利用地震勘探预报隧道和地下空间的地质风险.pdf
《利用地震勘探预报隧道和地下空间的地质风险.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《利用地震勘探预报隧道和地下空间的地质风险.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、工程科技北方建筑第9 卷第2 期2 0 2 4年4月DOI:10.3969/j.issn.2096-2118.2024.02.010利用地震勘探预报隧道和地下空间的地质风险杨海波(中冶武勘工程咨询(湖北)有限公司,湖北武汉43 0 0 8 0)摘要:本文介绍了在隧道开挖阶段采用仪器,可对掌子面前方 10 0 m的地质不确定因素进行间断式或连续探测,勘察出地质的地震反射数据,分别对地下含水带、洞穴、断层和破碎带进行评估,结合P波和S波的速度及密度分析了弹性材料中的应力和应变的关系。通过地震勘探计算分析可以充分了解地质层的结构,对地质灾害风险进行评估和预测,为地下工程施工人员及隧道通车的安全性提供
2、了保障,有利于减少后期项目的维修成本,提高经济效益。关键词:地震勘探;波阻抗;杨氏模量;泊松比中图分类号:U456Prediction of Geological Risk of Tunnel and Underground文献标识码:ASpace by Seismic Prospecting文章编号:2 0 9 6-2 118(2 0 2 4)0 2-0 0 46-0 5YANG Haibo(MCC Wuhan Engineering Consulting(Hubei)Co.,Ltd.,Wuhan Hubei 430080,China)Abstract:This paper introduc
3、es the use of instruments in the tunnel excavation stage,which can detect geologicaluncertainties1oo m in front of the face of the face intermittently or continuously,and detect the seismic reflec-tion data of the geology,respectively to evaluate the underground water-bearing zone,cave,fault and fra
4、cturezone,combined with P wave and S wave velocity and density to analyze the relationship between stress and strainin elastic materials.Through seismic exploration calculation and analysis,we can fully understand the structure ofthe geological layer,assess and predict the disaster risk of the site,
5、and provide guarantee for the safety of under-ground engineering construction personnel and tunnel traffic,which is conducive to reducing the maintenancecost of the later project and improving the economic efficiency.Keywords:seismic exploration;wave impedance;Youngs modulus;poissons ratio0引言隧道及其地下工
6、程建设是建筑工程中最危险的活动之一,因为复杂的地质条件对施工安全有很大影响。对于地下工程,特别是深埋地下工程,通常无法像地面建筑一样在计划开挖的整个范围内实施一般性地质勘察,且勘察精度要求更高。地质条件不但决定了地下建筑的建设成本,也可能最终决定一个项目的整体可行性。工程人员对地质及其岩土参数等勘察资料的了解是地下工程建设重要的先决条件之一。由于条件的限制,越来越多的地下工程不得不在非常复杂的岩土条件下实施,特别是其深埋于地表以下时。较高的建设成本和更高的安全需求导致对开挖效率的要求越来越高,这也要求尽可能使用更先进的技术和更为优化的方案。地下建筑项目的围岩性质的空间不确定性普遍大于普通的地上
7、建设工程项目,地质环境和造价之间相关联,这使得工程专业知识和经验成为项目顺利开展至关重要的影收稿日期:2 0 2 3-0 7-10作者简介:杨海波(19 8 5),男,湖北省红安县人,工程师,硕士,从事工程检测、工程物探方面的工作。46NORTHERNARCHITECTURE第2 期响因素。但是,由于缺乏类似地质条件下的施工经验,必须考虑与地质条件相对应的特有不确定性。鉴于地下工程的特殊性,需要对地质条件进行彻底和持久的调查。这为岩土工程师和工程设计团队带来了不小的困难和挑战。本文将讨论如何采用辅助工具在复杂的地质条件下安全施工。1隧道地震勘探20世纪6 0 年代到7 0 年代出版了许多关于地
8、震勘探应用于地下建筑的文献。最初对地震勘察方面的分析来自挪威,主要研究了不同地质条件的重要性,如节理密度、岩石类型和构造等,及其对地震参数的影响,建立了地震纵波速度与岩石力学参数之间的关系,由此得出了基于折射地震数据的岩石分类。杨海波:利用地震勘探预报隧道和地下空间的地质风险地震波通过震源(如爆炸、机械振动器或冲击锤)的振动或振动位移而在地层中传播。与沿开挖面侧壁的机械锤击法相比,在开挖面侧壁约1.5m深的钻孔中通过少量的非破坏性炸药可获得最大的探测距离,而机械锤击法可以快速获取多组可重现的振动信号,并通过信号叠加得到相当可观的长达8 0 m100m的探测距离。如果地震波穿过地层并遇到反射面,
9、可被反射到接收器(传感器)中,例如,接收器被放置于掌子面中1.5m2m深的细长钻孔中。传感器最好由三轴加速度计组成,这样可以测量高频信号,该信号在低于其固有频率的频段范围内受固体岩石影响较小。图1显示地震记录仪测量地震波从震源到反射界面再到接收器所需的传播时间。反射波边界震源接收器地震数据处理中的一个基本问题是确定时(间)-深(度转换,这是地球物理学和地质学的交汇点(2)。时-深转换的计算需要在不同类型的地层或岩层中建立地震速度模型。一旦地震波在反射界面处被反射,意味着波阻抗的变化足够大,在接收端可以获得一个可测出的“非零的 反射系数。若纵波从一个岩层传播到另一个岩层时的速度发生了变化,或者岩
10、层的体积密度不同,就会出现这种情况。波阻抗被定义为Z=pVp,其中p为岩层的体积密度,kg/m,V,为纵波在岩层中的速度,m/s。如果密度和速度有较大的变化,比如岩层和空洞接触时,地震信号响应会非常显著。相反,若是石灰岩和白云岩接触,地震探测就很难观测到,这是因为两种岩石类型之间的波阻抗变化很小。其次,地震速度对于土木工程来说是一个强相关的参数。此外,纵波速度和横波速度都很重要,但其只有在通过三维反射区域地质底层(a)边界地质底层(b)图1地震反射原理传感器接收到完整的弹性波波场,且经过数据后处理程序,将不同类型的纵波和横波清晰地分离出来,方才有用。鉴于地震处理和成像技术在石油和天然气勘探中的
11、进步,预计在未来十年内,利用机器学习算法,得出减少地震结果的多解性,从而实现更多的自动化。造成多解性的常见变量是深度(埋深)孔隙度或节理裂隙密度、单轴抗压强度和岩层密度。尽管岩石类型相同,但上述因素在地震波速变化中起着重要作用。当节理裂隙发育时,Vp和V通常会有很大程度的降低,而Vp/Vs相对于实验室测量值则是增加的。另一方面,地震波速与节理裂隙密度不一定成正比,因为岩石成分等其他因素也发挥了重要作用。深度(埋深)对地震速度的影响是常见的。地震速度随深度或覆盖层的增加而增加。但这一规律具有不确定性,因为开挖层面的岩石质量和原位应力可能不同。因此,与直接在地下NORTHERNARCHITECTU
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 利用 地震 勘探 预报 隧道 地下 空间 地质 风险
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。