黑方台台塬斜坡变形破坏的结构面效应研究

结构面对于黑方台台塬斜坡变形破坏的影响研究成果较多,但以单方面研究为主,较少进行系统研究,因此通过对黑方台台塬结构面类型及其组合特征以及斜坡变形破坏类型和特征的分析可知:研究区结构面类型主要包括节理裂隙、层面、接触面、断层和临空面,结构面组合类型分2大类8小类,各类型具有自身的结构特征和分布特征;结构面及其组合对黑方台台塬斜坡变形破坏类型选择和空间分布选择控制效应明显,特别是对滑坡类型选择和空间分布的影响。     

岩溶区地下溶洞综合物探探测试验研究——以福建省永安大湖盆地为例

基于隐伏岩溶区地下溶洞的发育特征对城市开发建设的影响,利用综合物探方法开展灰岩区地下溶洞探测试验研究,获得地下溶洞探测物探方法的有效性具有重要的理论意义和应用价值.通过对包括福建永安大湖盆地内两处岩溶国家地下水监测井钻孔旁在内的三条综合物探剖面选用电测深法、高密度电法和微动探测法进行试验,并与钻孔资料进行对比分析、总结各种方法的岩溶物性特征,为探测地下溶洞提供物理依据.试验结果表明:区内地下溶洞在电测深和高密度电法勘探结果上主要表现为低阻异常,在微动探测成果上表现为S波速度低速异常;视S波速度为300～850 m/s及视电阻率小于100Ω·m的半圈闭低阻异常,可作为研究区判断地下溶洞的地球物理依据.上述三种地面物探方法探测地下溶洞的有效性依次是:电测深法高密度电法微动探测法.对隐伏岩溶大范围进行地面探测时应结合测区的实际条件(如地质构造、地下水、溶洞充填物等情况)选用综合物探方法,并进行对比映证,从而揭示研究区的隐伏溶洞的分布发育规律,以此来指导岩溶区工程勘察,为钻探孔布置提供地球物理依据,减少钻探工程量和缩短探测周期.     

基于三维高密度电法的黄土灌溉水入渗方式研究

灌溉诱发型黄土滑坡是我国西北地区主要地质灾害之一.为研究灌溉水在黄土层中的入渗方式,对位于甘肃省的一处黄土层中无裂隙发育的农业用地进行了灌溉试验,通过人工引水灌溉模拟还原农业灌溉水的入渗过程,利用三维高密度电法对灌溉水的入渗过程进行了表征.其后,通过Res3 Dinv三维处理软件对监测数据进行了多次反演计算,利用Voxler软件平台对黄土灌溉水入渗过程的电法反演数据进行三维可视化处理.试验成果表明,灌溉水在浅层均质黄土层中主要以竖向的"活塞式"运移为主,侧向运移能力较弱.当深度达到5.5～6 m时,深部黄土中含水率几乎不再增加,其入渗方式发生明显变化,即可能由液态水运移转化为水汽运移.通过传感器监测数据及竖井验证,本次三维电法效果较好,证明利用三维高密度电阻率法在黄土地区进行灌溉水入渗方式研究是切实可行的.     

综合物探方法在石膏矿采空区探测中的应用研究

为探讨综合物探方法在石膏矿采空区探测应用的适宜性和局限性,本文以荆门市石膏矿采空区为研究对象,选用高密度电法、激电中梯法以及地震映射法等综合物探方法开展石膏矿采空区探测工作,辅以钻探工作加以验证,对以上三种物探方法在石膏矿采空区探测的适用性和优缺点进行了对比分析.分析结果表明:高密度电法高效便捷,但其精度有限,可以用于圈定采空区的大致分布和范围;激电中梯法能简单直观地查明采空区充水现状,其勘查结果对石膏矿采空区稳定性分析及发展趋势预测十分重要;地震映射法精度高,探测效果好,可用于石膏矿采空区治理靶区的详细勘查,但其工作效率低,且无法查清采空区的充水特征.综上可知,在石膏矿采空区勘查实际应用中,应根据不同的地质条件以及勘查目的,合理选用物探方法组合及试验参数,对各方法的成果要相互验证,取长补短,才能有效提高勘查成果准确性和可靠性.     

高密度电法与GMD法在灰岩区滑坡勘查中的应用

灰岩区滑坡勘查通常采用物探查明覆盖层厚度、岩溶洞穴、滑面位置等工程地质条件,分析滑坡形成机制,但物探解译往往没有结合工程地质分析和力学机制分析进行,使解译的成果与工程实际差别较大.我们利用高分辨率电阻率成像技术,勘查了江西省南部的九连山山脉某复杂滑坡,识别了滑体与基岩之间的不连续面,并圈定了可能存在岩溶的区域和潜在滑面;对这个地质条件复杂、岩溶多点分布的滑坡进行定线定点钻探,并对视电阻率色谱图与工程地质剖面进行对比分析,确定了岩溶存在区域、滑动地层岩性和埋藏深度;最后,考虑高密度电法和钻孔约束的关键滑面和岩溶分布范围,利用FLAC2D对进行滑坡二维应力应变动态响应分析,反演复活滑坡变形破坏的全过程.发现该类型滑坡为深埋的重力斜坡,兼具圆弧滑动和平滑两种方式,明显地具有倾向于中前缘的岩溶洞穴沉降塌陷引起的牵引式滑动特征.该综合方法的运用结果表明:灰岩区滑坡勘查,应充分考虑地质条件-岩溶分布对斜坡稳定性的影响,重点位置多重布线、主滑方向平行布线,可获得切合实际双极-偶极数据生成的电法成像;等间距高密度电法视电阻率色谱图可初步划分出地层岩性和灰岩区的分布区域;钻探法可约束地层的分布情况及滑面位置;而GMD法计算结果可验证上术两种方法确定的地层参数,反演复活滑坡的动态响应全过程,提高物理参数解译的可靠性.该方法对灰岩区滑坡勘查设计和科学治理具有积极意义.     

综合地球物理在灵渠工程地质调查中的应用

应用高密度电法、地质雷达及面波测试等综合地球物理方法,解决广西兴安灵渠渗水治理工程中地质调查的实际问题.采用高密度电法探测场区地层情况及秦堤渗水病害情况;地质雷达方法探测探明了场区表层土体密实度及空洞情况;面波测试进行了场区覆盖层速度分层及不良地质现象判定.最后,综合分析三种物探方法的探测结果并将其与后期钻探成果进行了对比验证.结果表明:综合物探探测成果与后期钻探验证结果一致.工程实践表明,采用多种物探方法相互印证,对比解译分析在工程地质调查中是必要的也是十分有意义的.     

宁波轨道交通暗浜勘察物探方法研究

河流被填埋后形成的暗浜是城市基础工程建设的重要安全隐患.因填埋物成分复杂,结构松散,未探明的暗浜在地铁盾构施工、地下车站深基坑开挖中可能引发坍塌等安全事故.本文以宁波轨道交通暗浜勘查为例,研究二维微动剖面探测法、瞬态瑞雷波法、高密度电法三种物探方法探测暗浜的有效性.结果表明:这三种物探方法都暗浜具有较好的探测效果,显示暗浜填埋区异常形态总体一致,与钻探揭示的暗浜底界深度,误差分别小于4%、7%、7%,能满足工程精度要求.二维微动剖面探测和瞬态瑞雷波法抗干扰能力优于高密度电法,更适用于城市工程勘察,而采用天然场源(微动)的微动探测法则在闹市区强干扰环境下的轨道交通勘察中更具技术优势.以上述三种物探方法为主、配合地质调查及少量钻探,是实现暗浜"无损"、高效探测的主要途径.     

地震诱发石碑塬黄土地层液化滑移距离研究

为研究1920年海原地震中石碑塬地区液化滑移灾害的形成机制、滑移特征及滑移距离，对石碑塬液化滑移区进行钻孔勘探、取样以及探槽开挖。分别对钻孔及所取试样进行剪切波速测试及颗粒分析、室内动三轴试验，得出石碑塬液化滑移区地层分布情况、震时液化土体层位以及不同地震烈度条件下砂质黄土层的液化情况。综合分析钻孔勘探、颗粒分析、动三轴试验结果，揭示出海原地震中石碑塬黄土地层液化滑移灾害的形成机制：砂质黄土层液化后在自重应力以及地震力的共同作用下"托浮"第一古土壤层以及上部"粉尘化"的非饱和黄土层沿缓斜坡运动，并利用液化滑移地层滑距公式对滑移距离进行估算，得到结果为223.35 m，与实际情况较为相符。研究结果可为黄土地层液化滑移灾害的预防提供一定的借鉴意义。     

SNMR联合SP用于滑动带水体赋存状态的探测研究

地下水的空间分布及运移规律是建立地下水流系统和分析渗流场规律的重要因素。具有直接找水特性的地面核磁共振方法（SNMR）可以用于确定地下水的空间分布,而自然电场法（SP）是一种可以探测地下水流动方向的物探方法,这两种方法的联合使用为地下水研究提供了一种较好的工作模式。本文以滑动带水体探测为例,阐述该工作模式的应用效果。首先,通过SNMR方法得到地下含水量和纵向弛豫时间（T1）的空间分布,并利用我们所总结的半定量公式进一步计算得到地下空间滑动面存在的概率。然后,采用SP方法的环型观测方式,对滑带内地下水的流向进行测量。这两种方法的综合探测结果为滑坡地下水模型的建立提供更加全面的水文地质信息,证明这两种方法综合应用的有效性。      

大亚湾中微子试验隧道工程不同物探方法探测结果综合分析

对不同埋深花岗岩采用重力法、电法和电磁法、地震法等地球物理勘探方法的结果差异性如何?本文以广东大亚湾花岗岩为例,先后开展了重力法、高密度电法、地震折射法、可控源音频大地电磁法(CSAMT)等4种不同方法,探测中微子场地断层破碎带、花岗岩与沉积岩接触带、风化壳厚度、地下水埋深等与隧道工程设计方案和围岩稳定性密切相关的地质条件.地球物理勘探以岩层物性(电阻率、波速和密度等)为基础,这些特征与岩性及地下水状态相关.同时相同物性特征对应不同岩层和含水状态,因而物探结果具有多解性.在工作中采用多种物探方法进行了相互补充验证.勘探结果比较后发现,对浅表50 m以内风化壳厚度,以人工重锤为激发震源的地震折射法效果较好,对风化壳分带和厚度达100多米的风化囊,高密度电法探测效果较好,而对于深大断裂或密闭断裂,重力法和电磁法效果较好.这四种不同物探方法结果的综合分析,对全面深入认识花岗岩地质条件提供了依据,其结果得到了钻探和隧道工程施工开挖揭露的验证.     

地下隐蔽水库的高密度电法探测研究

地下空间开发过程中,要尽量避开地下已建成的建筑物和市政设施,然而由于各种原因造成地下已建成的建筑物、市政设施等具体位置不明确,形成为地下空间开发过程中的障碍物,对设计和施工造成不利影响.高密度电法具有成本低,效率高,信息丰富,解释方便等特点,威为解决这些地下障碍物问题的物探方法之一.为了探测在地铁选线过程中遇到的地下隐蔽水库,选用了高密度电法进行探测,并且依据调研到的资料建立了正演模型.模拟结果表明高密度电法可以圈定地下隐蔽水库的边界范围.最终的探测结果和正演结果基本一致.这说明在地下空间开发过程中采用高密度电法探测地下隐蔽水库具有可行性,探测的结果能为设计和施工提供参考依据.同时,在探测实施时根据已知条件进行正演模拟有助于解译高密度电法实测结果.     

综合物探技术在大坝渗漏探测中的试验研究

随着我国水库大坝建设的快速发展,水库大坝病害检测与治理问题需要得到重视.但是,由于水库大坝现场环境的不同,以及大坝渗漏的程度不同,目前常用的各种大坝渗漏物探技术都有其多解性与局限性,不能单独实现对大坝渗漏路径的较快速、较精确的探测.本文对大坝渗漏综合物探技术体系开展了相关研究,提出了大坝渗漏综合物探技术体系应遵循"先整体后局部、先粗略后精细,各种物探技术互相结合、互相验证、相互补充、相互约束"的探测原则,并结合工程地质、水文地质等多学科进行综合分析.同时,本文提出了一种先采用大地电磁法和高密度电法进行整体探测,再采用高密度电法和微动法进行局部探测的大坝渗漏综合物探技术体系方案,并在试验中取得了较好的探测效果.     

确定探采结合井位的综合物探方法技术研究——以乌蒙山区为例

乌蒙山区水资源严重缺乏,找水难度大.本文综合分析、研究了当前山区物探找水方法的现状,总结各物探找水方法的优点、缺点;以经济、高效为原则,优选出高密度电阻率成像、密集型激电测深和视电阻率测井等3种综合物探方法组合,开展探采结合井位确定;从定性─定量─验证等三层次,提出有效地地球物理找水方法技术组合:采用高密度电阻率法定性分析地层,密集型激电测深工作定量分析含水地层,视电阻率测井资料进行验证.利用反射系数法、衰减度等新技术进行资料综合处理与解释,准确地对探采结合井进行定位.高密度电阻率法和密集型激电测深得到的含水层与钻孔实际深度误差均小于5%,证明该方法组合能经济、快速、有效地确定基岩、含水性地层的深度;计算了高密度电法、激电测深得到的地层层位深度转换为真深度的校正系数,为该区物探找水勘查积累了经验,为该区域地下水勘查起到一定的示范作用.     

西吉县西南山区典型黄土地震滑坡高密度电法物探解译分析

本文运用高密度电法对宁夏西吉县西南山区典型的黄土地震滑坡进行了探测,并结合钻探资料进行验证分析,目的是查明滑坡区域的地层结构、黄土厚度、基岩埋深、富水地段以及空间展布等特征.结果表明:电阻率参数能够很好的反应研究区的地层分布特征,表层疏松干燥的黄土为高阻反映,随着埋深增加,含水量较大的黄土呈现出低阻反映,在黄土与泥岩接触带饱水区呈现低阻反映;滥泥河流域典型的黄土梁斜坡具有阳坡黄土沉积薄、富水层薄、基岩埋深浅的特征,而在阴坡则表现出黄土沉积厚、富水层厚、基岩埋深大的特征.探测结果可有效的应用于黄土地震滑坡的勘察,为进一步开展黄土地震滑坡的成因机理和防治研究提供参考数据.     

综合物探方法在南宁地铁溶洞探测中的应用

随着城市化进程的加速,城市轨道交通得以快速发展.地铁成为未来城市主要交通建设方向之一.溶洞的地质特征又是地铁施工中的难点.本次研究区位于南宁市境内,地铁线路将穿越邕江堆积、河谷阶地区、溶蚀残丘谷地区和侵蚀、剥蚀丘陵区.经初步勘察发现研究区有多处溶洞且该段地处市中心,车流量较大、地下管线较复杂,以商业和居住为主.为了查明研究区溶洞发育情况,结合当地地质构造条件且考虑到地球物理存在多解性的特点.采用高密度电法与地质雷达相结合对研究区内的溶洞进行探测,其中地质雷达用来填补高密度电法勘探效果不理想的区域(例如沥青或混凝土路面).两种方法相互结合达到研究区全面覆盖的目的.进而对研究区的溶洞性质和溶洞空间发育形态进行确定,再通过钻孔对比验证取得了良好效果.物探方法共推断9处溶洞的研究结果表明地质雷达可以较好的填补高密度电法勘探效果不理想的区域.使这种综合物探方法针对溶洞探测获得了较好的效果.最终为工程设计及施工提供了可靠的依据.     

高密度电法在水文地质调查中的应用研究——以江平圩幅为例

防城港地区地下水资源匮乏,季节性缺水尤其严重,为了查明优质的供水水源,我们选取高密度电法作为勘探手段.高密度电法是用物探手段进行水文地质调查的一种重要方法,以其工作效率高、施工简单以及推断解释准确等优点,在水文地质领域应用广阔.本文概述了高密度电法的基本原理、装置类型和数据处理流程,给出了电阻率反演的基本步骤.选取了典型砂岩地区的实测数据反演研究,并与钻孔资料进行了对比验证.结果表明:(1)利用高密度电法,能够较准确地获取区内地下水含水层的埋深、厚度、空间展布形态;(2)偶极-偶极装置比温纳装置具有较高的横向分辨率,更有利于进行水文地质调查;(3)圈定了典型的低阻异常区,验证了低阻异常区位于江平幅侏罗纪承压水储水构造层,出水量较大,验证了反演推断的有效性和可靠性.通过本次工作,说明了高密度电法进行水文地质调查的应用效果,查明了该区较大的一处供水水源,为该区水资源开发利用提供了参考依据.     

综合物探方法在堤防质量检测中的应用

在堤防质量检测中，地球物理方法能够实现快速、无损的探测，但采用单一物探方法对堤防隐患的判别易形成多解，也很难对堤防质量做出准确分类.本文中应用探地雷达、高密度电法、地震勘探等综合物探方法对大源渡堤防质量进行检测，并以龙荫港以例，通过综合三种物探方法互相参照、相互验证，互为补充，查明了堤防隐患的分布位置与埋深，为堤防质量检测提供一种新的工作方法.     

测线方位对微动线形台阵探测效果影响研究

微动探测技术是一种经济环保、可靠实用并广泛应用于资源勘探及工程地质领域的新型物探技术。为了探讨测线方位对线形台阵探测结果的影响,研究利用武汉中心地震台实测的小尺度密集台阵数据,对比分析了多时段双重圆形、T形和不同方向线形台阵微动探测结果。研究发现不同方向的线形台阵探测结果具有明显差异,测线方位从北向东变化时实测相速度逐渐增加,且在NE45°角左右时与双重圆形结果最接近。数值模拟结果也显示当测线与主噪声源中心线夹角在30°～55°范围内时,线形台阵探测效果较好,且随着夹角增加实测相速度逐渐增加。在测区周边存在主噪声源时,实测和模拟结果均表明有限地增长观测时间难以弥补线形台阵方位分布的不足。因此,在微动探测实践前应考虑测区周边可能存在的噪声源分布,选择合适的台阵形式进行探测。     

综合地球物理方法在水源区环境地质调查中的应用研究——以丹江口水库为例

丹江口水库以上的汉江流域是南水北调中线核心水源区,地下水调查是水源区环境地质调查的重要组成部分,笔者采用综合地球物理方法对地下水调查进行研究,研究结果表明:高密度电法在圈定隐伏断裂、地层岩性、岩溶发育区效果明显,反演电阻率可以优化垂直激发场计算;地面磁共振方法能够弥补高密度电法对地下水分辨率低的缺点,精细刻画地下水文地质特征,为构建水源区地下水格架提供参考依据.同时,笔者探索了高密度电法与地面磁共振方法的地球物理方法组合在水资源调查中的优越性.     

塔河下游间歇性输水河道附近地下水位动态响应

塔里木河(塔河)是中国最长的内陆河,沿塔克拉玛干沙漠控制着新疆大部分地区.塔河自大西子水库以下已经断流30多年,引发许多严重的生态环境问题.为缓解下游的生态压力,向下游进行了几次紧急生态输水,以检验输水对塔河下游地区环境问题的影响.本文依据塔河下游的水文地质特征和极端干旱的气候条件,建立了不存在源汇项条件下的一维非稳定流模型并引入了傅里叶变换求解方法.通过对河流水位的阶梯状概化,简化了非稳定流模型的边界条件.为了查明区内含水层的结构,考虑到高密度电法兼具电测深和电剖面的特点,在研究区实施了一条高密度电法剖面.电法剖面揭示,区内潜水含水层呈水平层状分布,平均厚度约为35 m.根据电法剖面的结果,经过实测资料验证,模型反演得到的潜水水位的最大平均绝对误差为0.3 m,远远小于区内潜水水位波动的幅度.相关性分析表明,模型计算值和实测值之间具有显著的相关性.因此,模型很好的刻画了塔河下游河道附近地下水对上游输水的响应,为评价塔河下游生态输水的环境效应提供了一个有力的理论工具.