综合物探技术在地下岩溶探测中的应用研究

论文摘要

我国是一个地形、地质条件极其复杂的国家,同时岩溶地质具有广泛的分布,尤其是在西南地区碳酸盐岩分布更加广泛。地下水对碳酸盐岩长期的侵蚀作用,形成了千姿百态的岩溶地貌。由于人类工程建设的飞速发展,岩溶塌陷发生的频率与强度越来越大,危害性也随之增加。由于岩溶发育具有不确定性、随机性及隐蔽性的特点,岩溶复杂的成因造成了溶洞探测上的困难。物探方法的多解性及岩溶的复杂性造成了单一物探方法在解决实际问题时会有诸多缺陷,综合物探方法的应用使得岩溶探测更加全面、准确,取得了较好的探测效果。本文依据工程实际地质条件、物性特征及现场情况,对工程不同部位选取不同的地球物理方法进行组合。通过对不同物探方法优缺点的分析结合工程实际,选取了瞬变电磁法、高密度电法及钻孔电磁波CT三种方法进行勘探。文章在介绍三种方法的理论基础和工作原理基础上,结合工程实际建立物理参数模型,利用Matlab编写了一维瞬变电磁法正演程序,对高密度电法及钻孔电磁波CT利用软件进行正演模拟与反演计算,旨在了解不同地球物理方法的响应特征,为工程实际资料的处理解释提供依据。将理论研究结果应用于工程实际中并取得了较好的应用效果,表明了研究结果的正确性。由于受实际地形条件限制,高密度电阻率法探测深度不能满足岩溶探测要求,其探测深度一般只有剖面长度的1/6甚至于更小。采用等值反磁通瞬变电磁虽不能从根本上解决浅层盲区问题,但可以有效地减小浅层盲区,可以对较深处的岩溶进行探测。在钻孔的基础上选取其中的一些钻孔进行电磁波CT探测,用以详细勘探岩溶的规模及延伸情况。不同物探方法深浅结合,优势互补使得物探结果更加准确。最后根据物探资料、结合钻孔地质资料以及现场调查资料圈定出了病害的范围、特征,比较可靠地查明了岩溶、溶蚀裂隙集中发育的区域,取得了较好的工程应用效果,为西南地区类似地质条件下的岩溶探测提供借鉴。对于岩溶发育区的探测,应先采用工作效率较高的物探方法(例如高密度电法)进行普查,对有异常的区域采用其它物探方法进行进一步探测,必要时结合钻探手段进行验证,选取一些钻孔进行钻孔间层析成像探测,以准确查清岩溶的位置规模延伸情况,避免地质灾害的发生。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
•   1.1 选题背景、依据及意义
•   1.2 国内外研究现状及存在问题
•     1.2.1 国内岩溶勘探研究现状
•     1.2.2 国外岩溶勘探研究现状
•     1.2.3 岩溶勘探存在问题
•   1.3 研究思路、内容和预期成果
•     1.3.1 研究思路及内容
•     1.3.2 论文研究预期成果
• 第2章 综合物探技术在岩溶探测中的技术研究
•   2.1 岩溶地质的成因分析及分类
•   2.2 岩溶病害的处置方法
•   2.3 物探技术在岩溶探测中应用
•     2.3.1 单一物探方法的局限性
•     2.3.2 综合物探技术应用优势
•   2.4 本章小结
• 第3章 地球物理方法技术
•   3.1 瞬变电磁法（TEM）
•     3.1.1 电磁场理论基本原理
•     3.1.2 瞬变电磁法理论基础
•     3.1.3 瞬变电磁法正演模拟
•     3.1.4 瞬变电磁法数据处理方法
•   3.2 高密度电阻率法
•     3.2.1 直流电阻率法基本原理
•     3.2.2 高密度电阻率法理论基础
•     3.2.3 高密度电阻率法数值模拟
•     3.2.4 高密度电阻率法数据处理方法
•   3.3 电磁波CT
•     3.3.1 电磁波CT理论基础
•     3.3.2 电磁波CT数值模拟
•     3.3.3 电磁波CT数据处理方法
•   3.4 本章小结
• 第4章 应用实例与成果分析
•   4.1 研究区域概况及物探测试情况
•   4.2 瞬变电磁（TEM）成果分析
•     4.2.1 H2剖面
•     4.2.2 H3剖面
•     4.2.3 H4剖面
•     4.2.4 H5剖面
•     4.2.5 Y1剖面
•     4.2.6 Y2剖面
•     4.2.7 Y3剖面
•     4.2.8 Y4剖面
•     4.2.9 Y5剖面
•     4.2.10 小结
•   4.3 高密度电阻率法成果分析
•     4.3.1 H2C剖面
•     4.3.2 H3C剖面
•     4.3.3 H4C剖面
•     4.3.4 H5C剖面
•     4.3.5 小结
•   4.4 钻孔电磁波CT成像成果分析
•     4.4.1 YZK02-YZK03剖面
•     4.4.2 YZK02-YZK04剖面
•     4.4.3 YZK04-YZK03剖面
•     4.4.4 YZK04-YZK07剖面
•     4.4.5 YZK12-YZK10剖面
•     4.4.6 YZK13-YZK11剖面
•     4.4.7 小结
•   4.5 资料综合解释
•   4.6 本章小结
• 第5章 结论与建议
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 侯超文

导师: 雷宛,裴琳

关键词: 岩溶,瞬变电磁法,高密度电阻率法,电磁波,数值模拟

来源: 成都理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程,公路与水路运输

单位: 成都理工大学

分类号: P631;U412.2

DOI: 10.26986/d.cnki.gcdlc.2019.000493

总页数: 79

文件大小: 5362K

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