基于GprMax的隧道超前预报雷达正演模拟及应用

针对隧道超前预报可能遇到的不同不良地质体,根据其介质电性特征,构建相应的地球物理模型,基于时域有限差分算法(FDTD)和完全匹配层(PML)的吸收边界条件,利用GprMax软件,结合matlab编程开展地质雷达正演模拟。研究结果表明,对于充填不同物质的溶腔模型,由于反射系数大小的差异,反射信号同相轴的强弱和形态有所不同,不同的地电模型其相位、振幅、波形特征都各不相同。结合2个工程实例,雷达正演模拟和实测剖面结果与实际开挖情况基本相符,验证了该正演方法的可行性,说明探地雷达能有效地勘察不良地质体的类型、位置、构造走向等空间分布特征,有助于更好地指导物探工作者对复杂地质体进行更精确的解释,确保隧道施工安全。     

基于黏弹性介质的隧道地震二维正演模拟

针对隧道中各种不良地质体的超前预报问题,以黏弹性介质为基础,在空气隧道周围添加一定厚度的开挖损伤带,建立符合实际情况的观测系统,通过交错网格有限差分正演,模拟地震波在断层、软弱夹层、溶洞等地质灾害体模型中的传播,根据不同时刻的波场快照来研究相应地质模型地震记录的响应特征。通过对隧道地震二维波场模拟结果进行分析,研究结果表明:对一阶速度-应力黏弹性波动方程,采用交错网格有限差分,并且对隧道添加约束条件,可以快速、有效地实现隧道地震的二维正演模拟,并且波场快照能够清楚地反映地震波在不同地质模型中的传播特征以及波的转换特征,地震记录能够反映不同地质模型的地震响应特征,可以为实际隧道超前预报提供理论依据。     

基于隧道超前预报的GPR正演模拟及应用分析

利用地质雷达GPR(Ground Penetrating Radar)正演程序研究隧道环境下的地质情况,可以为隧道超前预报提供解释依据,提高解释精度,避免安全事故的发生.通过从理论上的正演数值模拟计算,成果表明:采用50 MHz的低频天线,地质雷达的有效预报距离在30 m左右;地质雷达在识别破碎带、溶洞等地质体顶界面的埋深和形状上比较准确,反射波同相轴与理论模型基本吻合;单道数据的波相位变化、振幅大小变化可以提供隧道前方围岩介电常数的变化趋势;复杂模型下电磁波衰减相对更迅速,模拟效果要弱于单一的地质模型.通过2段应用实例,验证了正演模拟部分的论证,为解释同等形状的反射波特征提供了参考依据.     

基于GprMax的沥青混凝土心墙空洞探地雷达正演模拟

空洞是沥青混凝土心墙常见隐患,严重影响沥青混凝土心墙的防渗效果。为探究沥青混凝土心墙空洞缺陷探地雷达图像特征和规律,基于时域有限差分法,利用GprMax软件,分别对不同形状、不同大小、不同埋深的沥青混凝土心墙空洞缺陷模型进行正演模拟,并对正演模拟结果进行分析。结果表明,圆形空洞缺陷呈开口向下抛物线型反射波;矩形空洞缺陷在开口端呈开口向下抛物线型反射波,中间段呈直线型反射波;椭圆形空洞缺陷反射波图像特征介于二者之间。正演结果可为实际工程沥青混凝土心墙空洞缺陷的识别以及探地雷达图像的解释提供帮助。     

隧道地震不规则观测系统正演模拟与应用

结合隧道施工实际情况,提出了一种新的隧道地震不规则观测系统,利用该观测系统对隧道超前方向软弱夹层进行了正演模拟研究。研究表明:当炮数不变时,增加1个检波器可以明显改善偏移效果;当观测系统纵向偏移距越大时,偏移剖面画弧区域更小,当观测系统横向偏移距越大时,偏移剖面的镜像假像越弱。将该观测系统应用于重庆缙云山隧道,探测结果与开挖情况基本吻合,说明该观测系统合理可行。     

探地雷达单轴各向异性介质正演模拟及偏移成像

针对介质各向异性条件下探地雷达成像分辨率不高的问题,采用各向异性条件下的FDTD正演公式,对单轴各向异性介质模型进行正演模拟计算,然后对模型数据进行克希霍夫偏移成像。通过对比偏移处理前后的剖面,采用偏移处理后,剖面中的地下界面、异常特征得到了很好的收敛归位效果,大大提高了探地雷达成像的分辨率,对实测数据的处理结果亦验证了该方法的正确性。     

引水隧道工程中地质雷达检测技术应用综述

结合国内外地质雷达技术发展与应用,简述了基于引水隧道工作原理的隧道衬砌地质雷达检测技术,并得到地质雷达应用于浅埋深小断面引水隧道具有极其广阔的前景等结论。地质雷达技术可有效地对隧道混凝土的密实度、与岩体的接触紧密度等进行连续、全面、快速、精确的无损伤检测。     

铁路隧道衬砌地质雷达探测应用研究

以某铁路隧道检测为例,首先简单阐述高频地质雷达探测应用的原理,然后着重对隧道衬砌检测结果数据进行分析和研究,得到了隧道衬砌厚度和某些地段衬砌内存在空洞、充填不实等不良情况,为实际工程检测衬砌质量提供了科学依据。     

地质雷达在隧道检测中的应用

地质雷达由于采用了一定的介质作为探测方法,很容易掌握混凝土衬砌结构的厚度、衬砌周围回填及空隙情况等,为工程技术评价提供依据。针对重庆市巫山县境内某隧道地质条件复杂等特点,阐述了探地雷达探测技术的工作原理及其特点,并对隧道衬砌厚度测定、衬砌及衬砌背后缺陷检测以及钢筋位置检测,结果表明:地质雷达检测在隧道施工中起着重要作用,其具有广泛的实用性和应用前景。更多还原     

地质雷达在公路隧道超前地质预报中的应用

近年来地质雷达在公路隧道超前地质预报工作中被广泛采用,它能发现掌子面(隧道掘进工作面)前方地层的变化,对于断裂带特别是含水带、破碎带有较高的识别能力。结合瑞典RAMAC CUII型地质雷达的应用实例,介绍了地质雷达在龙阁岭隧道超前地质预报中的具体应用。     

地质雷达在岩溶隧道施工中的应用

地质雷达作为一种无损探测技术,由于其探测剖面能较好的揭示地下浅表层岩土体的性质与结构,在隧道施工中广泛应用。已有文献中地质雷达多用于掌子面前方地质情况的探测,但对于隧道,特别是岩溶隧道底板下方的地质情况的清晰认识对指导施工及隧道在后期运营过程中的安全有着重要意义。以大村隧道为例,利用SIR-3000地质雷达对大村隧道出口段底板下的岩溶发育及分布情况进行探测分析,为隧道施工提供科学的地质依据。     

岩溶隧道地质雷达超前预测预报技术

隧道施工中对掌子面前方一定范围内的地质情况进行超前探测和预报是保证隧道施工安全的关键。在宜万铁路金子山隧道岩溶富水区施工中,引进了地质雷达等仪器对隧道进行超前地质预报。同时,针对地质雷达探测中因物理探测本身具有的多解性等弱点,在施工实践中逐步提出并形成了以"中、长物探和水平地质钻探验证"为主的综合式超前地质预测预报技术。采用该技术,成功预报并穿越了金子山隧道F2岩溶富水带。金子山隧道安全、顺利贯通证明了该技术的实用性和有效性。     

堤防隐患瞬变电磁三维正演模拟及分析

瞬变电磁法具有定位准确、探测深度大、不受地形起伏影响等优点,已经成为一种重要的地球物理勘测方式。为研究瞬变电磁法在堤防隐患探测中的应用,采用有限单元法对多种堤防隐患进行瞬变电磁三维正演模拟计算,通过对比三维正演计算结果和野外实测数据反演结果可以发现瞬变电磁法对低阻体敏感,对不同形态的低阻异常体探测效果均较好,因此采用瞬变电磁法进行堤防隐患快速普查的研究思路是可行的。研究成果可为物探技术在堤防隐患探测中的应用提供参考。     

公路隧道无损检测地质雷达技术的应用

正本文以某公路隧道建设工程为例,结合地质雷达技术的应用原理,充分阐述了地质雷达检测技术在公路隧道检测中应用情况。通过技术路线分析可知,地质雷达技术不仅能够准确的判断出公路隧道中的缝隙位置,同时,还能有效的识别出公路隧道建设过程中可能存在的安全隐患,因此这项技术的应用对于进一步促进我国公路隧道建设质量有着非常重要的意义。     

采用地质雷达进行隧道掌子面前方地质情况预报

地质雷达方法是一种用于探测地下介质分布的广谱电磁技术。在地下水、断层及其影响带等不利地质情况人不利介质与完好介质的相对介电常数均有较大差异，为进行地质预防提供了良好的物理基础。利用该方法，能够较准确地预报出掌子面前２０ｍ范围内的地质情况，通过实践说明地质雷达隧道施工中的一种较好的地质预报手段。     

SIR20地质雷达在隧道超前地质预报中的应用

简要介绍了地质雷达的工作原理,并以杜家山隧道为例,利用SIR20地质雷达并结合工程地质方法对隧道前方围岩进行了超前预测,经对隧道实际开挖进行现场跟踪,并对预报成果和实际揭露资料进行对比,证明了地质雷达在超前地质预报中的实用性。     

浅谈地质雷达在岩溶隧道超前地质预报中的运用

近年来,随着我国交通事业的迅猛发展和西部大开发战略的实施,在岩溶地区修筑的隧道越来越多,而在岩溶地区隧道施工中,对掌子面前方一定范围的地质情况进行准确超前预报却是保证隧道施工安全的关键。以中坝隧道为例,通过对拟掘进段隧道勘察资料及工程地质条件的解读、隧道掌子面地质编录情况的判别和解译结果的综合分析,预判拟掘进段存在溶腔,并通过超前钻孔揭示验证,得以及时采取有效措施,确保了生命及生产安全,表明在岩溶地区采用地质雷达进行超前地质预报是可行的。     

基于无单元Galerkin法的饱和—非饱和土石坝渗流正演模拟

在土石坝渗流正演模拟中,仅研究饱和区域的渗流场并不能全面真实地反映出土石坝地下渗流状态,非饱和渗流区域的研究同样至关重要,利用无单元Galerkin法对饱和-非饱和渗流域进行求解。首先从达西定律出发,推导了渗流方程及边界条件,其中详细推导了无单元Galerkin法——通过滑动最小二乘法构造形函数,同时利用罚函数的方法计算边界条件。然后,通过与GeoStudio软件计算出的仅饱和渗流场以及饱和-非饱和渗流场进行比较,证明了该方法的准确性及有效性。最后,通过不同的均质和非均质模型,研究了坝体中零压力线、水头值、孔隙压力、含水率的分布。无单元Galerkin法只需要通过节点来实现对全域渗流场的精确逼近,解决了对网格单元的依赖问题,与其他数值方法相比,其具有前期处理数据简单和精度高的优点,更适合稳定饱和-非饱和渗流场这种复杂情况的正演模拟。     

地质雷达在地铁隧道深度探测中的应用

根据大连地铁5号的工程实例,运用瑞典地质雷达对隧道区间进行深度探测,分别介绍了溶洞、裂隙、富含水以及软弱夹层探测中雷达图像的特征。给予了一些施工建议,提早预防工程灾害。可以为地质雷达在隧道不良地质深度探测中积累一些经验并为以后相似工程提供借鉴。