亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        地震波CT技術(shù)在某客運(yùn)專線巖溶橋梁樁位勘察中的應(yīng)用性研究

        2011-06-07 08:45:28李紅剛徐永明關(guān)鳳琚崔竹剛
        鐵道勘察 2011年1期
        關(guān)鍵詞:墩臺(tái)波速溶洞

        李紅剛 徐永明 關(guān)鳳琚 崔竹剛

        (鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司, 天津 300251)

        1 概述

        近年來(lái),我國(guó)客運(yùn)專線建設(shè)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,截止2010年1月,我國(guó)客專運(yùn)線營(yíng)里程有4 179 km,在建里程1萬(wàn)多公里。橋梁是客運(yùn)專線中的關(guān)鍵組成部分,而巖溶區(qū)溶洞發(fā)育程度直接關(guān)系到橋梁樁位的設(shè)計(jì)、施工和正常運(yùn)營(yíng),加上巖溶橋梁鉆探工作量巨大、施工時(shí)間長(zhǎng),因此更準(zhǔn)確、快捷的進(jìn)行巖溶勘察顯得十分重要。以往巖溶勘探主要通過(guò)鉆孔揭露,但其揭露地層范圍小、施工難度大、施工時(shí)間長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)成本較高,已很難滿足客運(yùn)專線設(shè)計(jì)、施工的要求。

        近年來(lái),隨著勘探方法的完善和勘探手段的多樣化發(fā)展,結(jié)合物探和鉆探的綜合勘探手段得到了越來(lái)越多的關(guān)注和研究。而地震波CT技術(shù)作為一種新型的勘探方法,以準(zhǔn)確、快速、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)而日益受到重視[1]。CT技術(shù)工作原理:首先在兩鉆孔中分別安裝發(fā)射與接收裝置,然后利用專門(mén)的儀器發(fā)射工作頻率大于1 MHz的地震波,再通過(guò)重建兩鉆孔間波速傳播圖像,并對(duì)不同介質(zhì)的波速進(jìn)行對(duì)比分析,確定地下不同的介質(zhì)分布情況。該技術(shù)應(yīng)用到巖溶區(qū)勘探,能更快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)到溶洞的發(fā)育規(guī)律和分布情況,極大地提高勘察的效率和節(jié)省成本,從而加快設(shè)計(jì)和施工工期,更好的保證鐵路運(yùn)營(yíng)期間的安全。

        2 地震波CT勘探技術(shù)基本原理

        2.1 地震波CT技術(shù)理論

        地震波CT技術(shù),又稱計(jì)算機(jī)層析成像技術(shù),是利用地震波在不同介質(zhì)中速度傳播(或被吸收多少)的差異,通過(guò)層析成像的方法對(duì)地震波數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,來(lái)重建介質(zhì)體內(nèi)速度分布(或吸收分布)的圖像, 然后來(lái)推斷剖面介質(zhì)的構(gòu)造及地質(zhì)異常體的位置、形態(tài)和分布狀況。

        本文采用的巖溶樁位CT檢測(cè)模型如圖1所示,設(shè)有兩鉆孔,ZD-1為發(fā)射孔,ZD-2為接收孔,沿兩孔不同深度布置的發(fā)射點(diǎn)和接收點(diǎn)分別為(S1,S2…Sn)和(R1,R2…,Rn)。首先把兩鉆孔之間的L×K斷面劃分成橫縱等面積的小方格,實(shí)現(xiàn)透視空間的離散化。對(duì)每個(gè)小方格進(jìn)行編號(hào),它們分別為1,2,3…,m。

        圖1 CT技術(shù)傳播原理

        設(shè)xj為第j個(gè)方格的地震波速度的倒數(shù)(稱為地震波慢度),對(duì)于每條地震波射線都可以寫(xiě)成一條射線方程

        a1x1+a2x2+…+amxm=t1

        (1)

        對(duì)于m條地震波射線方程可為

        (2)

        其中x=1/v

        (3)

        式中:ti是第i條射線的地震波到達(dá)時(shí)間;ai是該射線在第j號(hào)方格中的長(zhǎng)度[2]。

        如果分別在兩鉆孔的不同深度激發(fā)(發(fā)射)、接收n次,便可得到n個(gè)射線方程,寫(xiě)成矩陣形式則為

        或簡(jiǎn)寫(xiě)AX=t

        (4)

        通過(guò)求解式(4)就可以得到每個(gè)小方格內(nèi)的地震波慢度值,分別取其倒數(shù)即得到鉆孔間彈性波速度值分布圖。一般的求解方法有聯(lián)合迭代法(SIRT法)和阻尼迭代法兩種,由于聯(lián)合迭代法收斂速度較快,一般通過(guò)該方法進(jìn)行反演、迭代,求得鉆孔間彈性波速度值,對(duì)速度場(chǎng)進(jìn)行重建,就可以得到速度場(chǎng)的CT速度分布圖像。

        2.2 地震波CT勘探原理

        由式(4)可知,彈性波在介質(zhì)中傳播時(shí),不同介質(zhì)對(duì)波的吸收、反射、透射不同,使得重構(gòu)后的地震波速度場(chǎng)的CT分布圖像呈現(xiàn)不同的變化。眾所周知,巖土體并非理想的彈性介質(zhì),土層一般含有很多空隙,而基巖則發(fā)育節(jié)理裂隙、破碎帶或溶洞等。因此,在彈性波的傳播過(guò)程中,由于受到巖性、地層的物質(zhì)組成成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等的影響,導(dǎo)致波在傳播過(guò)程中被吸收,進(jìn)而影響到其振動(dòng)強(qiáng)度衰減[3~4];一般來(lái)說(shuō),巖土越疏松、裂隙越發(fā)育,波的吸收與衰減越大,導(dǎo)致波速值越小[5]。

        巖溶勘探正是基于以上原理,當(dāng)?shù)卣鸩ㄍㄟ^(guò)完整的灰?guī)r區(qū)時(shí),巖體致密完整,對(duì)波速影響較小,波速變化不明顯;而當(dāng)通過(guò)土層、溶洞或裂隙發(fā)育區(qū)時(shí),由于該類異常區(qū)域?qū)Σㄎ蛰^多,導(dǎo)致波速發(fā)生明顯減小。通過(guò)對(duì)地震波速度場(chǎng)進(jìn)行重建,就可以得到反映不同區(qū)域速度高低的CT圖像,從而能清晰、直觀的反應(yīng)出溶洞、裂隙發(fā)育區(qū)等異常特征,探測(cè)系統(tǒng)及觀測(cè)原理如圖2所示。

        圖2 CT技術(shù)探測(cè)系統(tǒng)及觀測(cè)原理示意

        3 工程實(shí)例

        3.1 工程概況

        某客運(yùn)專線為國(guó)家鐵路網(wǎng)規(guī)劃中的重要組成部分,其中一段線路方案通過(guò)巖溶區(qū)地段占線路總長(zhǎng)的44.2%,僅在施工圖階段,橋梁區(qū)巖溶鉆探計(jì)劃勘探量近百萬(wàn)延米,這給鉆探工作和工程工期造成巨大壓力。為此,在保證地質(zhì)資料的準(zhǔn)確性的前提下,為了降低鉆探工作量、加快勘探進(jìn)度,迫切需要一種準(zhǔn)確、快速、經(jīng)濟(jì)的勘探手段。因而,在勘探過(guò)程中大量采用了地震波CT技術(shù)對(duì)巖溶橋梁樁位進(jìn)行勘探,取得了良好的應(yīng)用效果。

        3.2 CT檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)布置

        該客運(yùn)專線橋梁墩臺(tái)形狀為長(zhǎng)方形,長(zhǎng)寬一般不超過(guò)15.9 m×10.3 m,樁間距4.0 m左右。為盡量準(zhǔn)確的查明墩臺(tái)下方的溶洞發(fā)育情況,需要一個(gè)合理、經(jīng)濟(jì)的布置方案。某橋4號(hào)墩,共8根樁,設(shè)計(jì)鉆孔45 m/樁,計(jì)劃采用逐樁鉆探,后采用結(jié)合CT技術(shù)的綜合勘探方法,設(shè)計(jì)4個(gè)鉆探孔,其余4個(gè)鉆孔通過(guò)CT勘探,既可以降低一半的鉆探工作量,又節(jié)省了勘探時(shí)間。鉆孔、樁位及CT透視平面布置見(jiàn)圖3。

        圖3 某橋樁基及CT探測(cè)孔布置

        在使用CT技術(shù)勘探時(shí),首先是先對(duì)墩臺(tái)的四角樁進(jìn)行鉆孔勘探,然后下保護(hù)設(shè)備PVC管,做好傳感器和信號(hào)線的選擇、埋設(shè)、保護(hù)及鉆孔封閉等工作細(xì)節(jié)。然后以每?jī)煽诪橐粚?duì)做CT檢測(cè),改墩臺(tái)做兩對(duì)即可。

        3.3 CT反演成果分析、驗(yàn)證及應(yīng)用

        由于兩孔0~4.25 m范圍內(nèi)均為干孔,激發(fā)和接受條件較差,無(wú)法采集到信號(hào)數(shù)據(jù),故接收激發(fā)段和接收段分別從4.25 m以下開(kāi)始。通過(guò)專門(mén)的儀器采集CT檢測(cè)數(shù)據(jù),然后對(duì)CT剖面進(jìn)行數(shù)據(jù)反演層析成像,得到10-ZD-01與10-ZD-02兩孔間的波速影像色譜分布(圖4)。

        圖5 綜合勘探方法得出墩臺(tái)展示(灰?guī)r部分充填)

        圖4 某墩CT波速色譜分布和地質(zhì)剖面

        由前面理論可知:土層、溶洞、破碎帶等對(duì)地震波的吸收系數(shù)比完整基巖大,反映在色譜影像圖上就是速度明顯降低。通過(guò)分析圖4可知,該剖面波速圖像大致可分為三個(gè)速度帶;并根據(jù)波速在不同介質(zhì)中(如土層、巖溶裂隙,溶洞發(fā)育帶和完整基巖)傳播速度對(duì)比值,并結(jié)合鉆孔資料,可將該剖面地質(zhì)情況解譯如下:①波速小于3.2 km/s的低速區(qū),顯示為綠色(Ⅰ區(qū)),該層一般不厚,大概3~5 m,為表層相對(duì)松散的土層;②波速大于4.0 km/s的高速區(qū),紅色(Ⅳ區(qū))為完整基巖,暗紅色(Ⅱ區(qū))為裂隙發(fā)育區(qū)(或風(fēng)化嚴(yán)重)的基巖;③波速介于2.3~3.2 km/s低速帶,顯示為綠色,該層位于高速區(qū)內(nèi),為溶洞(Ⅲ區(qū))及溶洞充填物。

        通過(guò)對(duì)比圖4(b)的鉆孔剖面圖可知,CT圖像揭示的巖土分界面、溶洞底板深度與鉆孔大部分一致,只有一處揭露溶洞頂板深度比鉆孔淺0.45 m;而且與鉆探相比,CT方法更好的反映了基巖面的起伏狀態(tài),以及溶洞的大小和發(fā)育規(guī)律,并直觀的反應(yīng)了裂隙發(fā)育區(qū)的范圍。通過(guò)對(duì)比可知,兩者是吻合的,相互互補(bǔ),將其聯(lián)合應(yīng)用于巖溶區(qū)的勘探比單獨(dú)使用一種方法更有效、更具優(yōu)勢(shì)。

        同理通過(guò)CT技術(shù)可以得到該墩臺(tái)的另外一個(gè)剖面圖。綜合鉆孔資料和CT剖面圖,可以得到整個(gè)墩臺(tái)的展示(圖5)。由圖5可知,該墩臺(tái)資料比較詳細(xì)、準(zhǔn)確的揭露了實(shí)際地層情況,不僅反映了鉆探成果,而且通過(guò)CT技術(shù)探明了溶洞在該墩臺(tái)水平和垂直方向的發(fā)育情況,比純粹鉆探更詳盡的揭露了地層情況,并減少了重復(fù)的財(cái)力和物力消耗,節(jié)省了鉆探時(shí)間,及時(shí)為設(shè)計(jì)專業(yè)提供比較詳細(xì)的地質(zhì)資料,保證了工程設(shè)計(jì)和施工的進(jìn)度。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        通過(guò)總結(jié)和研究CT技術(shù)在該客運(yùn)專線橋梁樁位勘察中的應(yīng)用,得到如下的結(jié)論:

        (1)該技術(shù)在巖溶勘探中的應(yīng)用是成功的,不僅直觀明了的揭露了巖溶的發(fā)育情況和巖土分界面,而且揭示了裂隙破碎帶等更多、更廣的地層信息,為工程設(shè)計(jì)提供了更可靠的依據(jù)。

        (2)對(duì)巖溶發(fā)育的地層,通過(guò)鉆探方法與CT技術(shù)相結(jié)合的綜合勘探方法,更詳盡的探明了基巖起伏面情況、溶洞的延伸情況,并減少了重復(fù)的財(cái)力和物力消耗,節(jié)省了鉆探時(shí)間,保證了工程設(shè)計(jì)和施工的進(jìn)度。

        (3)由于地質(zhì)條件多復(fù)雜、未知,導(dǎo)致彈性波速度變化與諸多因素有關(guān),不能單憑波速變化來(lái)推斷具體地質(zhì)變化情況;必須針對(duì)不同地區(qū)具體情況依靠該區(qū)域地質(zhì)資料,結(jié)合不同巖性的波速變化情況,并綜合地質(zhì)鉆探資料,明確探測(cè)目標(biāo)與物理量異常之間的相關(guān)性,才能得出更加準(zhǔn)確、可靠的CT成果,提出準(zhǔn)確的地質(zhì)資料。

        [1]張平松,劉盛東,吳榮新.地震波CT技術(shù)探測(cè)煤層上覆巖層破壞規(guī)律[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2004,23(15):2510-2513

        [2]王振東.淺層地震勘探應(yīng)用技術(shù)[M].北京:地質(zhì)出版社,1994

        [3]張 杰,沈霄云,劉明貴.智能化樁基超聲波CT檢測(cè)系統(tǒng)研究[J].巖土力學(xué),2009(3)

        [4]程久龍.巖體破壞彈性波CT動(dòng)態(tài)探測(cè)試驗(yàn)研究[J].巖土工程學(xué)報(bào),2000,22(5):555-568

        [5]李大心.探地雷達(dá)方法與應(yīng)用[M].北京:地質(zhì)出版社,1994

        猜你喜歡
        墩臺(tái)波速溶洞
        別有洞天
        高速公路橋梁墩臺(tái)施工技術(shù)及應(yīng)用探討
        基于實(shí)測(cè)波速探討地震反射波法超前預(yù)報(bào)解譯標(biāo)志
        出發(fā)吧,去溶洞
        神秘的溶洞
        幼兒100(2017年31期)2017-11-27 02:37:45
        鮮為人知的“夾道墩臺(tái)”
        老年世界(2016年8期)2016-10-17 00:32:28
        鮮為人知的“夾道墩臺(tái)”
        老年世界(2016年7期)2016-07-25 23:33:02
        EH4測(cè)深法在赤水河大橋橋梁墩臺(tái)勘察中的應(yīng)用研究
        吉林地區(qū)波速比分布特征及構(gòu)造意義
        基于分位數(shù)回歸的剪切波速變化規(guī)律
        亚洲一区二区三区最新视频| 欧美午夜精品久久久久久浪潮| 国产综合无码一区二区色蜜蜜| 18禁超污无遮挡无码免费游戏| 国产乱子伦精品免费女| 亚洲熟伦在线视频| 亚洲av在线观看播放| 亚洲精品中文字幕免费专区| 一本丁香综合久久久久不卡网站| 久久人人妻人人做人人爽| 99re6久精品国产首页| 亚洲国产av一区二区三| 少妇爽到高潮免费视频| 亚洲色大成网站www永久| 三年片大全在线观看免费观看大全| 精品国内自产拍在线观看| 亚洲h电影| 久久成人永久婷婷99精品| 中文字幕女优av在线| 国产真实乱对白精彩久久老熟妇女 | 丰满的人妻hd高清日本| 免费人成视频在线| 品色堂永远的免费论坛| 精品久久久无码不卡| 久久青青草原一区网站| 极品老师腿张开粉嫩小泬| 无码人妻精品一区二区三区在线 | 国产精品亚洲精品一区二区| 青青草在线公开免费视频| 日韩欧美在线综合网另类 | 精品日产一区2区三区| 国产一区二区熟女精品免费| 俺去啦最新地址| 无码视频一区二区三区在线观看| 国产情侣一区在线| 日韩一级137片内射视频播放| 国产亚洲精品成人aa片新蒲金| 海角国精产品一区一区三区糖心| 日韩成人免费一级毛片| 粉嫩av一区二区在线观看| 成人爽a毛片在线播放|