当前位置：文档之家 › 地质雷达探测岩溶洞穴物理模拟研究

地质雷达探测岩溶洞穴物理模拟研究

  • 格式：pdf
  • 大小：398.83 KB
  • 文档页数：4
维普资讯
第 ２３卷
第 １期
地
球
物
理
学进ຫໍສະໝຸດ 展 Ｖｏ ． ３ Ｎｏ １ １２ ．
Ｆｅ ２ ８ ｂ． ００
２０ ０ ８年 ２月 （ 码 ： ８ ￣ ２ ３ 页 ２０ ８）
ＰＲ０ＧＲＥＳ Ｉ Ｓ Ｎ ＧＥ０ＰＨＹＳ ＣＳ Ｉ
地质 雷达 探 测 岩 溶 洞穴 物 理 模 拟 研 究
ｄ ｉ ａ ａ ｒｉ ｎ ｗ ｏ ｏｇ ｃ ｌｒ ｄａ ｓ ａ ｅ ｇｅ ｐｈｙ ｉａ ｐ ｏｓ ｅ ｔｎｇ ｅ ｕｉ ｍ ｅ ， ｈｉｈ ｕｓ ｓ ｔ ｌ ｃ ｒ ｍ ａ ｓｃ ｌ ｒ ｐ ｃ ｉ ｑ ｐ ｎｔ ｗ ｃ ｅ ｈｅ ｅ ｅ ｔ ｏ ｇｎｅ ｉ ｗａ ｇｈ ｒ ｑ ｎｃ ， ｔｃ ｖｅ ｏｆｈｉ ｆｅ ｕｅ ｙ ｓ ｒ ｕｌｅ ｏ ｉ ｒ ｑｕ ｎｃ ｎ ａ ｐ ｉ ｅ ｈｎｉａｉｙ ｏｆｈ ｇ ａ ｅ ｄｕ ｏ ｔ ｅ ｈｎｏ ｏ ｄｏ ｃ ｌｒ ｄａ ａ ｈｏ ｔ ｐ ｓ ｆｗ ｄｅ ｆｅ ｅ ｙ ｂａ ｄ ｏｒｓ ｍ ｌｎｇ ｔ ｃ ｃ ｌｔ ｉ ｈ ｒ ｔ ． ｅ ｔ ｈｅ ｔ ｃ ｌ ｇｙ ｏｆｇｅ ｇｉａ ａ ｒ ｈ ｓ ｍ ａ ｒ ｕ ｕｃ ｓｈｉ ｆｉｉｎｃ ｈ ｇ ｒ ｓ ｌ ｉ ｇ ｐｏ ｅ ｒｔ ｍ ａ ｓｖｅ ｙ ｃ ｅ ， ｈ ｒ ｆ ｒ ，ｔｉ ｄ ｐｐ ｉｄ ｔ ｏ ｎｙ ｖｉｔ ｅ ｓ ｈ ａ ｇｈ ｅ ｆｃｅ ｙ， ｉ ｈ ｅ ｏ ｖ ｎ ｗ ｒｏ ｈｅ ｉ ｇｅｉ ｒ ｌａｒ ｔ ｅ ｅ ｏ ｅ ｉ ｓ ｗｉ ｅ ａ ｌｅ ｏ ｐｒ —
ｒ ｕ ｌ ． ｔｉ ｅ ｙ ｉ ｏ ｔ ｎ ｏ ｋ ｏ ｇ ｏ ｏ ｉａ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｒ ｇ ｌｒｔ ｓ ｏ ａ ｓ ｓ ａ ｄ ｓ ｒ ｅ ｎ ｅ — ｉ ｓｙ Ｉ ｓ ｖ ｒ ｍｐ ｒａ ｔ ｔ ｎ ｗ ｅ ｌ ｇ ｃ ｌｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｄ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｅ ｕ ａ ｉｉ ｆ ｋ ｒ ｔ ， ｎ ｕ ｖ ｙ ｕ ｄ ｒ ｏ ｅ
溶发育规律 ， 准确 勘 查地 下 岩 溶 洞 穴 ， 各 部 门 的 工程 设 计 与施 工 处 理 提 供 可 靠 的 依 据 显 得 十 分 重 要 ． 质 雷 达是 采 为 地 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． 于 该 方 法 具 有 工 作 效 率 高 、 辨 率 高 和 异 常 由 分 图 象直 观 等 突 出优 点 ， 此 ， 方 法广 泛 应 用 于 工程 勘 察 中 ． 因 该 多年 来 ， 中 国 的 铁 路 、 路 、 在 公 电站 和 机 场 等 工 程 建 设 中 ，
王 亮 ， 李正文 ， 王绪本
（Ｉ ．成 都 理 工 大 学 信 息 工 程 学 院 ， 都 ６ ０ ９ ； ２ 成 １ ０ １ ．铁 道第 二 勘察 设 计 院 ， 都 ６ ０ ３ ） 成 １ ０ １
摘
要
岩 溶 分 布 十 分 广 泛 ， 下 岩溶 洞 穴 严 重 威 胁 着 工 程 建 设 和人 民 的 生 命 安 全．了解 岩 溶 地 区 的 地 质 构 造 和 岩 地
ｇ ｏ ｎ ａｓｓ ＆ ｃｖ ｓｅ ａ ｔ ｏ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｄ ｓｇ ｉｇ ａ ｄｄ ａｉｇ．ｏ ａ ｏ ｐ ｏ ｉｅｒ ｌ ｂｅｓｉｎｉｉ ｂ ｓｓ Ｔｈ ｅ ｒｕ ｄ ｋ ｒｔ ａ ｅ ｘ ｃｌ ｆｒｅ ｇｎ ｅｉ ｅ ｉｎｎ ｎ ｅ ｌ ｙ ｎ ｎ ｓ ｓｔ ｒｖｄ ｅｉ ｌ ｃｅ ｔｆ ａｉ． ｅｇ — ａ ｃ
发 ， 理论 上 对 溶 洞 、 缝 和 破 碎 带 等 的 雷 达 图 象 进 行 模 拟 计 算 ， 出 了常 见 的 地 下 岩 溶 异 常 的 基 本 雷 达 图 象特 征 ， 从 溶 提 再 结合 典 型 的地 质 雷达 图 象 实例 ， 阐述 了地 下溶 洞 的埋 深 、 模 、 间 分 布 形 态 等 判 识 方 法 ． 规 空
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ａ ｓ ｓｄ ｓ ｒ ｕ ｅｗｉ ｅｙ． ｎ ｎ ｅ ｇ ｏ ｎ ａ ｓ ｓ＆ ｃ ｖ ｒ ｓｍｅ ａ ｅｃ ｎ ｔ ｕ ｔ ｎ ｎ ｉ ｆｐ ｏ ｌ ｅ ｓｒ ｃ ｅｋ ｒ ｔ ｉｔ ｉ ｔ ｄ ｌ ａ ｄ ｕ ｄ ｒ ｒ ｕ ｄ ｋ ｒ ｔ ｂ ａ ｅ ｎ ｎ ｃ ｏ ｓ ｒ ｃ ｉ ｓａ ｄ ｌ ｅ ｏ ｅ ｐ ｅ ｓ — ｏ ｆ
我 们 应 用地 质 雷 达 方 法作 了 大量 的试 验 研 究 和 生 产 工 作 ， 集 到 了一 些 具 有 代 表 性 的 地 下 溶 洞 、 缝 和 岩 溶 破 碎 的 采 溶
雷 达 图 象 ， 积 累 了地 质 雷 达探 测 地 下 岩 溶 洞 穴 的 一 些 重要 经 验 ． 文 从 地 质 雷 达 探 测 地 下 岩 溶 洞 穴 的 基 本 原 理 出 也 本
ａ ｄ ｐｈ ｓ ｃ ｌａ ｌ ｇ ｅ ｎ ｙ ｉ ａ ｎａ ｏ ｕ
Ｗ ＡＮＧ ａ ｇ ～ ， ＬＩ Ｚｈｅ — ｎ Ｗ ＡＮＧ — ｎ Ｌｉ ｎ ｎｇ ｗｅ ， Ｘｕ ｂｅ
（ ． ｈ ｎ ｄ ｉｅ ｓ ｙ ｏ ｃ ｎ ｌｇ ｏｌｇ ｆ Ｉ ｆ ｒ ｔ ｎＥｎ ｉ ｅｒｎ Ｃ ｅ ｇ ｕ ６ ０ ５ ， ｈ ｎ ； １ Ｃ ｅ ｇ ｕＵｎｖ ｒ ｉ ｆ Ｔｅｈ ｏｏ ｙ Ｃ ｌｅ ｅｏ ｎ ｏ ｍａ ｉ ｇ ｎ ｅ ｉｇ， ｈ ｎ ｄ １ ０ ９ Ｃ ｉａ ｔ ｏ ２ Ｔ ｅ ｅｏ ｄ Ｓ ｒ ｅ ｎ ｓｇ ｎ ｔ ｕｅｏ ｈ ｎ ｉ ｙ ，Ｃ ｅ ｇ ｕ ６ ０ ３ ， ｈ ｎ ） ． ｈ ｃ ｎ ｕ ｖ ｙ ａ ｄ Ｄｅｉ ｎ Ｉ ｓ ｔ ｔ ｆ Ｃ ｉ ａＲａ ｌ Ｓ ｉ ｗａ ｓ ｈ ｎ ｄ １ ０ １ Ｃ ｉａ
关 键 词 地 质 雷达 ， 测 ， 溶 洞 穴 ， 拟 研 究 探 岩 模
中 图分 类 号
Ｐ ３ ６１
文 献 标 识 码 Ａ
文 章 编 号 １０ －９ ３ ２ ０ ） ２０ ８ —４ ０ ４２ ０ （０ ８ ０ －２ ００
Ａ ｔ ｄ ｆ Ｇｅ ｏ ｉ ａ ｄａ ｏ ｃ ｖ ｒ ｅ ｅ ｔｏ ｓ ｕ ｙ ｏ ｄ ｇ ｃ ｌＲａ ｒ ｔ ａ ｅ ｎ ｄ ｔ ｃ ｉ ｎ

合集下载

各种地球物理勘探方法在查找地下洞穴中的应用研究

各种地球物理勘探方法在查找地下洞穴中的应用研究

各种地球物理勘探方法在查找地下洞穴中的应用研究孙跃军（广东省地质物探工程勘察院广州510800）摘要：本文通过对各类地下洞穴探测的总结分析和研究，根据物性差异、勘查目的和要求及场地条件等方面的不同，设计出相应的地球物理勘探方法和手段，并通过工程实例进行了论证说明，进而得出地下洞穴探测的最佳方法和手段。

关键词地球物理勘探采空区岩溶路面脱空防空洞方法选择1. 引言在一些工程建设、矿产资源开采和环境评估中，常会遇到各种不同类型的地下洞穴，使得项目的安全和质量受到极大的影响。

因此，项目的设计施工前都必须查明场地内地下洞穴的规模及分布情况。

地下洞穴有天然生成的，比如溶洞、土洞等；也有人为因素而成的，比如采空区、防空洞等。

地下洞穴有的存在充填物（水、流塑状物质等），有的为空洞。

因此地下洞穴与周围岩土层存在明显的物性差异，可采用地球物理勘探方法进行探测。

但由于场地条件、勘察目的及方法本身的局限性等方面的原因，对不同类型的地下洞穴采用的物探方法也存在差异。

2. 采空区的探测2.1 采空区的地球物理特性存在矿产资源的地层由于成因不同而表现出不同的分布状态，多呈现为层状沉积，表现为层状展布。

当矿脉被开采后形成采空区，破坏了原有的应力状态，使原有地层错动、产生裂缝、发生塌陷等。

一般情况下，采空区表现为两种形式：当开采时间较短或支护措施较充分时，其矿脉层顶板为塑型岩石并保存完整，部分压力转移到地层上，未引起地层塌落、变形，采空区以不充水或充水的空洞形式保存下来；当采面较大或开采时间较长时，采空区在重力和地层应力作用下，顶板塌落，形成冒落带、裂隙带和弯曲带等，使得采空区被上层塌落的松散物充填而地球物理特征发生变化，导致塌落带上部地层的特性也发生了变化。

2.2 探测方法选择对于采空区的探测方法有浅层地震法、电法、瞬变电磁法等。

一般来说，存在矿脉、煤田等矿产资源的地层地质构造和岩性都很复杂，开采前高低阻体就较多，采用依靠电性差异进行勘探的电磁类物探方法对采空区的异常反映较为复杂，较难分辨真假异常，因此浅层地震反射波法才是最好的复杂地层采空区的勘探方法。

岩溶塌陷的地质雷达正演模拟分析

岩溶塌陷的地质雷达正演模拟分析


摘 要 ：针对各种 岩溶发育地带的地球物理特征 ， 构建相应 的地 电模型 ， 采用时域有限差分法作地质雷达正
演 模 拟 。根 据 电磁 波 在 介 质 中 的 传 播 规 律 ， 析 各 种 岩 溶 模 型 情 况 下 所 得 正 演 剖 面 结 果 的振 幅 特 性 ， 位 特 分 相
性 ， 率 特性 。总 结岩 溶 探 测 过 程 中各 种 构 造 的地 质 雷 达 响 应 ， 为 实 际 工 程 探 测 的 依 据 。从 而 ， 证 了利 用 频 作 验 时 域 有 限差 分 方 法 作 地 质 雷达 正 演 模 拟 的 可行 性 ， 有 助 于 实 际 勘探 岩溶 塌 陷 灾 害 隐患 的定 性 到定 量 的分 析 。 也
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｇ ｒ ｕｎ ｐ ｎｅ ｒ ｔｎ ｒ ｄ ｒ ｏｒ ａ ｄ ｓｒ ｃ ： ｏ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｇ ａ ａ ｆ ｗ ｒ ｍ ｏｄ ｌｎｇ ｅ ｉ ｗ ａ ｃ ｒ ｉｄ ｏｕ ｂｙ ｈ ｍ ｅ ｈｏ ｏ ｓ ａ ｒｅ ｔ ｔ ｅ ｔ ｄ ｆ ＦＤＴＤ ． Ａ ｃ ｏｒ ｉ ｏ ｔ ｅ ｒ ｓ ｒａ ｃ ｄ ｎｇ ｔ ｈｅ ｔ ｒ ｅ ｔ ｉｌｐｈｙ ｉ ａ ｈａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ｆｋａ ｓ ｒ ａ ｓｃ ｌｃ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃｏ ｒ ｔａ ｅ ｓ，ｔ ｅ ｃ ｒ ｓ ｎｄ ｎｇ ｈ ｏｒ ｅ ｐ。 ｉ
ｔ ｒ ｅ ｔ ｉ ｌｅ ｅ ｔ ｉｉｙ ｍｏｄ ｌ ｒ ｔ ｕｃ ｕｒ ｄ ｅ ｒ ｓ ｒａ ｌ ｃ ｒｃｔ ｅ ｓｗｅ ｅ ｓ ｒ ｔ ｅ ．Ｏｎ ｔ ａ ｉ ｆｔ ａ ｏ ｈｅｅ ｅ ｔ ｏ ｇｎ ｔｃ ｈｅ ｂ ｓｓ ｏ ｈｅ ｌｗ ｆｔ ｌｃ ｒ ｍａ ｅ ｉ
关 键 词 ：岩溶塌 陷 ； 时域有 限差分 ； 正演模拟
中图分 类号 ： ６１ Ｐ３
地质雷达在岩溶地区对溶蚀带、溶洞的探测应用

地质雷达在岩溶地区对溶蚀带、溶洞的探测应用


图１ 雷 达工 作 原 理 及 其 基 本 组 成
根据 电磁波 理论 ， 当雷 达 脉 冲 在地 下 传 播 过
程 中遇 到不 同 电性 介 质 交 界 面 时 ， 由于 上 下介 质
的 电磁特 性不 同而 产 生折射 和 反射 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ５ — ０ ８
质 雷 达 具 有 高精 度 、 经济快速 、 非破坏性等优点 。 关 键 词 地 质 雷 达 溶 岩 地 区 滤 波 信 号 处 理 分 析
随着 国内基 础 建设 的 投 入加 大 ， 我 国 自上 世 纪９ Ｏ年代 以来 引入 国 内 的地 质 雷 达 技术 得 以快 速发 展 ， 在公路 、 水 电、 铁 路 等行 业 的各 种 勘察 及 无 损 探测 中均 能 见 到 地 质 雷 达 的身 影 ， 本 文 以瑞 典Ｒ ＡＭＡＣ雷达 为例 ， 介绍 地 质 雷达 在 公 路 隧道
探 测 中 的应 用 。
１ 地 质 雷 达 工 作 原 理
地质 雷达 的工作 前 提是探 测对 象 与周 围介质 间存 在着 明显 的 电性 差 异 ， 雷达 波 在 介 质 中的传 播 速 度 Ｖ 与介质 的 电磁性 参 数 有 式 近似 关 系＿ １ ］ ， 常见 介质 的物 理参数 可参 见文 献 Ｅ ２ ３ 。
依 据 电磁波 脉 冲在地 下 传播 的原 理进 行工 作 。发
测 。表 １ 是瑞典 Ｒ Ａ ＭＡ Ｃ地质雷达针对不 同 目的体 尺寸与深度选用 不 同中心频 率 的天线所 列参考 表 。 表２ 为瑞典 Ｒ Ａ ＭＡ Ｃ地质雷达对不同天线频率所 推 荐选用的采样参数 ］ 。
表 １ Ｒ Ａ ＭＡ Ｃ地质 雷 达不 同频 率天 线探 测尺 寸与 深 度
地质雷达在阳山隧道岩溶发育段的应用研究

地质雷达在阳山隧道岩溶发育段的应用研究

1工程概况
阳山隧道属于毕节市南部新区深圳路延伸段道 路建设工程的关键部分，工程位于七星关区南部新 区北部，呈东西走向，东接已建成深圳路东段，西接 草海大道,设计阳山隧道因下穿阳山森林公园得名。 隧道最大埋深20 n,南线起止里程SK0 +490 m— SK0+331 m长1 541 m场地属低山地貌，隧道段 地势起伏较大，局部还分布沟壑及洼地等,地下水主 要为上层滞水和基岩裂隙水及岩溶水,未发现明显 暗河。毕节阳山隧道工程位置如图1所示。
不同地下介质介电常数的差异决定了反射系数 的大小，呈正比关系,即差异越大,反射系数越大，越 容易被探测到［⑸。常见介电常数见表2
表1常见介电常数 Tab. 4 Common dielectric canstani
介质种类
空气 水
黏土 泥岩 干白云岩 湿白云岩
相对介电常数E、 1 51
5-10 7 7 5
事故,会造成较大的人员伤亡和经济损失。 根据地勘揭露，贵州毕节阳山隧道进出口浅埋
段穿越白云岩层约500 m,已探明揭露的溶洞较多, 因此推断该范围内岩溶发育，具体位置和影响范围 不确定。为了有效保障整个隧道施工的安全，提高
收稿日期：2021 -01 -09；责任编辑：郭海霞 001:10.19339/(. cid 203 -0566.2621.66.626 作者简介:李 斌(236—),男，内蒙古呼和浩特人，工程师，硕士700年毕业于北京科技大学，现从事隧道安全技术研究工作。 引用格式:李斌•地质雷达在阳山隧道岩溶发育段的应用研究[]•能源与环保7621 73(5):142243.
匚家^ 口
酒
G326
国邮政
毕节邮政投递中心有缘庄
紫豪都
■E永盛餐馆 匚“中国农业韻行I