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。     

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。      

应用浅层地震探测岩溶塌陷的技术研究

本文根据应用浅层地震在唐山探测岩溶塌陷的工作结果,研究了在隐伏岩溶发育区探测岩溶塌陷的技术路线,提出了提高地震勘探效果及地震分辨率的技术措施,分析了对地震时间剖面进行地质解释的技术。     

岩溶断陷盆地跨孔CT成像探测岩溶孔隙及赋水状态的实验研究

泸西岩溶断陷盆地西南部既比村一带广泛分布着碳酸盐岩,岩溶极为发育,且极不均匀,地表以溶隙、溶沟为主,溶蚀残丘发育,局部发育溶井,出露有既比村大泉。通过开展1∶1万水文地质调查,在综合分析研究基础上,采用高密度电法剖面快速扫面,结合激电测深确定井位,实施的示范孔SK1、SK2钻孔,两个钻孔相距48 m,再进行跨孔CT成像探测地下岩溶发育及地下水的赋存状态实验研究,结果表明跨孔CT成像结果与实际钻探成果解译相差不大,表明该方法能更好地解译出地下岩溶发育及地下水赋水状态特征。采用常规的物探方法仅能推测竖直方向的地质情况,不利于查清横向连续发育的破碎带和溶洞空间分布。跨孔电磁波CT探测技术与钻探相结合,可以弥补这方面的不足。在碳酸盐岩地层中,根据在地下空间中不同发射角度的电磁波能量衰减值,利用反演算法得出地下介质的吸收系数空间分布,重建钻孔之间剖面的吸收系数二维图像,不同的吸收系数判断岩溶发育情况及地下水富水性。跨孔电磁波CT探测在岩溶断陷盆地探测结果说明,这种方法可行有效,为更好地布置钻孔找水提供了先进的技术。      

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。     

孔间电磁波CT法在左江电站火成岩坝基风化结构评价中的应用

孔间电磁波CT法不仅在岩溶探测以及岩浆岩地层岩石风化界面的探测,有广阔的应用前景。针对左江电站坝基岩浆岩地层的霏细岩,岩石中含石英、长石、蒙脱石等矿物,加上应力作用易隐存风化界面及软弱夹层,直接影响坝基安全。提出运用不断改进的孔间电磁波法及CT处理软件,对所获数据进行反演成像,结果显示,实际观测的吸收系数值与岩样测试结果基本吻合。在所探查的3对钻孔剖面,数字图像清晰给出了岩石结构和风化层界面深度,结果已得到钻探验证,为左江电站坝基帷幕灌浆深度提供了可靠依据。     

电磁波CT技术探测溶洞的模拟分析与应用研究

目前应用电磁波CT技术进行溶洞探测时对于溶洞形态和填充状态的解释与判断尚缺乏成熟的理论依据。在FDTD(时域有限差分法）基础上,采用Matlab软件编程建立CT技术探测溶洞模型,在模型边界处特意设置PML完全匹配层和PEC完善导体。模拟分析和实验探测结果表明,（1）电磁波穿过溶洞时在溶洞边界处发生折射现象,溶洞内部发生反射、绕射和障碍增益现象,且电磁波能量的衰减主要由折射现象产生;（2）当溶洞内充填物有水存在时,因反射现象使一部分电磁波滞留在溶洞内部,该部分电磁波在溶洞内部不断发生反复的反射和绕射现象;（3）经过溶洞后电磁波波形的扰动主要由反射现象及滞留在溶洞内部电磁波造成;（4）当溶洞对电磁波吸收系数发生改变时需综合考虑填充物种类及地层含水率等因素的影响。最后应用模拟结果对实际工程试验层析成像数据进行了判断和解释,将所得判定结果与勘察资料进行对比,二者基本吻合。验证了模拟结果的准确性和应用电磁波CT技术探测溶洞的可行性,可为今后层析成像的结果解释和判断提供借鉴和理论依据。     

电磁波CT岩溶路基注浆质量检测试验研究

首次应用电磁波CT对岩溶路基注浆加固进行质量检测,现场根据不同岩溶发育类型选取9段典型试验区段,60个试验断面。对每个试验断面分别进行注浆前、注浆后检测现场试验。试验结果表明,电磁波CT能够探测出岩溶路基地下溶洞、基岩破碎带以及岩土分界面的分布形态,能够判释注浆后水泥浆液在地下岩土体中的流动及扩散,可以用于铁路岩溶路基注浆质量检测。检测方法为注浆前后对比测试分析,注浆后检测时间为注浆完7天以后。     

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。     

地震映像高精度时频分析方法在铁路隧底隐伏岩溶识别中的应用研究

铁路岩溶隧道隧底隐伏岩溶危及列车行车安全,为了彻底消除安全隐患,保证运营安全,在新建铁路工程静态验收前须完成隧底隐伏岩溶探测、整治设计、整治施工等工作。岩溶探测手段以物探为主钻探为辅,地震映像法作为成熟的物探方法得到了大量应用。地震映像剖面包括时域和频域信息,由于目前用于地震映像时频分析方法计算过程较繁琐、精度不高,实际生产中并未得到广泛应用,资料分析仍以时域的波形特征识别为主,而波形特征具有复杂性、多解性,资料解释准确度不高。这里引入Wigner-Ville改进方法对地震映像剖面进行时频分析,得到高精度的瞬时频率属性剖面,综合利用地震映像剖面的时域和频域信息进行解释,减少了多解性,提高了判释的准确度。本新方法在铁路隧底隐伏岩溶探测中得到了成功验证,对类似岩溶勘探具有重要的借鉴作用。     

探地雷达在岩溶地区勘察中的应用

地质雷达是采用高频电磁波、宽频带短脉冲和高速采样技术的一种新型的物探方法。我国贵州岩溶分布十分广泛,地下岩溶洞穴严重威胁着工程建设和人民的生命安全。以贵州六盘水盘东北循环型煤焦化项目厂址岩溶探测为例,论述了雷达探测方法的技术及其工作原理,并结合岩溶探测实例,分析了岩溶区域雷达波场空间展布特征,划定了该测区溶洞、溶蚀裂缝等岩溶地质异常的空间展布范围,验证结果表明:探地雷达技术在浅层岩溶探测中的有效性。     

地震瞬时属性分析技术在岩溶勘查中的应用

介绍地震瞬时属性分析技术的原理及处理方法,分别对岩溶在地震剖面、瞬时振幅剖面、瞬时频率剖面、瞬时相位剖面上的表现特征作了说明.并结合实际资料进行多参数解释,进而确定地下岩溶的发育情况、分布范围和规模,同时对异常进行钻井验证,结果表明,地震瞬时属性分析技术比常规地震处理方法能更好地排除干扰,确定岩溶异常.     

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。     

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。     

电磁波CT在赤水河大桥主承台岩溶探测中的应用

电磁波CT技术在碳酸盐岩岩溶探测方面广泛应用,但经常受工区地质条件、现场施工工况的影响,造成难以解释的异常假象。通过工区正演模型讨论、建立正演模型等手段,将正演模型运用于赤水河大桥主承台下岩体的处理解释中,解决了"桩基异常体"对测量结果的影响,并结合施工现场特点将探测结果划分出"表层效应"异常区、"井壁响应"异常区、"桩基与围岩综合响应"异常区、完整围岩区,取得了较好的应用效果。     

基于电磁波层析成像技术的边坡工程地质勘察

拟研究的边坡工程为一废弃的采石矿山边坡,边坡高度约100m,边坡岩体内部岩溶断裂构造发育,岩体结构和完整性变化复杂。为利用现状边坡建造摩崖石刻工程,应采取有效的勘察技术手段详细、无损地查明边坡体内断裂构造、岩溶、岩体完整性等的分布特征并评价其对摩崖石刻工程建造的影响。本文详细分析了应用电磁波层析技术(EMT)探测边坡工程地质条件的有效性及其工程地质解释的关键技术。研究结果表明,电磁波层析成像技术可以有效地探测边坡岩体节理裂隙发育程度、断裂破碎带及溶洞的分布和发育特征,根据电磁波吸收衰减系数的变化有效评价边坡岩体完整性的分区分带的空间变化特征,为摩崖石刻工程建造和规划设计提供科学的技术依据。     

探地雷达用于人工挖孔桩桩底岩溶探测的应用研究

在岩溶地区进行楼房建设、工厂修建、修路架桥时,其桩基的设计很多采用人工挖孔嵌岩灌注桩（人工挖孔桩）。通过对人工挖孔桩桩底目前几种探测手段的对比分析,运用探地雷达方法对桩底进行岩溶探测有其独特的优势。文章首先介绍了探地雷达桩底探测的具体方法,并根据介质介电常数的变化分析了探地雷达天线在桩底的辐射特征;其次,对桩底的两种地质模型进行了正演模拟;最后对岩溶地区人工挖孔桩底实测探地雷达剖面进行了分析解释。     

孔间电磁波CT探测揭示水库坝基岩溶形态特征——以广西靖西大龙潭水库帷幕灌浆为例

广西靖西大龙潭水库枢纽,为浆砌石重力坝,坝轴线长249 工程于1963年竣工蓄水,同年坝基大量漏水,库内出现多处漏水漩涡,水从坝下穿流而过在下游涌出,当水库泄空后,发现库内有岩溶塌陷(落水洞)多处.以往采用常规的勘探方法仅能了解单个钻孔竖直方向的地质情况,不利于查清坝基横向连续发育的破碎带和溶洞空间分布.孔间电磁波CT探测技术与钻探相结合,正好可以弥补这方面的不足.孔间电磁波CT探测在大龙潭水库坝基的岩溶探测结果说明,这种方法可行有效,溶洞和破碎带探测结果还经过灌浆钻孔的验证.     

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。     

无线电波坑透技术在矿井中的研究与应用

通过对电磁波坑透探测原理的分析及在矿井的实际应用,对探测方法、数据采集的方法、资料处理和解释及探测效果进行评价,可以证实电磁波坑透在矿井中是一种有效的探查技术。