岩溶勘察层析成像试验:成像效果分析

在已知岩溶分布的地质剖面上进行超声波、地震波、电磁波层析成像试验，对弹性波速、电磁吸收分别成像，通过对不同的层析技术，方法及成像效果进行对比分析，得出了在桥梁基础岩体中，进行岩溶勘察超声波层析成像效果最佳的结论，对同类工程实践具有指导作用。     

跨孔地震CT层析成像在岩溶勘察中的应用

指出了在岩溶发育地区采用常规工程地质勘察方法的不足,简述了跨孔地震CT层析成像进行岩溶勘察的原理及工作方法技术,介绍了一个工程勘察实例,指出了跨孔地震CT层析成像在岩溶,勘察中的应用前景。     

地质雷达探测技术在岩溶地形勘察中的应用

岩溶地形的有效勘察是保证岩溶地区工程施工安全与质量的重要因素.从应用条件来看,地质雷达方法较其它地球物理方法更适应浅层复杂岩溶地形的勘察.这里介绍了地质雷达在岩溶地形勘察中的工作原理和方法,分析了在岩溶地区雷达波的传播特点与曲线特征,结合工程实例,探讨了地质雷达在岩溶地形勘察中的应用.经分析认为,该技术能够有效地完成岩溶地区的工程地质勘察工作,有较好的发展前景和应用价值.     

岩溶探测中井间地震波层析成像的应用

结合在岩溶地区开展的工程勘察实例,运用井间地震波层析成像技术研究钻孔之间的地质剖面.在确定岩溶、裂隙、破碎带的空间位置方面所能解决的程度、适用条件、准确性等方面,表明该技术是一种数字化、高精度的技术方法.     

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。     

综合物探方法在岩溶探测中的运用分析

物探方法在铁路、公路线路岩溶探测中起着重要作用。岩溶探测物探方法种类多,本文以某铁路勘察项目为例,通过运用高密度电法、电磁波和弹性波跨孔CT三种方法,分别对岩溶较发育的铁路隧道进行勘察,查明工区内灰岩埋深、岩溶及可能与岩溶发育有关的断裂发育情况,并结合地质钻探等资料从施工参数试验、方法改进等方面综合比对分析,总结出各类物探方法探测岩溶的优缺点,提出在铁路、公路等线路勘察过程中应针对不同类型的岩溶,研究不同物探方法的施工参数和数据处理参数,建立不同地区岩溶的地球物理模型,针对不同岩溶类型选取最优的探测方法和参数,为以后的设计及施工提供基础资料。     

岩溶区客运专线桥梁桩基地质勘察方法与技术浅析

灰岩分布区岩溶发育易引发地面下沉、开裂,是地质灾害及路、桥、建筑物等工程设施的主要隐患,铁路客运专线桥梁工程一般选用桩基础的形式通过;岩溶作为一种常见的不良地质,其发育特征具有一定的规律性,但在较小范围的特定区内,其出现有着随机性,桥梁墩台勘察若依靠逐桩钻探不仅投入较大,也难以达到理想的效果。本文结合岩溶区客运专线勘察设计的经验,阐述了通过利用定测阶段钻孔和采用跨孔弹性波CT优化布置钻孔数量及位置的综合勘探方法,可以用最少的工作量则能全面、准确地揭示桥梁墩台地质情况,满足桥梁专业设计需求。     

地震层析成像技术在黄花寨电站工程勘察中的应用

在受地形条件限制,开展地面物探勘察工作困难的地区,充分利用已有的平硐或钻孔地质工程,采用地震透射波层析成像技术进行勘察较为有利,勘察成果精度较高。文章结合工程实例,介绍利用地震层析成像技术查明岩溶、断层破碎带、强风化软弱夹层方面的应用。     

跨孔弹性波CT成像在路基病害诊断中的应用

跨孔地震层析成像(简称CT)法,是利用大量地震波传播时间与其相应的射线在成像单元内所经过的路径以及待求速度的关系建立大型线性方程组,反演出路基下介质的波速,再根据钻孔资料可建立地下地质模型,进而准确定位出路基病害(煤窑采空区、岩溶、软弱层等)的位置,为路基的设计提供基础资料.用这种方法对某段铁路路基下存在的煤层、煤窑采空区的分布情况进行勘测,取得了理想的效果.     

基于程函方程反演的跨孔地震岩溶探测数值模拟研究

岩溶探测对于岩溶发育地区的工程建设有重大意义,跨孔地震波探测是工程勘察有效的地球物理探测技术。本文旨在利用基于程函方程的初至旅行时层析方法,实现对跨孔地震波岩溶探测的反演,并通过多个工况的数值模拟验证其有效性,探索其适用性和局限性。首先,基于波动方程的时域有限差分对跨孔地震岩溶探测进行正演模拟;然后从模拟的地震记录中提取初至旅行时,最后以基于程函方程的初至层析方法反演得到钻孔间的地层速度模型。本文设置了单一溶洞,单一断层,溶洞断层组合及多溶洞组合4种工况,通过数值试验得到了地震记录、旅行时、反演图像、迭代残差等结果。结果表明基于程函方程的初至旅行时层析反演方法对溶洞位置、大小,断层的方位反演较为准确,对于复杂地质条件,多溶洞和裂隙组合反演较为稳定,相互之间干扰很小,能定性区分对溶洞填充物的速度与地层背景波速的高低。但岩溶异常体中的反演速度较真实速度有偏高,纵向分辨率比横向分辨率高。相比溶洞,该方法对断层较不敏感。考虑到基于程函方程的跨孔层析反演在多个岩溶地质体共存的复杂地质条件下依然保持高效和稳定,该方法可以为实际工程提供重要勘察信息。     

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。     

地下溶洞调查物探技术探讨

本文依据岩溶区岩土体的物性差异,利用波阻抗和电阻率差异,对比分析了高密度电法、瞬变电磁法、地质雷达法等几种物探方法,最终确定了高密度电法、地震映像法及声波测井和钻孔CT法等地表和地下物探手段相结合的方法来探测岩溶分布与发育情况。     

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。     

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.     

岩溶路基注浆质量综合物探检测方法与评价研究

为研究岩溶路基注浆质量综合物探检测方法及相关检测评价标准,在南广铁路全线的岩溶路基中选取具有代表性的试验区段,对电阻率法、瞬态面波法和电磁波CT法等物探检测方法的特性和检测评判标准展开了现场试验研究。根据上述物探检测方法的适用性和经济性,提出了一种在不同工程条件下多种物探检测方法优化组合的综合物探检测方法。并通过统计分析注浆合格的岩溶路基注浆前后电阻率、面波波速及电磁波吸收系数变化规律,初步得出了上述3种检测方法的注浆质量检测评价标准:电阻率法检测合格标准为溶洞注浆前后电阻率变化率大于20%,卵石土层电阻率变化率大于10%; 瞬态面波法检测合格标准为注浆后土体波速大于20.6h+130.3,溶洞波速大于17.1h+236.9; 电磁波CT法检测合格标准为溶洞注浆前后电磁波吸收系数差值大于0.4dB m-1,卵石土层电磁波吸收系数差值大于0.1dB m-1。     

跨孔地震CT技术在地铁工程施工溶洞探测 方面的应用

本文介绍了在南京地铁4号线某区间应用跨孔地震CT技术进行现场数据采集的方法,并运用Matlab语言编制程序,通过最小二乘法对大型线性稀疏矩阵方程进行求解,由生成的三维网格数据绘制波速等值线图,从而实现了孔间介质波速层析成像的功能。根据成像图中低速带范围及波形分析确定了溶洞位置和充填情况,经checkerboard测试,并与钻探资料和地质雷达影像对比分析,结果表明跨孔地震CT技术用于地下岩溶探测时可靠性高,能够实现对孔间岩溶发育状况的超前预报。     

南川地区溶洞及采空区地震资料针对性处理方法

为解决地震勘探中地下溶洞及采空区位置地震资料成像效果差的难题,利用正演模拟结合实际资料分析,总结该类区域地震资料的频率、能量和信噪比特征,在此基础上,提出一套针对性的处理方法,包括微测井约束层析静校正、弱信号提取与补偿、叠前五维数据规则化和基于构造约束的网格层析速度建模。通过在南川地区的应用,地震资料信噪比和波组连续性得到明显改善。证明了此方法可以有效提高地震勘探中溶洞及采空区位置地震资料品质。      

碳酸盐岩喀斯特溶洞和裂缝系统的地震模拟与预测

提出了有助于确定碳酸盐岩裂缝带和喀斯特溶洞系统空间分布的地震正演模拟和预测方法。地震正演方法包含两个关键步骤，一是利用弹性波动方程计算含缝洞介质的有效弹性参数，另一步骤是根据有效弹性参数构成的等效地质模型，用单程声学波动方程进行波场延拓。数值模拟和实际地震数据的例子说明，将地震正演剖面与地震偏移剖面相结合进行对比分析有可能识别和预测碳酸盐岩地层中的缝洞发育带。     

应用浅层地震技术勘查岩溶及溶洞

本文结合工程勘查实例，介绍了浅层地震技术（高密度地震映象法和横波法）在解释工程勘查中探岩溶，溶洞问题的应用，分析岩溶，溶洞等在浅层地震勘探中表现的特征和规律，并探讨其应用效果。     

岩土工程瑞利波勘探新进展

本文从原理、仪器设备、资料解释和应用四个方面扼要综述了国内外正在发展的瑞利波勘探的三种方法:稳态法、瞬态法和长波微动法。这是瑞利波法推广的最新基础性资料。