基于综合物探的城市地下空间探测与建模

地下空间开发利用是解决城市诟病的有效途径,城市强干扰环境下地下空间精准探测已成为多学科交叉研究的热点,也是当前研究的难点。以大西安西咸新区为研究区,采用钻孔揭露、实验测试、多参数地球物理测井、地面地球物理勘探组合方法开展了地下空间精准探测与建模研究。通过综合地球物理勘探,获取了每层土体的多参数地球物理特征。结合钻孔揭露与实验测试资料,建立了基于钻孔资料的地面物探与测井校准与耦合,为地下空间地质结构模型赋予了物理属性。提出高密度电法、微动台阵观测和浅层地震勘探与多参数地球物理测井方法相结合,可作为城市强干扰环境下地下空间物探工作的最优方法组合。     

干扰环境下城市地下空间组合探测与全要素数据集

地下空间利用已成为解决城市发展空间问题的主要途径,地下空间精准探测是地下空间资源开发利用的基础,但城市强干扰环境下地下空间探测的原理、方法组合、采集的要素及数据应用等目前尚为难题。本数据集依托中国地质调查局陕西省重要城镇地质灾害风险评估（2013-2016）、关中-天水经济区综合地质调查（2016-2018）、西安多要素城市地质调查（2018-2021）、延安革命老区综合地质调查（2018-2021）4个项目,面向岩土体质量评价和城市地下空间资源评价与开发利用的需要,在常规物探、钻探和实验测试基础上,引入了随钻监测技术,开展了13个参数的测井,形成了地下空间组合探测方法,获取了岩土体质量和城市地下空间评价所需的全要素数据。本数据集分别来自陕西省秦巴山地山阳县城区、关中盆地西安市城区和黄土高原延安市城区,数据包含工程地质钻探、实验测试、多参数测井、随钻监测和地面物探5种数据类型,其中工程地质钻孔144个,实验测试样品672个,物探测井13类参数111个孔,随钻监测36个孔,地面物探4类方法5条剖面,共计968组数据,3 664个文件,格式包含jpg,xls,doc,mpj,dwg。该数据集可用于岩土体质量评价、城市三维地质全要素建模、地下空间资源评价、岩土体质量与物性参数耦合关系研究,以及城市地质科学研究。     

浅析延安黄土丘陵沟壑区水文地质特征

延安市城区位于黄土丘陵沟壑区的河谷区域,地势平坦而狭长的河谷地带已不能满足城市发展的需要,城市建设不得不向周边的黄土丘陵沟壑区扩展。在黄土丘陵沟壑区进行工程建设必然会进行"削坡填沟"或"削峁填沟"造地,而该区水文地质条件较为复杂,大规模的"削坡填沟"或"削峁填沟"造地工程面临众多的因地下水引起的岩土工程问题。通过对延安市区周边丘陵沟壑区的水文地质调查、钻探及试验,总结分析了延安黄土丘陵沟壑区地下水类型、地层的渗透特征、各地貌特征下的水文地质结构、地下水的含水系统及补给径流与排泄特征,构建了延安黄土丘陵沟壑区的水文地质概念模型。其成果可为延安黄土丘陵沟壑区及类似地质条件下的"削坡填沟"或"削峁填沟"造地工程提供参考。     

雄安新区城市地下空间探测技术研究

近年来随着我国城镇化进程的加快推进,对城市地下空间开发利用的需求愈发迫切,城市地下空间探测技术也取得了较大发展,但对特定区域的探测技术方法仍存在适用性问题,尤其是0–200m地下空间结构精细划分和异常识别。本文基于雄安新区工程地质钻孔物性资料统计分析,建立了雄安新区地下空间地层物性柱子,指导地球物理数据解释。结合实际地球物理探测结果,对地球物理探测技术解决问题的能力和分辨率进行了分析、评价,并基于评价结果建立了适用于雄安新区地下空间结构精细成像的探测技术体系。     

大陆科学钻孔中的热测井及热参数计算

热测井是直接测量地下岩层温度场分布的手段。岩石的热参数主要包括热导率、比热、产热流、热流密度等。了解岩层热参数及其空间分布特点在地壳运动研究、地热勘探及工程等方面具有重要价值。具有连续及原位测量特点的测井资料可用于计算地下岩层的各种热参数。本文介绍了大陆科学钻探中的热测井,说明了用测井资料计算热导率、比热、产热率、热流密度等热参数的方法,简述了热测井和热参数在科学研究以及工程方面的一些应用。     

广东省潼湖生态智慧区浅层地球物理探测与地层物性分析

地质灾害、活动断裂、特殊岩土体和古河道等是影响城市浅层地下空间开发安全的主要地质问题,对于这些地质问题的探测主要采用地球物理无损检测方法。潼湖生态智慧区是国家生态文明建设示范区和惠州智慧城市地下空间开发中的重要区域,浅层地球物理探测与地层物性分析为潼湖生态智慧区城市发展及地下空间开发利用提供详细的地质、岩土和地球物理数据,是构建该地区地下空间模型的必备要素。虽然目前已经开展了针对本区域的基础地质探测研究工作,然而服务于精细地质结构与地层划分的综合地球物理研究还处于空白。针对浅层地下空间探测精细程度低和传统探测方法分辨率有限的问题,本文综合利用浅层反射波地震方法、混合源面波S波速度成像方法、三分量谐振波阻抗比值方法以及综合测井方法对该地区浅层地下空间(200m)进行了高精度地层划分和断层展布精细解释。在浅层地震反射波方法划分厚层和大尺度断层的基础上,利用主动源和被动源微脉动阵列法获得更加精细的浅层地层和构造特征,采用三分量地震频率谐振方法识别浅层土壤层分层,弥补了单一方法在不同深度范围上的探测信号低精度缺点,探讨了潼湖地区地层与地球物理的响应特征,构建了详实的地层物性和地球物理参数关系,为后续的建模提供基础数据。     

捷克斯洛伐克水文地质专家来京考察

捷克斯洛伐克水文地质考察组应地质部的邀请,于不久前在北京市水文地质工程地质公司考察了北京水文地质土作。他们详细考察了北京水文地质测绘、地球物理地面与测井勘探、水文地质钻探、抽水试验、地下水动态观测和地下水资源评价等项水文地质勘察工作方法,参观了各种水文钻井设备、地下水均衡试     

神经网络方法在岩性识别中的应用

在可地浸砂岩型铀矿测井工作中,铀矿地球物理测井方法提供了电阻率、密度、声波等多种地球物理参数。通过采用神经网络方法,利用上述参数．进行钻孔岩性识别的有关研究,确定了B-P网络结构及算法,并进行了初步应用和对比。     

深部条带开采覆岩“三带”探测及量化评判

为研究深部条带开采覆岩裂隙发育高度这一采空塌陷区治理中的关键技术问题，综合运用工程地质钻探、钻孔电视与煤田测井3种方法对济宁煤田某煤矿覆岩采动裂隙进行探测与分析。结果表明:缓倾斜（煤层平均倾角6°）、深埋（平均埋深538 m）、采留比1:2（采50 m留100 m）的条带式采动下，覆岩“三带”特征显著，空间整体呈“波浪式”破坏形态，地下采空区无明显空洞；垮落带发育高度为8.45 m，为采高的3.0倍，断裂带发育高度为57.55 m，为采高的20.6倍；覆岩“三带”发育高度判别的8个量化指标中，钻孔电视法比工程地质钻探法、煤田测井法精确度高。探测结果较为准确可靠，为深部条带采空塌陷区治理方案的选择提供依据。      

钻探-物探测井技术在覆盖区填图中的应用研究

钻探作为获取深部地质信息的最直接手段,可查明第四纪地层序列,确定基岩顶面埋深与起伏、验证推测模型、研究地质构造、圈定地质体间的重要接触关系,服务于覆盖区填图。物探测井是一种科学有效的井内探测手段,利用特定的岩性或岩性组合对应着特定的测井参数组合的特点,利用测井参数组合可识别地层的岩性、确定地层的深度与厚度,可进行地层划分对比等。钻探-物探测井技术的综合利用,将提高覆盖区勘探效率,降低勘探成本,为下一步开展的覆盖区填图工作提供技术方法支撑。     

电磁波SYT法在隐伏区寻找含金矿化 异常带中的应用

通常运用地质、地球物理以及钻探的方法来确定金属矿体的赋存状态,地球物理方法中常用的探测手段主要有地面伽玛能谱测量法、X射线荧光法、浅层地震、地电化学参数法和地电化学提取法等.SYT法接收反射回来的带有地下地质信息的电磁波,再经过特殊的数据处理而得到的反映地下地层物性特征的曲线和柱状,可以用来进行地质解释,运用该方法对山东牟平隐伏区的含金矿化异常带进行了探测研究,探测结果显示,在SYT法探测曲线中,含金矿化带有明显的异常特征,可以用来确定金属矿体的埋深和厚度.     

海南石碌矿区基于电法测井数据的水文地质参数求解

通过利用电法测井在水文地质调查中的优越性:遥测透视功能、高效率、低成本、精度较高、有效探测范围大的特性,对海南石碌矿区进行水文地质钻孔测井,获取孔中丰富的物性和场位信息。通过解析测井资料与钻探地质资料相互验证,提高了钻孔的利用率。利用水文地质参数模型,求取地质体的矿化度、渗透系数、孔隙度、含泥量等重要参数。电法测井是地下水文地质勘查和地下水评价的可行方法,它能提供可靠的水文地质资料,在水文地质调查中的应用有着重要的意义。     

金属矿勘探地球物理(电法)的新进展

过去六年中,金属矿产勘探地球物理在地震、磁法、重力、遥感及测井等方面均有较大的进展. 首先是认识上的变化.由于依靠钻探寻找深度较大矿产的费用庞大,人们不得不求助于那些能获取大量独立地球物理(和地球化学)数据的方法.以往一些耗费较大、仪器设备繁杂的方法,如反射波地震法、多频谱的激发电位法、综合测井法等,现在已成为可以采用的方法了. 其次是数据处理的广泛使用.随着微电子技术的发展,在许多航空、地面及井中设备中,已采用了小型电子计算机和微处理机,以获取更多和更精确的数据.小型计算机一方面用于控制探测系统,另一方面还用来以数字方式记录输出结果.数据处理还可在野外现场进行,以便指导参数选择,检查数     

城市地下空间探测关键技术及发展趋势

近年来,地下空间开发利用以及与地下空间相关的安全运营已经成为我国大中型城市面临的重要课题,而准确的城市地下空间探测成果是保障其课题成功实施的关键。目前国内城市地下空间利用的深度已达50m,局部特大工程深度在70m左右。未来城市地下空间利用将向综合化、深层化、人性化、生态化发展,从而对城市地下空间探测的可靠性提出了更高的要求。目前常用的地下空间探测技术除了钻探外,主要采用包括探地雷达、浅层地震、高密度电法、浅层瞬变电磁法、井间CT、微动等地球物理方法。以"城市浅层地下空间探测技术体系研究"课题为例,介绍了探地雷达在真三维采集、拟地震资料处理、三维雷达数据偏移等方面的研究成果。结合地下管线探测及岩溶调查等案例,分析了探地雷达等多种探测技术的综合应用及探测效果。研究认为未来的三维高密度横波地震、三维高密度电磁法、三维探地雷达等技术是城市地下空间探测技术的发展趋势。     

地面与空中地球物理探测在矿山中的环境应用

某些环境问题可大大地改变近地表层的物理性质。对比，地球物理探测方法可在钻控或取样这前用于勘测地下污染和掩埋的废料的分布。例如由酸、碱、盐或金属离子造成的无机污染可用测量地下电导率的仪器探测；又如掩埋的铁桶、管道等金属体可用磁测定位；矿山的放射性尾矿可用放射性探测圈定，地球物理探测还可用于表征现场地质情况。如果在地区开发之前进行地球物理探测，就能够帮助查明高、低渗透性地段和天然污染源。这些方法还可用     

珠海中心城区地下空间地质环境适宜性评价研究

城市地质环境条件对地下空间资源质量及开发难易程度存在较大制约与影响。在分析珠海中心城区地下空间开发利用现状及存在问题的基础上,利用水文地质、工程地质调查成果以及通过钻探、物探等技术方法形成的大量基础数据,识别并掌握地形地貌、断裂破碎带、地下水类型、岩土体类型、岩土层可开挖性与支护性（分浅层、中层和深层）等地质环境要素。采用层次分析法、模糊综合评判法,对珠海中心城区地下空间开发利用地质环境适宜性进行了分区分层评价,划定了地质环境适宜性优良、较好、中等、较差地区。     

勘察阶段洞室围岩质量预测的问题探讨

因围岩质量评价对地下洞室的设计、施工具有重要作用,因此勘察规范对洞室围岩质量评价具有明确的规定。围岩质量评价方法很多,但在勘察阶段,围岩质量的评价结果与实际情况有很多差别。造成这种问题的主要原因是岩体质量评价需要准确而丰富的工程地质数据,而在勘察阶段,洞室围岩的直接数据有限,多为间接数据(物探数据)和推测数据(以地表工程地质测绘数据和钻孔数据为基础进行推测)。根据勘察阶段所获得的工程地质数据,以钻孔中岩心质量与测井数据之间的关系为基础,建立岩体质量与地球物理参数之间的关系,多种地球物理参数对比,可以比较准确地预测目标围岩质量。通过某花岗岩体中钻孔随深度变化的BQ值曲线、RQD曲线、测井曲线和电磁法物探剖面的对比,发现岩体质量与物探数据很难一一对应,但其大致趋势一致。     

瓦房店三家子地区岩溶探测与研究

在辽南瓦房店三家子岩溶发育区进行地震地质调查与工程地质钻探的基础上，布置了ＣＴ层析成像，地质雷达等多种地球物理探测，结果表明，本区断裂构造纵横交错，第四系覆盖层厚度为６－９ｍ，基岩是由寒武系下统的厚层灰岩或泥灰岩组成，岩溶发育，埋深多为１０－３０ｍ，少数为５０－７０。     

工程地质钻探设备选择及钻进工艺

随着现代建筑、铁路、交通、桥梁、水电建设的发展,工程地质钻探工作迅速增加,工程地质钻探工艺也得到较大改进,形成了以螺旋、振动、回转钻进为主的多工艺钻进方法。为适应各种复杂的工程地质钻探需要,工程勘察设备正朝着多功能、大能力、车装化方向发展。一、工程地质钻探特点工程地质钻探所涉及的地层其上部大多为第四系粘性土、砂土、黄土、淤泥及卵砾石层,这类地层结构复杂、稳定性差,钻进时易发生坍塌、缩径以及埋钻;其下部往往以基岩为持力层,这类地层结构较单一,稳定性较好,适宜岩心钻探。     

吕梁山区黄土边坡工程地质分区及强度参数选取

在山西省黄土高原综合治理分区图基础上,通过实地调查最典型黄土丘陵沟壑区（I区）的53个典型公路黄土边坡,根据边坡类型、地层组合形式以及边坡破坏模式等要素,将其进一步划分为晋西北（Ia）、晋西（Ib）和晋西南（Ic）3个亚区; 并对53个边坡的黄土进行了强度特征的试验研究,获得了边坡黄土在不同直剪试验方法下的峰值强度、启动强度与残余强度的参数值。根据边坡工程地质特征与工程调查类比,对3个亚区边坡在3种强度参数下的稳定性进行了统计和数值分析,结合应力变形计算实例分析发现:强度参数在不同地域具有明显的差异特征,晋西北区（Ia）降雨少,构造活动不频繁,边坡以坡面破坏为主,采用峰值强度进行边坡设计更为合适; 晋西区（Ib）构造发育,老滑坡较多,且地震活动使得土体强度相对下降,公路边坡设计的强度参数选用残余强度,有较高的安全保证; 晋西南区（Ic）降雨多,优先选用启动强度,能最大程度地避免地质灾害的发生。