微分電測(cè)深法在隧道地質(zhì)勘查的作用

時(shí)間:2022-11-01 08:45:45

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微分電測(cè)深法在隧道地質(zhì)勘查的作用

目前,隨著基礎(chǔ)設(shè)施的不斷建設(shè),隧道的地質(zhì)災(zāi)害也是頻發(fā)。為了保證在隧道在施工過(guò)程中順利進(jìn)行和人員安全,對(duì)于隧道存在復(fù)雜地質(zhì)情況下,物探方法可以作為初期的一種高效率的勘探方法,可以有效推測(cè)不良地質(zhì)體的埋深及范圍,為隧道的設(shè)計(jì)、施工提供有效的參考。其中,微分測(cè)深方法以其獨(dú)特的工作方式,較好的場(chǎng)地適應(yīng)能力而廣泛應(yīng)用于工程地質(zhì)勘察、巖溶勘查等領(lǐng)域。該方法最早是由鐘世航教授在1992年提出,莊浩等微分電測(cè)深方法對(duì)水平層狀和球體的響應(yīng)進(jìn)行數(shù)值模擬。國(guó)內(nèi)學(xué)者開(kāi)展關(guān)于微分電測(cè)深法在水文、巖溶、礦山中的應(yīng)用研究工作,特別是地下巷道的拐角以及復(fù)雜地形下具有較好的應(yīng)用效果。本文開(kāi)展微分電測(cè)深法在探測(cè)萬(wàn)香侖隧道不良地質(zhì)體的應(yīng)用研究。

基本原理

微分電測(cè)深法也是一種電阻率測(cè)深,采用的特殊的裝置布置,裝置布置示意圖如圖1所示,以A為測(cè)深點(diǎn),固定供電電極A、B位置,AB之間的距離一般為探測(cè)目標(biāo)深度的兩倍,測(cè)量電極M、N電極在垂直A、B電極的測(cè)線上移動(dòng),測(cè)量梯度電場(chǎng)。微分電測(cè)深的特點(diǎn):分辨率與MN之間的距離有關(guān),MN值越小分辨率越高;異常靈敏度高于對(duì)稱四級(jí)電測(cè)深法;能有效反映層狀地質(zhì)體和三維地質(zhì)體的形態(tài)及頂?shù)装迓裆睢P袠I(yè)曲線linkindustryappraisementDOI:10.3969/j.issn.1001-8972.2019.21.026可替代度影響力可實(shí)現(xiàn)度行業(yè)關(guān)聯(lián)度真實(shí)度應(yīng)用實(shí)例地質(zhì)概況萬(wàn)香侖隧道是一座在建分離式長(zhǎng)隧道,其所在地貌為剝蝕低丘陵地貌,低丘陵山體斜坡較平緩,植被發(fā)育,該區(qū)域出露的地層按由上至下的順序分別為第四系全新統(tǒng)殘坡積的亞粘土、碎石,下伏基巖為元古界板溪群泥質(zhì)板巖、砂質(zhì)板巖、變質(zhì)石英砂巖。地球物理勘探方法的物理前提就是利用地下介質(zhì)間物性差異,而微分電測(cè)深法的物性差異是地下介質(zhì)的電阻率差異。利用電阻率差異來(lái)探明隧道破碎帶的分布區(qū)域?,F(xiàn)場(chǎng)物探測(cè)試表明,場(chǎng)地內(nèi)的完整巖體、構(gòu)造破碎帶、巖體節(jié)理裂隙密集帶等之間存在著明顯的電阻率差異??碧絽^(qū)域的主要地下介質(zhì)物性參數(shù)范圍值如表1所示。終點(diǎn)位于隧道樁號(hào)K11+910.1右044.2m處,測(cè)線長(zhǎng)度207m,測(cè)點(diǎn)間距為1m。分析其電性特征可知:在測(cè)線80~150m存在一處視電阻率小于1000Ω.m的低阻異常區(qū),為構(gòu)造破碎帶。如圖2所示。測(cè)線二起點(diǎn)位于隧道樁號(hào)K11+870.2左029.0m處,終點(diǎn)位于隧道樁號(hào)K12+105.5左016.6m處,測(cè)線長(zhǎng)度267m,測(cè)點(diǎn)間距為1m。分析其電性特征可知:在測(cè)線85~140m存在一處視電阻小于1000Ω.m率異常區(qū)。分析為構(gòu)造破碎帶,如圖3所示。

結(jié)語(yǔ)

微分電測(cè)深法在具有電阻率物性差異的前提下,對(duì)斷層破碎帶具有較好的探測(cè)效果。方法在野外采集數(shù)據(jù)過(guò)程中能夠適應(yīng)復(fù)雜的地形條件。微分電測(cè)深法在探測(cè)異常體埋深及范圍相對(duì)于對(duì)稱四級(jí)測(cè)深法有著更高的分辨率。采集梯度場(chǎng),減小了體積效應(yīng)的影響。

作者:陳浩