高密度電法與地震映像法在巖溶地災中的綜合應用 -精品資料 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 最新最全的 學術論文 期刊文獻 年終總結 年終報告 工作總結 個人總結 述職報告 實習報告 單位總結 【摘要】華南地區由于雨水充沛，地下水流動活躍，灰巖區域巖溶很發育。同時華南沿海屬于發達地區，人口非常密集，城市化發展迅速。改革開放前期部分建筑場地地質勘查相對缺乏?；規r地區居民區時有巖溶塌陷等地災的發生，給人民的生命財產帶來重大損失，產生較為嚴重的社會影響。 在巖溶地質災害探測中，高密度電法和地震映像法是比較常用的方法，本文對兩種方法分別進行了分析，采用具體案例對兩種方法的綜合應用進行探討。 【關鍵詞】巖溶地災，高密度電法，地震映像法，溶洞，土洞 P315 A 1 引言 我國的巖溶地分布的十分廣泛，通過統計，我國的碳酸巖的分布面積十分廣大，達到 340 萬平方公里，這種地形種類眾多，復雜且多變，大小形態不一，這種地形的表現形式包括溶洞、漏斗、洼地、豎井、暗河、塌陷等。巖溶地質的存在和發育過程中，造成地下水流失，地表水枯竭和 地表坍塌等多種地質災害，嚴重威脅了人民財產安全和地表建筑物的安全。由于在巖溶地災治理過程中，需要在不造成二次災害的基礎上確定巖溶發育區的產狀、規模及走向。因此用地球物理勘探方法進行無損探測是較為理想的選擇。 高密度電法現在被廣泛應用在巖溶地區的工程勘察中，這種方法，淺層分辨率較高，準確性高，設備簡單。但是高密度電法受外部電源的影響也較為嚴重。因地震映像法可以利用多種波作為有效波來進行探測，且不受外部電源干擾，也廣泛應用于巖溶地質勘察，其工作效率高，資料處理簡單，可現場得到初步結果。 2 兩種地質探測法的介紹 2.1 高密度電法 電法是對巖溶問題研究的有效手段，是利用巖土體的電化學特征進行探測的一種地球物理勘察方法。高密度電法是通過測試電阻率的變化來找到地層中溶蝕的發生和溶洞、土洞的所在。高密度電法的優點是探測效率高、淺部效果好、成本低、可根據不同探測需要有各種裝置可供選擇。 2.1.1 高密度電法的定義及特點 高密度電法的具體定義是指直流高密度電阻率法，它是通過高密度電極陣列來替代人工跑極的方法，在野外進行測量的時候，將電極放置在測點之上，布置成電極陣列，然后 使用微機工程電測儀和程控電極轉換開關來實現數據的自動采集，在測量結束后將結果送到微機里存儲起來，再經過專業軟件處理資料成圖，是電法勘測智能化的體現。所以，高密度電法具有以下幾個特點： 通過多種電極的有效排列測量，可以得到豐富的斷面特征信息； 因為電極的布設是一次完成，可以有效地減少在電極設置中的干擾和故障發生，是野外數據測量的快速化和自動化的有效手段； 通過微機進行控制，可以提高采集數據的速度，還可以有效的避免因為手工操作而帶來的誤差與錯誤； 通過對資料的分析可以進行預處理并形成剖面曲線形態圖，在對數據進行脫機處理后，可以進行自動繪制工作； 效率高、成本低、信息量大、解釋力強，大大的提高了勘察能力。 2.1.2 高密度電法工作原理 高密度電法在本質上屬于電阻率法，是在介質電性差異的基礎上，通過人為的施加電壓，形成電場，研究地下傳導電流的分布和變化規律。高密度電法是通過測點的視電阻率得到二維地質信息，再將這些二維剖面組合成擬三維圖像，是一種將電測深法和電剖面法結合起來的方法。高密度電法的數據采集系統包括主機和電極轉換器電路，主機通過電極轉換器來控制供電狀態，向電極供電，發出工作指令，并接收存 儲數據。在野外觀測工作過程中，將各個電極按照設計的極距進行布置，這樣一次布置的電極可以供不同的觀測裝置使用。在資料處理解釋方面，高密度電法通過計算機完成對數據的解釋成圖，將數據的畸變點剔除掉，地形進行校正，對數據進行平滑處理后，通過二維反演后將處理的數據繪制成需要的圖 2。 2.2 地震映像法 由于高密度電阻率法易受到外部電源的影響，并且巖溶地質災害治理區域多為居民區，各種電線密布，因此需要用不受外部電源干擾的地球物理方法作為輔助方法進行探測。根據巖溶的彈性波動學屬性和，地震映像法在巖 溶區探測是高效可行的。 2.2.1 地震映像法的定義 地震映像法又稱高密度地震勘探法和地震多波勘探法，是基于反射波法中的最佳偏移距技術發展起來的一種常用淺地層勘探方法。這種方法可以利用多種波作為有效波來進行探測，也可以根據探測目的要求僅采用一種特定的波作為有效波。除常見的折射波、反射波、繞射波外，還可以利用有一定規律的面波、橫波和轉換波。在這種方法中，每一測點的波形記錄都采用相同的偏移距激發和接收。在該偏移距處接收到的有效波具有較好的信噪比和分辨率，能夠反映出地質體沿垂直方向和水平方向的 變化。在探測巖溶的規模大小方面，具有良好的勘察效果。 2.2.2 地震映像法的工作原理 地震映像在測量過程中，每次激發，在接收點采用單個檢波器接收。儀器記錄后，激發點和接收點同時向前移動一定的距離（或稱為點距），重復上述過程可獲得測線上的一條或多條地震映像時間剖面。地震映像的記錄點位于激發和接收距離的中點，反映中點兩側射線傳播范圍內地下的巖層、巖性的變化。 在地震映像數據采集中，最佳偏移距已不僅局限于縱波反射，而是擴展為對全波列而言。因此，地震映像外業工作的難點也在于確定最佳偏 移距。為了獲得具有高信噪比和分辨率的地震映像記錄，需要做試驗剖面，進行干擾波調查，分析各種波的傳播規律，確定能夠最好地反映探測目標的有效波，以及該有效波在時間域和空間域的最佳時空段。在最佳偏移距處有效波在空間距離和時間上要與其他干擾波分離，并且信號清晰。 3 高密度電法與地震映像法在巖溶地災中的綜合應用 3.1 工區概況及任務目的 某巖溶塌陷區內覆蓋層為粘土和粉質粘土，下覆基巖以大理巖為主。由于區內地下水位變化，巖溶水位下降，引起農田下沉及村莊房屋出現開裂等地質災害現象，為了查 明區內巖溶分布情況，對災害發生區域進行綜合物探工作以探明覆蓋層和基巖分界線、土洞及巖溶發育區位置。 3.2 高密度電法與地震映像法在本次勘察中綜合應用的地球物理前提 工區地貌屬丘陵區，地表起伏較大、植被發育?；鶐r主要為大理巖。根據電測深視電阻率（ s ）數據統計表明，勘察區內，電性差異較大，視電阻率（ s ）為從幾十變化到幾百 m 。各電性層的視電阻率（ s ）范圍值大約如下：覆蓋層： 30120m ；相對完整基巖： 200m ；巖溶發育區： 100200m 。 上述數據表明， 該區具備開展電法勘探的地球物理前提，另外測區內基巖和覆蓋層波阻抗差異較大，具備開展地震映像探測的地球物理前提。 3.3 高密度電法和地震映像法數據采集及異常分析 為了對應高密度電法和地震映像法在相同地質體的異常形態特點，同時確定野外施工參數。本次勘察施工前，選擇了已知的土洞位置、溶洞位置、土洞和溶洞同時存在的位置進行了對比試驗工作。 3.3.1 采集參數 通過試驗確定高密度電法采用斯倫貝謝裝置， 5m 點距，最大極距 260m，最小極距 5m。地震映像法偏移距為 6m，采樣間隔為 0.125ms，采樣長度 200ms，點距 1m， 100Hz 檢波器，錘擊激發地震波。 3.3.2 異常分析 土洞的高密度電法和地震映像法異常形態：圖 1 為土洞位置的高密度電法視電阻率剖面圖，由于土洞穴充填水或流塑狀土等物質，從土洞頂板向下視電阻率 s 明顯下降， s 等值線呈舌狀低阻異常。圖 2 為相同位置地震映像時間剖面，在土洞頂板以上地震波組同相軸連續。頂板以下同相軸明顯錯斷，并且波幅變小，在土洞位置各種波速度降低，面波振幅突然增大，形成明顯下凹的同相軸。 圖 1 土洞位置高密 度電法視電阻率剖面圖圖 2 土洞位置地震映像時間剖面 溶洞的高密度電法和地震映像法異常形態：圖 3 為溶洞位置的高密度電法視電阻率剖面圖，在溶洞頂板以上視電阻率s 相對較高，溶洞頂板以下視電阻率 s 明顯下降， s 等值線呈閉合圈狀低阻異常。圖 4 為相同位置地震映像時間剖面，在溶洞位置，由于受洞邊緣影響，波形圖上出現明顯的繞射波。 圖 3 溶洞位置高密度電法視電阻率剖面圖圖 4 溶洞位置地震映像時間剖面 土洞和溶洞同時存在的位置高密度電法和地震映像法異常形態：圖 5 為在覆蓋層存在土洞，在基巖中存在溶洞 位置的高密度電法視電阻率剖面圖。土洞頂板向下圖中的視電阻率s 明顯下降， s 等值線呈舌狀低阻異常。由于土洞的影響，溶洞頂板以下視電阻率 s 雖然明顯下降，但 s 等值線不再呈閉合圈狀低阻異常，而表現為 s 等值線雜亂不連續。圖 6 為相同位置地震映像時間剖面，在土洞頂板以上地震波組同相軸連續。頂板以下同相軸明顯錯斷，并且波幅變小，在土洞位置各種波速度降低，面波振幅突然增大，形成明顯下凹的同相軸。在溶洞位置，由于受洞邊緣影響，波形圖上在下凹的同相軸出現錯斷，并伴隨明顯的繞射波。 圖 5 土洞和溶洞位置高密度電法視 電阻率剖面圖 圖 6土洞和溶洞位置地震映像時間剖面 3.4 結論分析 通過前期試驗工作和后期探測施工，經地質鉆探勘察，物探推斷的溶洞、土洞位置的鉆孔見溶、土洞率在 90%以上。由此可見高密度電法與地震映像法綜合解釋的溶土洞、巖溶發育區的位置是準確的。建議對綜合物探解釋的溶洞、土洞進行工程處理。尤其是位于村莊里及其周邊位置的溶洞、土洞必須進行填充。以防地下水位變化誘發地質災害。 4 結束語 通過本工點的探測，值得借鑒的是在巖溶區的建筑場地，施工前可以對施工地進行高密度電法和 地震映像法探測，得到場地的巖溶發育信息，并在施工之前對施工地進行各種預處理，以防地質災害的發生，給人民生命財產最大的保障。 【參考文獻】 1 傅良魁 .應用地球物理教程一電法勘探 M.地質出版社 .1991 2 葛如冰 ,黃偉義 .高密度電阻率法在灰巖地區的應用研究 J.物探與化探 .1999(1) 3 趙明 .高分辨率地震反射法探測巖溶的應用效果 J.工程物探 .1996（ 3） 4 楊祥森 , 林 昀 , 崔德海 .地震映像法在鐵路隧道隱伏巖溶勘查中的應 用 J.2007 5 王治華 ,仇恒永 ,楊振濤 ,夏學禮 .地震映像法及其應用 J.物探與化探 .2008 閱讀相關文檔 :青海東昆侖不同地質階段對成礦意義分析 供電局應急處置能力提升淺談 淺談地下車庫防水工程施工 高速公路隧道監控系統的現狀與發展 某水電站電氣一次設計分析 場所感的剖析 盾構重疊隧道地面變形規律以及施工控制技術分析 關于無標底招標進展現狀的研究與分析 遙感在水環境保護中的應用 探討鐵路四電建設中提高工程造價業務水平的措施 歷史街區的保護和更新 內