用于地铁盾构区间孤石探测的三维电阻率跨孔CT方法研究及物理模型试验

城市地铁盾构区间孤石的三维定位问题一直未得到很好的解决,为了提高实际工程对孤石异常体的探测识别和定位精度,尝试将三维电阻率跨孔CT精细化探测方法引入到地铁孤石群的探测工作中。首先,从4个平行钻孔"透视对穿"的典型观测模式出发,探讨三维电阻率跨孔CT反演成像方程及适用的装置类型,通过数值模拟研究发现,利用AM-BN电极阵列装置形式采集电位梯度数据得到的孤石成像效果最佳。在此基础上,进一步针对影响探测效果的2个要素——孔距和电极间距开展系统的数值模拟试验研究,据此提出合理的三维电阻率CT探测参数,并检验对小粒径孤石、密集分布的孤石群的识别效果。最后,结合物理模型试验研究进行验证,探测结果较准确地反映了高阻异常的分布情况,表明三维电阻率跨孔CT方法用于地铁孤石探测是可行的。     

高密度电法勘探在某滑坡勘察中的应用

介绍了高密度电法的探测原理和探测方法,结合某滑坡工程实例,利用高密度电法获得了测区的二维高密度电阻率反演断面色谱图,通过对视电阻率二维反演图异常形态、高低阻等特征的分析,推断出覆盖层厚度、基覆界面,从而查明滑坡的基本情况,为滑坡稳定性分析提供依据.     

高密度电法在探测隐伏断裂中的应用

应用高密度电法对长治盆地的文王山地垒南侧断裂进行了探测,结合周围钻孔地层资料进行了地质解译,并根据电阻率曲线异常特征揭示了该断裂的空间位置和相关地质参数,说明高密度电法探测技术在隐伏断裂探测中具有广阔应用前景。     

高密度电法在南京市岔路口硫铁矿采空区探测中的应用

南京市岔路口硫铁矿矿区存在为数众多、大小不一、范围不详的采空区,这对工程建设将有隐患。本文利用高密度电法方法探测了该地区采空区的分布范围。探测结果表明该地区第四系松散层电阻率较小,一般不大于10Ω·m,形态近似水平,厚度小于20m,多数在10m以内;三叠系地层电阻率也较小,一般在20¹00Ω·m左右,厚度在20-150m左右;三叠系下覆地层为岩浆岩,电阻率一般大于100Ω·m。结合钻孔资料分析可知640/1、710/1、730/1、970/2、840/3、900/4点附近可能为采空区。本次探测成果将为工程建设提供重要的参考资料。     

地面钻孔并行三维电法探测煤矿灰岩导水通道

 提出利用地面钻孔并行三维电法探测煤矿灰岩导水通道,为煤矿灰岩水害防治提供新的物探手段。该方法在地面需布置3个钻孔,在各孔中置入一条电极电缆,电法测线需控制探测目标地层。将3钻孔电极电缆连成统一观测系统,利用并行电法仪采集AM法数据。将孔中各电极统一编辑坐标,对AM法数据进行三维电阻率层析成像,可得到3钻孔间三维电阻率变化情况。根据富水区与正常岩层间的电性差异情况,分析富水区可能的电阻率表现形式,再结合已有钻孔地层柱状、巷道涌水以及注浆资料等,得到灰岩地层中含水区及导水通道范围。将此方法应用于淮南矿业谢桥矿的探测,结果表明：该方法较准确地查明突水区灰岩地层导水通道,能很好地指导灰岩段注浆堵水工作,使得东风井车场涌水量大大减小,消除灰岩突水威胁。     

高密度电法在公路岩溶勘察中的应用

简要介绍了高密度电阻率法的工作特点,应用该方法在南京长江第四大桥南接线中的某一段路面进行了探测,获得了测区内测线的视电阻率二维成像图,通过对视电阻率二维成像图异常形态、高低阻等特征的分析,推断出工区的基岩埋深以及地下岩溶、溶洞的分布范围、大小和埋深。经钻探资料证实,推断结果与实际情况基本吻合。     

金属矿采空区勘查中高密度电法的应用分析

应用高密度电阻率法对山西某地下铝土矿采空区的探测,通过对铝土矿采空区可能出现的高低阻采空异常特征分析,对采集的数据用特定计算软件进行反演成图,并进行异常规模位置大小确定,通过后期钻探验证,表明高密度电阻率法是铝土矿采空区调查评价中的一种行之有效的探测方法,并为采空区的进一步加固治理提供可靠的科学依据。     

基于距离加权约束算法的围岩三维电阻率CT反演成像研究

孔中电极附近成像效果差的问题是一直以来困扰三维电阻率CT精细探测的难题,针对该问题,提出了"距离加权"约束反演的思路,通过构建"指数型"衰减的距离加权因子分布模型,对距孔中电源点不同远近的剖分单元赋予差异权重,重点改善了孔中电源点附近区域反演敏感度较高而造成的成像形态畸变问题,提高了三维电阻率CT反演成像方法对异常体三维定位和识别的精度及可靠性。通过数值反演试验和物理模型试验研究,进一步检验了距离加权约束反演方法在改善孔中电极附近异常体成像形态方面的有益效果,试验结果均比较准确地反映了异常体的空间位置、规模和形态。     

高密度电法在滑坡勘查工程中的应用与分析

结合具体工程实例,利用高密度电法获得了测区的二维高密度电阻率反演断面色谱图,通过对视电阻率二维成像图异常形态、高低阻等特征的分析,推断出覆盖层厚度、基覆界线,从而查明了滑坡体厚度及滑面起伏形态,为滑坡稳定性评价提供了依据。     

高密度电法在岩溶勘察中的应用

岩溶是喀斯特地区一种典型的不良地质体，在工程建设中的危害很大。高密度电法作为岩溶勘察的一种常用方法已被广泛应用。文中通过研究表明，研究区内岩溶以垂直发育为主，局部呈小规模溶洞发育。研究区发现的岩溶异常区，多为直立或近直立低阻异常，陡倾溶蚀裂隙，充填程度普遍较高。基岩节理、裂隙、岩溶等是导电离子良好的通道，决定电阻率的高低。推断断层带上客观存在连续的相对低阻异常带，中部电阻率稍高，岩石块径稍大，岩溶、块石空隙主要发育于断裂带外缘，对建构筑物的影响较大。     

围堰防渗墙与复合土工膜联接型式离心模型试验研究

防渗墙上接复合土工膜是围堰常用的防渗体系,联接部位的有效性是决定防渗成败的关键.以某围堰工程为原型开展离心模型试验,通过监测复合土工膜在堰体与防渗墙变形过程中的应变,揭示复合土工膜的受力性状和联接部位的破坏机理.结果表明一定上覆荷载作用下,复合土工膜与堰体之间的摩阻力超过其所承受的拉伸力,导致预留伸缩节不能发挥作用;复合土工膜下部风化砂的固结变形使之与刚性防渗墙之间产生较大的差异沉降,以及防渗墙与上游堰体的水平脱离,此两种变形不协调均可导致与防渗墙联接的复合土工膜因受拉而破坏.基于此,提出了防渗墙与复合土工膜联接型式的改进方法,使联接部位的复合土工膜不承受拉应力,通过离心模型试验验证其合理性和可行性,为指导围堰防渗体系的设计和施工提供了可靠的试验依据.     

土工膜缺陷渗漏引起气胀的研究

对于采用土工膜库盘防渗的平原水库,蓄水初期,土工膜缺陷渗漏,极易引起库区土工膜膜下非饱和土层中孔隙气体聚集、上升,并使土工膜产生局部隆起的气胀现象。分析了库水渗漏引起土工膜气胀变形的机理,研制了超大型专用气胀试验设备,利用渗漏区和非渗漏区气胀试验来模拟土工膜缺陷渗漏引起的气胀现象,得出①对于没有缺陷的土工膜,在地下水位不变时,水库蓄水不会产生土工膜气胀现象;②平原水库蓄水初期,土工膜缺陷渗漏,渗水可侵占原膜下砂沟的孔隙空间,封闭排气通道,产生水阻现象,并影响膜下孔隙气体从砂沟排气系统中的正常排出;③平原水库蓄水初期,土工膜缺陷渗漏,渗水接触地下水后,会挤占土工膜膜下非饱和土孔隙气体空间,并引起库区内地下水位的整体上升,促使非饱和土中孔隙气体聚集、上升,并引起土工膜产生局部隆起的鼓胀变形,表现为气胀现象。     

基于地下水渗流中地电场响应的矿井 水害预警试验研究

 通过建立渗流–电测模型,在渗流过程中采用网络并行电法仪进行时空域地电场参数试验,首次取得渗流中地电场参数的空间瞬态响应。以电位、电流等时线和视电阻率等时面特征为依据,发现渗流过程中自然电场在时空域均表现为上升趋势,自然电位等时线的极值点指示渗流位置,并具有超前感应能力。激励一次场电压、电流可以精确确定渗流液面与渗流速度,适合于非均匀地质体渗流规律的研究。实时视电阻率图像具备跟踪识别渗流区域和相对水量变化的能力,随着视电阻率变低,地下水渗流趋向饱和。通过对五沟煤矿的实际地电场监测,提前2 d成功预报了1013工作面底板出水,巷道自然电位极值点指示出水位置,视电阻率等时面指示出水水源层位。采用井下地电场的空间同步监测技术,可用来进行煤层底板水害的实时监测研究,在矿井突水灾害防治中具有应用前景。     

水利工程土工膜耐老化性能的探讨

工程地处在寒冷和严寒地区,聚乙烯土工膜的耐低温、抗老化性能较好,可广泛采用。工程采用黑色中厚聚乙烯复合土工膜,具有防渗和平面导水的综合功能,抗拉强度高,抗穿透和抗老化等性能好,可不设过渡层,适用于地质及水文地质条件差、基土冻胀性较大及标准较高的渠道防渗工程。     

浅谈垂直铺塑在颍上船闸堤防堤基防渗施工中的质量控制

颍上船闸堤防堤基工程根据现场土质的实际情况,设计采用了垂直铺塑截渗技术。通过对该技术的实施,掌握和总结了其施工方法和施工质量控制措施,经试验证实其防渗效果达到设计要求。     

广州城区地下空间开发对地下水环境的影响研究

广州城区基岩埋深较浅,地下空间开发可能对地下水环境造成影响。为分析研究这种影响,必须解决城区渗流场简化计算和地层参数插值分析2个基本问题。针对城区渗流场固有的特点,基于水平面二维有限元数值计算方法,对城区渗流场中的地下结构奇异角点,悬挂式阻水结构和建筑间缝隙等的模拟提出相应简化方法,在不失精度的前提下,用尽量粗的网格实现对城区渗流场分析。利用Kriging方法对广州城区渗流场的地表高程、当前地下水位、岩面高程和渗透系数进行插值,计算结果与实际地层的变化较为吻合,可为广州城区渗流场的数值分析提供合理的计算参数。     

地下岩体温度变化影响区域探测方法的实验研究

在室内对沉积岩的砂岩和泥岩进行了多组岩样加热实验,给出了室内实验泥岩和砂岩温度上升与电阻率变化关系的回归方程。在东京郊区某野外地下实验场内进行了泥岩岩体的原位加热实验,使用特制的物探设备取得了温度变化各个阶段对应的岩体电阻率数据,通过处理解析取得的数据,了解了温度上升时原位岩体电阻率变化的实际情况。室内岩样实验与室外原位岩体实验研究结果表明:通过使用电法物探设备监测岩体的电阻率变化情况,可以及时了解地下高温源对围岩体的温度影响场范围。该实验研究为目前核废料储存及处理时,探测围岩体受高温影响的范围提供了一种可视化的监测方法,并研究了该方法在野外原位使用的可行性。     

临海地区地下构筑物移动缝渗水修复技术

摘要：临海地区受海水侵蚀的影响，渗水对地下构筑物腐蚀性较强。本文以卡塔尔路赛CP1工程项目为例，研讨出了一套适用于临海地区地下构筑物的混凝土移动缝渗水修复技术，经过现场实际施工和修复后观测，表明该技术安全可行、工程质量有保证、施工成本较低，值得推广。     

节点剖分法在城区地下水计算中的应用研究

 城区渗流场中地下阻水结构物众多,由于结构物角点为奇异点,而且结构物的尺寸跟整个渗流场的尺寸相比起来非常小,这导致现有的计算方法难以对城区渗流场进行模拟分析。针对城区渗流场的这些特点,通过引进流体力学的复势、偶极子、绕流等理论,采用剖分节点并在节点上施加流量,从而形成等阻水效果的方法对结构物进行等效模拟。首先研究单个结构体元素绕流的模拟问题,然后研究渗流场的迭代计算问题。在这些理论的基础上,开发相应的有限元计算程序并通过算例进行验证。     

电极布置对电阻率精确性影响的试验研究与仿真分析

电阻率法在土壤测试的精确性方面存在较多不足,而电极是影响精度的重要原因,尤其是二极法测试。若能确定电极与土壤的接触程度,以及两电极间距离对测试结果的影响,将可最大化避免电极的干扰。基于二极法电阻率测试方法,选用锌污染标准砂作为模拟土壤,以测试交流电阻率为例,设置不同接触程度与不同电极间距两种工况,并结合COMSOL软件仿真分析,研究电极布置对电阻率测试的影响,并建立分析模型与误差计算式。研究结果表明：试验与模拟分析可相互验证和补充。接触程度越大,越有利于电阻率测试,随接触程度增大对测试电阻率的影响逐渐减弱;电极间距越大,对测试电阻率的影响越弱,细长型试样更有益于提高测试精度。导电模型分为正常段与受电极影响的过渡段串联,同时,径向电流密度可较好表征出各段的长度和极化情况。过渡段长度和极化随接触程度的增大而减小,与电极间距无关,通过电极布置模型可拟合不同电极间距的测试结果,得出正常电阻率。