發(fā)布時間：2016-07-15 02:03

  本文關(guān)鍵詞：基于地質(zhì)雷達(dá)的巖溶地區(qū)公路隧道超前探測技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《長安大學(xué)》 2015年

基于地質(zhì)雷達(dá)的巖溶地區(qū)公路隧道超前探測技術(shù)研究

溫世儒  

【摘要】：巖溶地區(qū)地形地貌變化多樣,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜多變。在巖溶地區(qū)修建公路隧道時,由于地質(zhì)條件自身及其他各種因素的影響,容易遇到溶洞、斷層、暗河、破碎帶等不良地質(zhì)體,并產(chǎn)生涌水、突泥、塌方等施工地質(zhì)災(zāi)害,嚴(yán)重危及施工人員的人身安全,損毀施工機具,制約施工進(jìn)度和影響施工質(zhì)量。因此,如何更加有效地對這些不良地質(zhì)體進(jìn)行探測識別并采取相應(yīng)的防控措施,從而減少施工風(fēng)險、保障施工安全是隧道施工過程中亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。本文以廣西壯族自治區(qū)六寨~宜州高速公路28座在建隧道為實際依托,為了提高地質(zhì)雷達(dá)超前探測在巖溶地區(qū)公路隧道中的實用性和準(zhǔn)確性,采用理論分析、現(xiàn)場實測與數(shù)值模擬計算的方法,對不良地質(zhì)體地質(zhì)雷達(dá)超前探測技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究,主要研究內(nèi)容與成果如下:1)基于現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)雷達(dá)超前探測的結(jié)果,劃分出了依托工程中存在的三種不良地質(zhì)體類型,即空腔型溶洞、填充型溶洞和破碎帶。2)通過理論分析和現(xiàn)場實測,從電磁損耗和色散出發(fā)對地質(zhì)雷達(dá)的探測適用性進(jìn)行分析研究,提出了適用于地質(zhì)雷達(dá)探測時的圍巖含水率取值分布范圍。3)根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)的探測原理,對邊墻位置不良地質(zhì)體和掌子面范圍內(nèi)小目標(biāo)等不良地質(zhì)體的現(xiàn)場探測方法進(jìn)行研究,制訂了巖溶地區(qū)地質(zhì)雷達(dá)探測原則,給出了具體的測線測點布置型式和探測參數(shù)取值。4)在圍巖含水率實測數(shù)據(jù)對比的基礎(chǔ)上,采用回歸分析的方法,對利用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行破碎帶圍巖含水率預(yù)測時TOPP公式中的參數(shù)進(jìn)行了修正,并確定了其取值范圍。5)基于實測數(shù)據(jù)反射振幅和回波頻率分布區(qū)間的統(tǒng)計分析結(jié)果,對回波反射的強弱和回波頻率的高低進(jìn)行界定,給出了其分布區(qū)間。6)根據(jù)實測數(shù)據(jù)和理論分析,對空腔型溶洞、填充型溶洞、富水破碎帶和風(fēng)化灰?guī)r等不良地質(zhì)體在不同含水率下的波形特征進(jìn)行綜合量化分析,提出了與不良地質(zhì)體相對應(yīng)的波形特征與判讀標(biāo)準(zhǔn)。7)依據(jù)圖像與信號處理相關(guān)理論,采用Contourlet變換和K-MEANS++算法,從電磁反射能量分布、反射振幅與頻率特征對應(yīng)的顏色特征向量出發(fā),對地質(zhì)雷達(dá)的原始剖面特征進(jìn)行提取分析,給出了基于圖像與信號特征的解譯判讀標(biāo)準(zhǔn)。8)采用FLAC3D軟件,對不良地質(zhì)體的施工安全距離進(jìn)行了數(shù)值分析,得到了溶洞和破碎帶在不同支護(hù)條件下的安全距離;基于現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)雷達(dá)超前探測,對溶洞和破碎帶分布規(guī)模的判斷方法進(jìn)行研究,提出了基于地質(zhì)調(diào)查和波形特征的分布規(guī)模預(yù)估方法;根據(jù)止水巖柱破壞理論和圍巖松動圈探測,分別建立了涌水量和塌方規(guī)模的估算模型并推導(dǎo)了其估算公式,結(jié)合國內(nèi)相關(guān)研究成果對災(zāi)害等級進(jìn)行了靜態(tài)劃分。研究成果可為今后巖溶地區(qū)公路隧道及相關(guān)地下工程的地質(zhì)雷達(dá)超前探測提供有益的參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U452.11
【目錄】：

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【參考文獻(xiàn)】

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