瞬态瑞雷波法在南广铁路岩溶路基注浆质量检测上的应用

论文摘要

新建南广线黎塘西至桂平段沿线碳酸盐岩分布广泛,可溶岩分布长度占线路长度的92.7%。本文以该区段岩溶路基注浆质量瞬态面波检测方法为研究对像,通过大量注浆前、后野外现场测试,ANSYS有限元数值模拟正演分析、理论计算及实测数据统计分析,对3种典型断面注浆质量瞬态面波检测方法、检测时间和评判标准进行分析研究。本文首先通过建立三种不同层状介质模型,通过ANSYS有限元数值模拟和理论计算得到相应的频散曲线,通过分析频散曲线形态和波速大小表明ANSYS有限元数值可以模拟瞬态瑞雷波法。然后根据钻孔资料选择三种典型断面,建立数值模拟模型,分析对比野外现场实测和数值模拟的注浆前、后频散曲线形态、波速变化特征,验证野外实测数据的可靠性,为数据统计分析提供理论依据。最后将已通过压水试验、钻孔取芯和其他物探方法检验注浆已合格测点的面波数据进行统计分析,得到波速与埋深之间的关系曲线,进而建立适用于南广铁路岩溶路基注浆质量瞬态瑞雷波法检测评判标准。1.通过分析研究建立了岩溶路基注浆质量评判标准,岩洞：V≥17.1H+236.9；岩体：V>23.0H+321.1；土体：V>20.6H+130.3。通过对重点测试区段及其他一般测试区段回判,结果表明该标准适用于南广铁路岩溶路基瞬态瑞雷波法注浆质量评价。2.注浆完成一定时间内,浆液随着时间增长逐渐凝固,不同的检测时间测得的波速有所差异,分析表明注浆完成28天后波速稳定,因此认为注浆检测宜在28天后进行。当时间不允许,需要提前检测时,可按照波速提高率随时间的变化规律推算完全凝固后的波速值,然后按照注浆效果评判标准进行注浆质量评价。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 瞬态瑞雷波法理论研究现状
• 1.2.2 瞬态瑞雷波法在洞穴探测及注浆检测中的应用现状
• 1.3 研究内容
• 第2章 试验区段工程概况和区域地质条件
• 2.1 工程概况
• 2.2 试验范围及试验段选取依据
• 2.2.1 南广铁路岩溶发育规律
• 2.2.2 岩溶发育程度分区
• 2.2.3 塌陷预测评价的方法
• 2.2.4 南广铁路试验段选取
• 2.3 试验区段区域地质条件
• 2.3.1 地形地貌
• 2.3.2 地层岩性
• 2.3.3 地质构造
• 2.3.4 水文地质特征
• 2.3.5 地震动参数
• 第3章 瞬态瑞雷波法基本原理及工作方法
• 3.1 地震波及其波动方程
• 3.2 瑞雷面波波动方程及其特征
• 3.2.1 均匀介质中的瑞雷波波动方程
• 3.2.2 瑞雷波的特点
• 3.3 瞬态瑞雷波法勘探原理
• 3.3.1 瞬态瑞雷波法勘探基础
• 3.3.2 检测方法原理
• 3.4 仪器选择
• 3.5 野外工作方法
• 3.5.1 工作布置
• 3.5.2 激发方式
• 3.5.3 偏移距的选择
• 3.5.4 采样率及采样点数
• 3.5.5 检测时间选择
• 3.5.6 瑞雷波的接收
• 3.6 瑞雷波资料解释方法
• 3.7 注浆效果检测评价方法
• 3.7.1 频散曲线形态分析
• 3.7.2 波速分析
• 第4章 ANSYS数值模拟瞬态瑞雷波法的研究
• 4.1 ANSYS有限元数值模拟前期准备
• 4.1.1 模型尺寸
• 4.1.2 网格尺寸
• 4.1.3 边界条件
• 4.1.4 采样间隔及采样时间
• 4.1.5 震源选择
• 4.1.6 数据处理
• 4.2 理论计算基础
• 4.3 ANSYS数值模拟及理论计算结果对比分析
• 4.3.1 单层层状介质
• 4.3.2 两层介质
• 4.3.3 三层介质
• 4.4 小结
• 第5章 试验区段注浆质量瞬态瑞雷波检测方法研究
• 5.1 下部灰岩无洞上覆粘土层
• 5.1.1 ANSYS数值模拟研究
• 5.1.2 现场测试结果分析
• 5.1.3 对比分析
• 5.2 下部为灰岩有洞上覆粘土层
• 5.2.1 ANSYS数值模拟研究
• 5.2.2 现场测试结果分析
• 5.2.3 对比分析
• 5.3 下部灰岩无洞上覆含卵石土层
• 5.3.1 ANSYS数值模拟研究
• 5.3.2 现场测试结果分析
• 5.3.3 对比分析
• 5.4 小结
• 第6章 注浆质量评判标准研究
• 6.1 岩洞
• 6.2 岩体
• 6.3 土体
• 6.4 评判标准检验
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文及科研成果