吉林大学学报(地球科学版) ›› 2017, Vol. 47 ›› Issue (6): 1885-1893.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.201706305
施有志1,2, 林树枝3, 车爱兰2, 惠祥宇2, 冯少孔2, 黄钰琳1
Shi Youzhi1,2, Lin Shuzhi3, Che Ailan2, Hui Xiangyu2, Feng Shaokong2, Huang Yulin1
摘要: 球状或块状花岗岩不均匀风化残留的风化核(俗称"孤石")在我国南方沿海城市普遍发育。"孤石"经常导致盾构刀盘卡住及损坏,且可能引起地表的隆起等问题,因此在盾构施工前对"孤石"进行探测便于提前处理,是地铁工程勘察的难题。孤石与周围土层波阻抗不同的特点为地震映像法在孤石勘探中的应用提供了理论依据。本文首先介绍三维地震映像法的基本工作原理及方法;其次,建立含有孤石的三维地层模型,模拟三维地层中的地震映像法试验,研究不同位置测线的波形剖面图规律,结果表明:当测线在孤石投影区域内的时候,会产生明显的反射波和绕射波,可清晰观察到孤石的存在,经过数据处理后可确定孤石平面性状及埋深;最后,利用该方法对厦门地铁盾构区间的孤石进行勘探,当发现波形异常,揭示反射频率明显变低、振幅增强、有震荡现象和类似于短弧形的同相轴时,可判断为地下孤石。通过对比勘探结果与钻孔资料,验证了该方法的可靠性。本文提出了地铁孤石的探测及三维成像方法,供类似地区进行地质勘探借鉴。
中图分类号:
[1] 刘征宇. 用于地铁盾构区间孤石探测的三维电阻率跨孔CT方法研究及物理模型试验[J]. 岩石力学与工程学报, 2015, 34(12):2519-2530. Liu Zhengyu. The Boulder Detection Method Based on 3D Resistivity Cross-Hole Tomography in Metro Shield Zones and Its Physical Model Experimental Study[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2015, 34(12):2519-2530. [2] 谭卓英, 蔡美峰, 岳中琦,等.钻进参数用于香港复杂风化花岗岩地层的界面识别[J]. 岩石力学与工程学报,2006,25(增刊1):2939-2945. Tan Zhuoying, Cai Meifeng, Yue Zhongqi, et al. Interface Identification of Intricate Weathered Granite Ground Investigation in Hong Kong Using Drilling Parameters[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2006, 25(Sup. 1):2939-2945. [3] 徐佩芬,侍文,凌苏群. 二维微动剖面探测"孤石":以深圳地铁7号线为例[J]. 地球物理学报, 2012, 55(6):2121-2128. Xu Peifen, Shi Wen, Ling Suqun. Mapping Spherically Weathered ‘Boulders’ Using 2D Microtremor Profiling Method:A Case Study Along Subway Line 7 in Shenzhen[J]. Chinese Journal of Geophysics,2012, 55(6):2121-2128. [4] 杨亚璋. 越海盾构工程孤石探测技术探索[J]. 隧道建设, 2012, 32(5):700-704. Yang Yazhang. Boulder Prospecting Technologies for Sea-Crossing Shield Tunneling[J]. Tunnel Constructio, 2012, 32(5):700-704. [5] Cook J C. Seismic Mapping of Underground Cavities Using Reflection Amplitudes[J]. Geophysics, 1965, 30(4), 527-538. [6] 贾海青, 姜弢,徐学纯,等. 辽西深反射地震勘探采集试验[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2014, 44(4):1357-1368. Jia Haiqing, Jiang Tao, Xu Xuechun, et al. Field Test on Deep Seismic Reflection Acquisition in the West of Liaoning Province[J]. Journal of Jilin University (Earth Science Edition), 2014, 44(4):1357-1368. [7] Beres M, Luetscher M, Olivier R. Integration of Ground-Penetrating Radar and Microgravimetric Methods to Map Shallow Caves[J]. Journal of Applied Geophysics, 2001, 46(4):249-262. [8] 康健,韦庆海, 周琳,等. 利用地震台阵观测资料研究大庆地区深部构造[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(3):900-910. Kang Jian, Wei Qinghai, Zhou Lin, et al. Deep Structure Based on Seismic Array Observations in Daqing Area[J]. Journal of Jilin University (Earth Science Edition), 2016, 46(3):900-910. [9] 李术才. 基于跨孔电阻率CT的地铁盾构区间孤石探测方法及物理模型试验探究[J]. 岩土工程学报,2015,37(3):446-456. Li Shucai. Boulder Detection Method for Metro Shield Zones Based on Cross-Hole Resistivity Tomography and Its Physical Model Tests[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2015,37(3):446-456. [10] Kašpar M, Pecen J. Detection of Caves in a Karst Formation by Means of Electromagnetic Waves[J]. Geophysical Prospecting, 2010, 23(4):611-621. [11] 许宏发,钱七虎, 王发军. 电阻率法在深部巷道分区破裂探测中的应用[J]. 岩石力学与工程学报, 2009,28(1):111-119. Xu Hongfa, Qian Qihu, Wang Fajun. Application of Electronic Resistivity Method to Zonal Disintegration Exploration of Deep Roadway[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2009, 28(1):111-119. [12] 刘斌,李术才, 聂利超. 隧道含水构造直流电阻率法超前探测三维反演成像[J]. 岩土工程学报, 2012, 34(10):1866-1876. Liu Bin, Li Shucai, Nie Lichao. Advanced Detection of Water-Bearing Geological Structure in Tunnels Using 3D DC Resisticity Inversion Tomography Method[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2012, 34(10):1866-1876. [13] 刘宏岳. 地震反射波CDP叠加技术在海域花岗岩孤石探测中的应用[J]. 工程地球物理学报, 2010, 7(6):714-718. Liu Hongyue. Marine Seismic Reflection for the Detection of the Weathering Residues in the Granite[J]. Chinese Journal of Engineering Geophysics, 2010, 7(6):714-718. [14] 陈梦, 冯少孔, 车爱兰. 面波勘探和台阵地脉动观测相结合的地基调查法及其在松江古照壁保护中的应用[J]. 上海交通大学学报, 2013, 47(10):1557-1561. Chen Meng, Feng Shaokong, Che Ailan. Application of Geo-Investigation to Songjiang Ancient Wall Based on Surface Wave Survey and Array Microtremor Observation[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2013,47(10):1557-1561. |
[1] | 孙超, 邵艳红, 王寒冬. 支挡式结构物水平冻胀力研究进展与思考[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(3): 784-798. |
[2] | 郑国东, 覃建勋, 付伟, 杨志强, 赵辛金, 卢炳科. 广西北部湾地区表层土壤As分布特征及其影响因素[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(1): 181-192. |
[3] | 张玉玲, 司超群, 陈志宇, 初文磊, 陈在星, 王璜. 土壤硝酸盐氮的空间变异特征及影响因素分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(1): 241-251. |
[4] | 董德明, 曹珍, 闫征楚, 花修艺, 朱磊, 徐阳, 郭志勇, 梁大鹏. 臭氧-超声联用处理聚乙烯醇废水[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(4): 1191-1198. |
[5] | 李庆洋, 李振春, 黄建平, 李娜, 苏在荣. 基于贴体全交错网格的起伏地表正演模拟影响因素[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(3): 920-929. |
[6] | 熊德明, 张明峰, 吴陈君, 妥进才. 基于模糊层次分析方法的泥质有效低熟气源岩评价[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(6): 1620-1630. |
[7] | 战高峰, 朱福, 董伟智, 王静. 季冻区低路堤土基强度与影响因素相关性[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(3): 869-875. |
[8] | 陈勇,何中发,黎兵, 赵宝成. 崇明东滩潮沟发育特征及其影响因素定量分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2013, 43(1): 212-219. |
[9] | 曹阳,滕彦国,刘昀竺. 宁夏吴忠市金积水源地地下水水质影响因素的多元统计分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2013, 43(1): 235-244. |
[10] | 梁秀娟, 方樟, 季超, 王雪芹, 李钦伟. 高氟湖库底泥中氟的存在形态分析--以洋沙泡水库为例[J]. J4, 2010, 40(3): 651-656. |
[11] | 薛军民, 解伟, 王震, 张林. 川口油田长6储层成岩作用[J]. J4, 2009, 39(6): 1007-1012. |
[12] | 朱建伟,蒋黎,郭殿军,云海富,陈杏霞. 松辽盆地北部常家围子地区姚一段储层特征及影响因素分析[J]. J4, 2009, 39(2): 205-0210. |
[13] | 张文静,林学钰,苏小四. 硝基苯在含水层中迁移转化影响因素的定量研究[J]. J4, 2007, 37(2): 346-349. |
[14] | 孟庆涛,刘招君,柳蓉,王永莉. 松辽盆地农安地区上白垩统油页岩含油率影响因素[J]. J4, 2006, 36(6): 963-0968. |
[15] | 谢忠雷,杨佰玲,包国章,董德明. 茶园土壤不同形态镍的含量及其影响因素[J]. J4, 2006, 36(04): 599-604. |
|