论文题目: 瞬变电磁新技术在隧道超前地质预报中的应用研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 地球探测与信息技术
作者: 武军杰
导师: 李貅
关键词: 隧道,超前地质预报,瞬变电磁法,不良地质体,遗传算法
文献来源: 长安大学
发表年度: 2005
论文摘要: 在隧洞掘进中,常遇到充水断层、充泥充水溶洞、充水陷落柱、破碎带、软弱地层等水体不良地质体,这些不良地质体可能造成突水突泥、塌方等突发事件,严重影响施工速度,甚至造成重大的安全事故。开展地质超前预报工作就显得尤为重要。目前国内外多采用地质学方法与物探方法相结合并辅以超前钻探等来实现超前地质预报。用于超前地质预报的物探方法主要有,TSP法、地质雷达法、地震负视速度法、陆地声纳法、HSP声波反射法等,这些方法在应用中各有所长。但是目前在施工中,探测掌子面前方的水体病害方面,尚是一个待攻克的难题 本文在现有隧道超前地质预报方法的基础上,引进了一种新的隧道超前地质预报的方法—瞬变电磁法。瞬变电磁法对低阻充水断层、充泥充水溶洞、充水充泥破碎带等不良地质体反映灵敏。本文通过对瞬变电磁法在隧道探测中关键技术的研究,解决了隧道背景影响和装置自身过渡过程影响等关键技术问题,成功地将瞬变电磁法用于隧道超前地质预报。资料解释方法选择适合隧道内地电模型的等效导电平面法,并且在m参数提取这一环节中引入遗传算法进行了改进,从而减小解释的等值范围,提高解释的精度。 本文中列举了不同类型隧道中瞬变电磁法超前地质预报的应用效果。宜万线八字岭隧道探测范围内裂隙发育,充填为泥质。预报结果与开挖结果吻合证明瞬变电磁法对于充泥裂隙反应灵敏。锦屏水电枢纽工程辅助洞探测范围内掌子面以及侧壁上大量出水,开挖后证明为裂隙水。探测结果与开挖结果吻合,说明瞬变电磁法对于充水裂隙反应灵敏。奉节长凼子隧道中遇到的是特大充水充泥溶洞,探测结果与实际情况吻合很好。因此,可以说明瞬变电磁法对于探测掌子面前方充水充泥溶洞是有效的。探测结果中可以看出,对于有一定宽度的充水、充泥裂隙、溶洞瞬变电磁探测精度在10%以内。 隧道内地电模型的数字模拟以及实例验证结果均表明,应用瞬变电磁法进行隧道超前地质预报是有效的、成功的。
论文目录:
第一章 前言
1．1 超前地质预报
1．1．1 超前地质预报技术的国内外发展现状
1．1．2 超前地质预报方法简介
1．1．3 超前地质预报中存在的问题
1．2 瞬变电磁测深法
1．2．1 瞬变电磁测深法简介
1．2．2 瞬变电磁测深法的发展概况
1．2．3 瞬变电磁测深法解释方法
1．2．4 瞬变电磁测深法的应用
第二章 瞬变电磁测深等效导电平面解释法
2．1 等效导电平面法基本原理
2．2 均匀大地表面中心回线法浮动薄板近似计算法原理
2．3 水平层状介质表面瞬变场的近似计算
2．4 视纵向电导的定义
2．5 计算纵向电导的微分法
2．6 解释方法
2．7 视纵向电导微分成像
第三章 基于遗传算法的等效导电平面解释方法
3．1 存在的问题
3．2 遗传算法基本原理
3．3 遗传算法的步骤及实现方法
3．3．1 遗传算法步骤
3．3．2 遗传算法流程图
3．3．3 遗传算法在厉参数提取中的应用
第四章 数值模拟计算及结果分析
4．1 数值模拟计算
4．1．1 隧道中充水断层、裂隙的数字模拟
4．1．2 隧道中充水、充泥破碎带的数字模拟
4．1．3 干燥断层与破碎带的数字模拟
4．2 结果分析及结论
第五章 瞬变电磁法隧道超前地质预报关键技术研究
5．1 适合隧道超前地质预报的瞬变电磁工作方法技术研究
5．1．1 发射和接收装置的选择和依据
5．1．2 时窗和叠加次数的选择
5．2 接收探头中过渡过程影响的消除技术
5．2．1 接收探头中纯过渡过程相应的特征及校正方法
5．2．2 利用大地电导率消除过渡过程影响的方法
5．3 隧道影响校正方法
5．4 屏蔽探头的研制
第六章 TEM在超前地质预报中的应用及工程效果分析
6．1 宜万线八字岭隧道
6．2 锦屏水电枢纽工程辅助洞
6．3 西安—汉中高速公路秦岭Ⅲ号隧道
6．4 奉节长凼子隧道
第七章 结论与建议
7．1 结论
7．2 建议及今后工作设想
致谢
参考文献
发布时间: 2006-03-13
参考文献
- [1].隧道超前预报中的固源瞬变电磁正演方法[D]. 高瑜.山东大学2016
- [2].隧道全空间瞬变电磁效应一维反演研究[D]. 欧阳晶.西南交通大学2014
- [3].隧道地质预报瞬变电磁数据库智能化研究[D]. 李红鹏.西南交通大学2014
- [4].小定源回线瞬变电磁超前地质预报方法及试验研究[D]. 祝建业.山东大学2017
- [5].隧道瞬变电磁接收系统的研究[D]. 胡雪岩.吉林大学2017
- [6].阵列源瞬变电磁法隧道高分辨超前探测研究[D]. 郭建磊.长安大学2017
- [7].瞬变电磁法隧道超前地质预报正演模拟及应用实例[D]. 刘昭军.广西大学2015
- [8].埋地管道腐蚀瞬变电磁法检测试验方法及数据处理研究[D]. 郝延松.南昌航空大学2013
- [9].基于双电极电位的桥梁内部配筋锈蚀度瞬变电磁成像无损量化检测试验[D]. 孙伊圣.重庆交通大学2013
- [10].隧道含水构造地面—地下瞬变电磁探测方法与响应规律研究[D]. 李凯.山东大学2017
相关论文
- [1].观斗山隧道超前地质预报和围岩稳定性分级研究[D]. 苏有财.西南交通大学2008
- [2].瞬变电磁法在隧道超前地质预报中的应用及解译分析[D]. 段铮.成都理工大学2008
- [3].隧道超前预报及信息化施工应用技术研究[D]. 吴文荣.同济大学2007
- [4].隧道施工超前地质预测预报综合技术方法研究[D]. 郭伟伟.西南交通大学2006
- [5].超前地质预报新技术在铜锣山隧道的应用及综合分析研究[D]. 朱劲.成都理工大学2007
- [6].锦屏二级水电站辅助洞超前地质预报技术研究[D]. 吴国晓.河海大学2007
- [7].公路隧道围岩稳定性评价及施工地质超前预报研究[D]. 王亮.长安大学2004
- [8].TSP-203系统在隧道超前地质预报中的应用研究[D]. 何刚.中南大学2005
- [9].地质雷达在隧道超前预报中的应用[D]. 白哲.武汉理工大学2006
- [10].瞬变电磁法（TEM）勘察研究[D]. 陈贵生.中南大学2002