瞬变电磁与跨孔CT成像探测岩溶分布及形态特征的应用

文章以山东省济南西南裸露—覆盖型岩溶山区为研究对象,根据钻探资料,将区内岩溶发育形态分为小型溶洞与溶孔,并利用瞬变电磁法、电磁波CT成像两种物探方法,探讨岩溶分布、形态特征与地球物理场的关系。对比瞬变电磁剖面与钻探揭露的岩溶发育段,确定出120 Ω·m作为解译岩溶发育区的分界值,以此圈定岩溶分布区域,之后实施钻孔进行验证,符合性较好;在验证孔及附近钻孔进行电磁波CT成像探测,进一步验证并刻画两孔间的岩溶发育特征。两种物探方法中,电磁波CT的探测数据离散程度较高;两种岩溶发育形态中,小型溶洞的地球物理参数离散程度较大,同时小型溶洞发育区视电阻率平均值较小,视吸收系数平均值较大。      

跨孔电磁波透视法在荷叶塘高架桥岩溶探测中的应用

荷叶塘高架桥桥位区岩溶强烈发育。为查明各桥墩位置深部岩溶发育的类型、规模,勘察中采用了跨孔电磁波透视法。结合钻探和跨孔电磁波测试结果对该桥桥墩位置深部岩溶发育的规律进行了分析,对跨孔电磁波测试的验证和效果进行了讨论。钻孔验证表明跨孔电磁波透视法探测精度较高。综合分析表明,可应用跨孔电磁波透视法成果作为确定桩基础持力层的辅助依据。     

孔间电磁波CT技术在北京普安店岩溶勘查中的应用

孔间电磁波CT技术是工程勘探中的一种常用方法,利用孔间层析成像进行探测,其成果清晰、直观,较好地展现了孔间介质电磁波吸收情况,清楚地显示出地下不同地质体的空间分布。北京普安店地区存在岩溶塌陷,前期进行了大量的钻孔勘探,利用钻孔进行孔间电磁波CT扫描,探测钻孔之间溶洞的分布情况,填补了钻孔之间溶洞展布情况的空白,并对溶洞的充填情况进行解释。该技术提供的数据准确可靠,信息丰富,为后期岩溶地区的稳定性评价及工程处理提供了科学依据和基础数据。     

湘西保靖县塘口湾水库岩溶渗漏分析

库区可能渗漏的岩溶形态,特别是岩溶负向形态的观测、钻孔和跨孔电磁波透视及CT层析成像揭示,库区的岩溶渗漏途径有所不同。根据控岩断裂的分布、岩溶发育强度和渗漏途径的变化特征,归纳为3种岩溶渗漏类型(方式): 断裂裂隙间溶裂系统(缝)渗漏,多发生在页岩与碳酸盐岩界面附近;小型溶隙(缝)孔洞渗漏,集中在500m 高程段上下;洞穴复合系统渗漏,主要在510m 高程上下。库区岩溶渗漏严重性由下而上增强。      

电磁波CT探测在黔中王庄岩溶区勘察的应用

以黔中王庄工业园区为例探讨电磁波CT探测技术在岩溶地区工程勘察中的应用。根据场地岩体物性参数,分析电磁波CT原理、观测与处理技术,并对现场测试和数据采集控制进行总结,通过对各探测剖面解译分析,编制出合理的探测剖面解释图并进行了正确解释,查明了地下溶洞的空间展布状态,为工业园区岩溶稳定性评价和设计施工提供了可靠依据。     

自然伽马测井和跨孔CT技术在岩溶地区地质勘察中的应用

在灰岩地区,由于岩溶发育、风化破碎等情况存在,进行地质勘察往往有诸多困难。本文通过济南地区某项目地质勘察实践活动,详细介绍了自然伽马测井和跨孔CT技术的应用,并取得了预期的效果。该场区应用自然伽马测井,非常准确的划分出了岩溶破碎区域,结合钻探资料,提高了勘察的准确性。应用电磁波跨孔CT技术,对钻孔之间地层岩溶发育情况进行了探测,更好的指导后续工作的开展。     

隐伏岩溶区地下空间探测技术方法研究——以武汉市为例

岩溶地面塌陷是城市隐伏岩溶区地下空间开发过程中常见的地质环境问题,具有隐蔽性和突发性,开展隐伏岩溶区地下空间结构探测技术方法研究可以有效指导地下空间开发利用。以武汉市为例,分析武汉市岩溶地面塌陷的成因机理,提出岩溶发育程度、覆盖层厚度和结构、地下水是岩溶地面塌陷的原生地质条件,也是隐伏岩溶区地下空间探测的特征因子。通过对比分析地质雷达、高密度电阻率法、浅层地震、微动、混合源面波、瞬变电磁法、孔间层析成像和地面核磁共振法等技术方法在武汉市隐伏岩溶区地下空间探测的适用性。结果表明:地质雷达适用于浅部土层扰动探测,小极距的高密度电阻率法和混合源面波适宜于覆盖层的厚度和结构探测,浅层地震、微动和孔间层析成像适宜岩溶发育特征探测,地面核磁共振法可通过岩溶地下水的富水性辅助岩溶发育程度探测。     

跨孔电磁波透视法在岩溶探测中的应用

跨孔电磁波透视在探测地下裂隙带、溶洞等方面具有独到之处。通过分析软土、土洞的发育规律以及它们与溶洞、溶槽的关系,可间接探测软土和土洞的分布。文中探测实例说明,充分了解场地的岩溶地质特征,可帮助我们优化设计、获取有效数据、识别异常,提高该方法的应用效果。     

基于井间电磁CT探测的岩溶空间分布特征

岩溶是桥梁桩基施工中的安全隐患之一,探明桥梁范围内岩溶的空间分布特征对桥梁安全尤其重要。岩溶勘查目前多以钻探与物探方法相结合,但特定的岩溶勘察需要根据具体情况选择合适的物探方法,常用的地质雷达等方法由于受限于各自的适用范围,往往不能精确地确定局部范围内溶洞的边界。井间电磁波CT探测技术主要依据电磁波在不同介质中传播时的吸收差异,重建井间介质吸收系数的分布图像,形象而直观地展现地质体内部结构,具有分辨率高,勘探距离小的特点,特别适合于探测桥墩等局部范围内的溶洞分布情况。以惠州S119线水西大桥主桥墩溶洞探测为例,介绍了电磁波法CT探测技术的原理、工作方法及应用效果,结果表明井间电磁波CT探测技术有较高的精度和可信度,可全面清晰地揭示场地岩溶的空间分布,为工程设计提供可靠的地质资料。     

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。     

泸西喀斯特断陷盆地地表水与地下水流域边界与水动力性质

在详细调查基础上,采用系统科学及水文地质分析方法,依据地形地貌、地层岩性、地质构造、示踪试验、地下水排泄基准面、喀斯特发育条件及发育规律等剖析论证流域边界,并通过钻探及示踪试验进行验证。研究结果:（1）对泸西喀斯特断陷盆地南东部的水系统边界向北移进行了修正,证实了三塘一带深部不发育的喀斯特是地下水分水岭边界,使得泸西喀斯特断陷盆地流域的径流系统和边界圈化更加准确;（2）泸西喀斯特断陷盆地流域地表水、地下水转化频繁,地表水径流特征主要以小江河在水库、河流、伏流间的径流转化过程为体现,地下水在侵溶山区接受大气降水补给后,上层径流以泉、暗河的形式在泸西盆地底面排泄后转化成地表水,最终汇集于盆地南部、通过工农隧洞及落水洞排向小江,而下层径流则以小江水面为基准,通过深层径流排泄。      

云南泸西盆地边缘既比岩溶水勘查及应急抗旱示范工程

既比处于泸西盆地下游边缘,岩溶发育均匀性差,地表干旱,严重缺水,打井找水难度较大。文章论述了既比地区的水文地质条件、地下水分布赋存特征,介绍了岩溶区地下水勘查布井的工作方法;利用高密度电法、激电测深物探成果,结合水文地质调查成果,确定了井位,结果证实钻孔水量丰富。分析认为岩溶含水层富水性差异主要受溶隙充填、连通程度控制,总结出一套以岩溶水开发利用为龙头,抗旱与节水喷灌高效农业发展相结合的应急抗旱模式,经济效益显著。提出了开发利用地下水的管理措施建议。      

基于MODFLOW的岩溶管道水流模拟方法探讨与应用

针对岩溶管道水流特征,选取广西寨底岩溶流域为研究对象,分别采用三维有限差分地下水流动模型(MODFLOW)中的Drain和River模块概化模拟岩溶管道特征,结合管道内上游、中游及下游三个观测孔对比分析两种方法的适用性,结果表明:末期等水位线图中位于管道两侧处流线均有形状突变,符合实际管道水流动态特征,且能模拟出管道内水位变化趋势。最后分析两种方法模拟管道水流的原理,Drain模块中岩溶管道仅起排水作用,不允许管道内水流流向周围含水层,而River模块允许岩溶管道水与周围含水层水流交换,因而相对Drain模块而言,应用River模块概化模拟岩溶管道更加精确。       

综合物探在北京地区岩溶塌陷勘查中的应用

北京市海淀区四季青镇香山村普安店在近几年中发生了多起地面塌陷灾害,给当地村民的生命和财产安全造成严重威胁。要查明地面塌陷灾害的成因,必须先要寻找地下隐伏的空洞。在勘查工作区内,采用高密度电阻率法、孔间电磁波CT法相结合的综合物探手段,成功探测出两处地下空洞,经钻探验证为岩溶发育所致。综合研究分析认为:工作区内下伏基岩为灰岩,属于可溶性碳酸盐类岩石;地下水在基岩面附近,且基岩面的高低变化大,在漫长的潜蚀过程中将土中物质带入溶洞中,在上覆粘性土层中形成"土洞",一旦塌陷至地表,就有可能成为灾害。     

Application of cross-hole radar tomograph in karst Area

Electromagnetic wave CT, containing velocity CT and attenuation CT, is one of the effective geophysical prospecting methods to detect underground caves. The accuracy is low when applying the velocity CT and the attenuation CT separately into investigation in a karst area. This paper briefs the basic theory of electromagnetic wave CT imaging, and then mainly introduces the basic theory and applying methodology of cross-hole radar tomography for exploration in a karst area. Through numerical value simulation and practice verification, the advantage and disadvantage of the velocity CT and the attenuation CT of electromagnetic wave based on very high frequency have been studied, respectively. It has been found that the attenuation CT does better in confirming the location of karst caves, and the velocity CT is better in determining the shape of the karst caves although the whole distribution regular of the velocity CT is almost consistent with the attenuation CT.     

综合物探方法在广州市金沙洲岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害调查中的应用

综合运用跨孔地震CT、探地雷达、高密度电阻率法、浅层地震反射波、土壤氡浓度和波速测试6种物探方法,对广州市白云区金沙洲岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害进行探测,查明了该区的溶洞、土洞及构造破碎带的分布。介绍了各种方法技术,对综合物探成果进行总结,结合实例说明综合物探方法在该区的应用取得了显著效果,为地质灾害防治提供了基础地质资料。在广花盆地岩溶发育区,首次应用跨孔地震CT探测建筑物地下岩溶分布,为评价受岩溶地质灾害影响的建筑物安全提供依据。     

.陕北能源化工基地岩溶水赋存条件及其影响因素

岩溶水是解决陕北能源化工基地用水的重要水源之一。为了合理地开发岩溶水资源,依据大量的勘探钻孔和抽水试验资料,分析了区域和陕北能源化工基地岩溶水的赋存条件,认为研究区岩溶水的赋存和富集主要受地层岩性、构造条件和水文网的影响。岩溶水主要赋存于奥陶系中统上马家沟组和下马家沟组碳酸盐岩中,其他层位岩溶发育程度低,岩溶水贫乏。受断裂、褶皱构造的控制和黄河排泄基准面的影响,岩溶水在黄河沿岸的府谷县天桥至清水川口段富集,可建成清水川、浪湾和天桥3个集中供水的岩溶水源地。