仅9.8%;定向钻孔雷达可精确测得目标体的方位、深度等信息,可准确定位煤岩分界面。 展开更多
关键词 钻孔雷达 超深定向探测 数据采集与控制系统 STM32F407
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Prevention and control of coalfield fire technology:A case study in the Antaibao Open Pit Mine goaf burning area,China 被引量:10
13
作者 Cao Kai Zhong Xiaoxing +3 位作者 Wang Deming Shi Guoqing Wang Yanming Shao Zhenlu 《International Journal of Mining Science and Technology》 SCIE EI 2012年第5期657-663,共7页
It is very difficult to clearly detect the location of a burning area in a coal mine since it is hidden underground.So we conducted research on the distribution of the burning area before controlling it.Firstly,the or... It is very difficult to clearly detect the location of a burning area in a coal mine since it is hidden underground.So we conducted research on the distribution of the burning area before controlling it.Firstly,the original drilling technique was used to analyze and determine the loose and scope of caving of burning area through field test,and then obtained the gases and the temperature data in this area were according to the borehole data.By analyzing these data,we found out that the location of burning area concentrated in the loose and caving area;and finally,the location and development of the burning area within the tested area were accurately determined.Based on this theory,we used the ground penetrating radar(GPR) to find out the loose and caving scale in the burning area during the control process of the burning area,and then located the fire-extinguishing boreholes within target which we used to control burning fire in the section.A mobile comprehensive fire prevention and extinguishing system based on the three-phase foam fire prevention and control technique was then adopted and conducted in the burning area which took only 9 months to extinguish the 227,000 m 2 of burning area of 9# coal.This control technology and experience will provide a very important reference to the control of other coalfield fire and hillock fire in the future. 展开更多
关键词 控制过程 燃烧区 钻井技术 面积分 煤田 预防 采空区 露天矿
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隧道超前地质精确预报 被引量:1
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作者 周建胜 《上海地质》 2006年第2期9-12,66,共5页
采用探地雷达进行隧道掌子面前方的地质超前预报,并配以孔内探头进行探测,在发现掌子面前方有异常结构面或异常体时对异常体进行准确定位,使预报的精度大大提高。文章还介绍雷达进行超前地质预报探测的现场工作方法,重点介绍孔内雷达的... 采用探地雷达进行隧道掌子面前方的地质超前预报,并配以孔内探头进行探测,在发现掌子面前方有异常结构面或异常体时对异常体进行准确定位,使预报的精度大大提高。文章还介绍雷达进行超前地质预报探测的现场工作方法,重点介绍孔内雷达的解释方法。 展开更多
关键词 城市隧道 超前地质 探地雷达 孔内雷达 精确预报
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综合超前预报技术在王家坝隧道中的应用 被引量:2
15
作者 谢旭强 张武毅 杜飞天 《浙江交通职业技术学院学报》 CAS 2014年第3期28-31,共4页
本文首先对综合超前预报方法进行了简单介绍,重点分析了综合超前预报法在王家坝隧道的应用。根据实际开挖过程的反馈信息表明:相较与单一的预报手段,综合超前预报法能够提高预报的精确度,同时阐述了各种单一预报方法在综合超前预报中的... 本文首先对综合超前预报方法进行了简单介绍,重点分析了综合超前预报法在王家坝隧道的应用。根据实际开挖过程的反馈信息表明:相较与单一的预报手段,综合超前预报法能够提高预报的精确度,同时阐述了各种单一预报方法在综合超前预报中的作用。 展开更多
关键词 综合超前预报 TGP206 探地雷达 超前钻孔
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基于声波和地质雷达对建基岩体松弛带的划分
16
作者 曾书阳 任光明 吕剑 《水利与建筑工程学报》 2016年第1期232-235,共4页
建基岩体开挖卸荷松弛及其形成的松弛带是水利水电工程中一种常见的现象,对建基岩体的岩体质量有着十分重要的影响,对于松弛带的划分方法一直以来都是水电建设中十分重视的问题。以西南某水电站为例,运用声波和地质雷达相结合的方法,对... 建基岩体开挖卸荷松弛及其形成的松弛带是水利水电工程中一种常见的现象,对建基岩体的岩体质量有着十分重要的影响,对于松弛带的划分方法一直以来都是水电建设中十分重视的问题。以西南某水电站为例,运用声波和地质雷达相结合的方法,对该水电站左岸坝基建基岩体的松弛厚度进行了综合划分。通过工程实例的良好应用效果,证明了该方法在建基岩体松弛带划分中的可行性和有效性。 展开更多
关键词 建基岩体 松弛带 钻孔声波 地质雷达
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综合物探技术在岩溶勘察中的应用 被引量:12
17
作者 郭海峰 王中荣 王晨 《河北电力技术》 2019年第3期26-29,共4页
在岩溶发育地区的岩土工程勘察,其最主要的问题是怎样查明岩溶发育情况。采用传统钻探方法,以点带面,很难对岩溶发育做出准确判断,结合工程实际,通过采用综合物探技术与钻探手段相结合方法进行岩土工程勘察,解决了岩溶地区工程勘察难题... 在岩溶发育地区的岩土工程勘察,其最主要的问题是怎样查明岩溶发育情况。采用传统钻探方法,以点带面,很难对岩溶发育做出准确判断,结合工程实际,通过采用综合物探技术与钻探手段相结合方法进行岩土工程勘察,解决了岩溶地区工程勘察难题,为今后岩溶发育区的岩土工程勘察提供参考。 展开更多
关键词 岩溶 高密度电法 地质雷达 钻孔电视成像
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超前预报在锦屏辅助洞不良地质中的应用研究 被引量:2
18
作者 刘红旗 《石家庄铁道学院学报》 2008年第1期77-79,83,共4页
简述了综合利用超前地质预报技术对隧道地下水进行超前预报。提出在复杂地质条件下,综合运用TSP203超前预报系统、地质雷达、超前地质钻孔等技术对地下水进行跟踪预报,并以锦屏辅助洞隧道为实例,说明综合预报对地下水预报的有效性。
关键词 地下水 TSP 地质雷达 超前钻孔 综合预报
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基于多元参数的施工隧道全方面超前探测地质预报技术研究——以博奥路西山隧道为例
19
作者 段艳武 《工程技术研究》 2022年第15期8-10,共3页
为确保施工隧道的安全施工,开展全面、精确的超前地质预报,有效掌握不良地质因素必不可少。文章依托杭州市萧山区博奥路西山隧道为博奥路南伸(湘西路—潘水路)工程的隧道工程子项部分,分别采用MALA探地雷达技术、钻孔取芯探测和形貌精... 为确保施工隧道的安全施工,开展全面、精确的超前地质预报,有效掌握不良地质因素必不可少。文章依托杭州市萧山区博奥路西山隧道为博奥路南伸(湘西路—潘水路)工程的隧道工程子项部分,分别采用MALA探地雷达技术、钻孔取芯探测和形貌精细探测数字成像三种方法配合形成全方面的地质情况预报,为相似工程提供经验方案。研究结果表明:雷达能明显反映地质病害体,侧线长度5~8 m、探测深度1~4m处出现异常,信号振幅强度较大,推测该区域为破碎带发育段,围岩稳定性较差;全孔壁形貌展开图中进深1.3~2.9 m岩石呈现严重的破碎,其他进深岩石中出现不同程度的裂隙;该施工隧道未开挖部分岩体破碎,局部有泥质充填,基本质量较差,自稳性差,拱部易掉块、塌方,施工中应注意灾害的防治。 展开更多
关键词 探地雷达技术 钻孔取芯探测 形貌精细探测数字成像 施工隧道
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物探法结合钻孔窥视在岩体结构探测中的应用 被引量:8
20
作者 孙辉 李桂臣 +2 位作者 卫英豪 蒋作函 王厚文 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2014年第4期141-144,共4页
岩体结构的探测方法主要有直接观察法、物探法和钻孔观察法,由于岩体结构本身较为复杂,单靠某一种探测方法往往难以准确测定。采用探地雷达结合钻孔窥视的方法联合测定岩体的结构及破坏情况,发挥了探地雷达探测结果与钻孔窥视的优势互... 岩体结构的探测方法主要有直接观察法、物探法和钻孔观察法,由于岩体结构本身较为复杂,单靠某一种探测方法往往难以准确测定。采用探地雷达结合钻孔窥视的方法联合测定岩体的结构及破坏情况,发挥了探地雷达探测结果与钻孔窥视的优势互补作用,不仅解决了探地雷达探测深度浅的问题,而且克服了钻孔窥视观测岩体结构时空间断的缺点,能够为巷道围岩支护设计提供可靠的依据。 展开更多
关键词 岩体结构 探地雷达 钻孔窥视 围岩支护 物探法
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