跨孔地震CT技术在大连地铁五号线岩溶段探测的应用研究

发布时间：2024-03-25 05:21

　　随着经济的发展,地铁已经成为城市交通的重要组成部分,地铁的运营里程逐年大幅增加。我国约有三分之一的地区是岩溶发育地区,常见的岩溶病害有:岩溶洞穴、岩溶洼地、陷落柱,在岩溶发育十分强烈的地区往往还会形成地下暗河。城市岩溶洞穴及地表塌陷的报道屡见不鲜,岩溶这类不良地质体的存在严重危害地面建筑物及人民生命财产的安全。地铁通过区域的地质构造、地层结构、岩溶病害的发育程度等直接影响地铁施工进度及地铁后期运营安全,因此采用精确、效率高的勘探技术查明地铁工区的地层结构,岩溶病害的类型、大小、在空间上的具体位置对于保障线路施工进度,运营安全及人民的生命财产安全有极为重要的意义。常规的物探方法难以满足地铁对岩溶病害的高精度探测,跨孔地震CT技术可以对地铁工区的地层结构进行精确的成像,结合其他地质资料可以对场区岩溶的类型、规模、形态进行准确的预测。本文通过对层析成像理论、数值模拟、应用效果等方面对跨孔地震CT技术进行了系统性研究。重点对充填介质不同的单一溶洞、充填介质不同的串珠状溶洞、不同倾角的岩溶裂隙建立孔间非均匀介质三维模型,利用跨孔地震CT技术正演模拟了不同岩溶类型溶洞并得到相应的射线走时。通过对正...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
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第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 研究方法
    1.5 技术路线
第2章 跨孔地震CT理论基础
    2.1 地震层析成像基本原理及分类
    2.2 地震CT基本理论
        2.2.1 经典Radon变换
        2.2.2 Huygens原理
        2.2.3 Fermat原理
        2.2.4 Snell定律
        2.2.5 射线追踪层析成像
    2.3 地震CT技术反演理论
        2.3.1 代数重建法(ART)
        2.3.2 联合迭代重建法(SART)
        2.3.3 LSQR法
    2.4 本章小结
第3章 跨孔地震CT数值模拟
    3.1 正常地层正演模拟
        3.1.1 完整灰岩地层模拟
        3.1.2 正常地层模拟
    3.2 单一溶洞正演模拟
        3.2.1 充水溶洞
        3.2.2 岩溶空洞
        3.2.3 半充填溶洞
    3.3 水平串珠状溶洞正演模拟
        3.3.1 水平串珠状充水溶洞
        3.3.2 水平串珠状岩溶空洞
        3.3.3 水平串珠状半充填溶洞
    3.4 竖直串珠状溶洞正演模拟
        3.4.1 竖直串珠状充水溶洞
        3.4.2 竖直串珠状岩溶空洞
    3.5 岩溶裂隙带正演模拟
    3.6 本章小结
第4章 跨孔地震CT技术实例及效果分析
    4.1 场区工程概况
        4.1.1 地质情况
        4.1.2 地层岩性
        4.1.3 地质构造
        4.1.4 主要岩溶类型及岩溶形态
    4.2 跨孔地震CT实测技术
        4.2.1 观测系统与数据采集方式
        4.2.2 仪器及工作参数选择
        4.2.3 钻孔平面布置图及现场实测
        4.2.4 数据处理流程及数据分析
        4.2.5 勘察工作量
    4.3 跨孔地震CT实测结果分析
        4.3.1 钻孔揭示岩溶发育特征
        4.3.2 完整灰岩实测结果与分析
        4.3.3 洞身失稳实测结果与分析
        4.3.4 溶洞、溶隙富水实测结果与分析
        4.3.5 岩溶地面塌陷实测结果与分析
        4.3.6 地基不均匀沉降实测结果与分析
        4.3.7 区间岩溶工程地质评价及建议
    4.4 跨孔地震CT应用效果影响因素分析
        4.4.1 孔间地震CT技术数据采集
        4.4.2 仪器设备
        4.4.3 观测系统
        4.4.4 地震波的激发与接收
        4.4.5 噪声的影响
    4.5 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文及科研成果



本文编号：3938597