CSAMT勘查深埋长隧洞围岩结构研究

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong537
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南水北调工程,尤其是西线工程位于高原,隧道长且深,施工难度大,如果事先不进行勘查,那么在施工过程中,就存在突水、坍塌的危险。这就需要开展地球物理工作,由于工作环境的原因,其它的地球物理方法难以发挥其优势,而可控源音频大地电磁法(英文简称CSAMT)探测深度大,可人工变频,视电阻率是电场与磁场比值测量的结果,所以可消除部分地形的影响,横向分辨高,因此在复杂山区进行深埋长隧洞勘查中CSAMT法有一定的优势。 论文重点就是研究CSAMT在深埋长隧洞围岩介质勘查中的应用,进行1D数值模拟研究薄层的电磁响应,以及2.5D有限元数值模拟研究深埋长隧洞围岩介质中典型构造特征。 由于含水层或者薄层不均匀体对隧洞施工具有潜在威胁,所以选择对低阻薄层进行1D数值模拟,为了较清楚地分析,采用UBC-Doug1D正演模拟,仅研究三层地质体,第二层(中间薄层)作为低阻异常体,第一、三层作为围岩。正演模拟分三种情况:1)固定层厚,围岩电阻率为定值,中间薄层电阻率为变量;2)各层电阻率为常数,异常体的埋藏厚度为变量;3)顶层厚度变化。 对深埋长隧洞中所涉及到的断层和破碎带进行2.5D数值模拟,先以正棱柱模拟直立断层,分别模拟了断层宽度为200m、160m、120m、80m时的四种情况;在此基础上,又以斜棱柱模拟了两种宽度不一样的倾斜断层;另外,对破碎带也进行了2.5D仿真数值模拟,分别模拟了宽度为200m、160m、120m、80m时的四种情况。 通过上述研究工作,清楚了解低阻薄层、断层和破碎带的电磁响应特征,可以为反演解释提供依据,进而提高解释的可靠性。2004年在南水北调西线玛柯河~贾曲段进行了20Km的CSAMT法对隧洞围岩介质的勘查研究工作,笔者亲自作了数据实测、数据整理和反演以及部分解释的工作。将所做的研究工作用于实际工程中,取得了一定的效果。
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