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黄土隧道中地质雷达超前预报图像的实例分析

作　者: 王智
导　师: 吴从师
学　校: 长沙理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 黄土隧道 GPR 地质雷达超前预报
分类号: U452.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 209次
引　用: 3次
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内容摘要

在国家大力发展基础设施的形势下,修建在我国北方黄土地区的隧道工程逐年增多。近年来,超前地质预报已经成为隧道工程技术中不可或缺的一环,而用的最多的预报手段就是地质雷达技术。因此,如何在黄土隧道中运用地质雷达技术准确、高效地进行地质预报工作,成了我们必须面对的课题。本文介绍了我国黄土分布,特别是在山西地区的分布情况,详细叙述了黄土的工程性质,以及黄土隧道的施工方法。作为一种特殊土,黄土有着独特的工程性质,其孔隙比大,质地不均匀致密或均匀疏松,无明显层理等特征,使得以电磁波反射为原理的地质雷达在做黄土隧道地质超前预报时存在预报范围较短、构造特征难以判断等问题。而在国内外对地质雷达在超前地质预报应用的研究中,几乎没有单独针对在黄土地质条件下应用的阐述。本文通过对地质雷达优缺点的分析以及和其他预报手段的对比,总结出地质雷达的优越性。详细介绍了GPR地质雷达的应用原理,并分析了影响其工作的因素,如雷达天线中心频率的影响、环境电导率和介质介电常数的影响等。本文是以在山西太佳高速公路的井儿沟隧道和西庄一号隧道所做的地质超前预报工作为基础的。通过对预报结果与隧道开挖实际情况的对比,在总结经验的基础上,得出地质雷达在黄土隧道进行预报的有效距离,100MHz天线的有效距离约为12~15m左右,50MHz雷达天线的有效预报距离约为20~25m左右,并且总结得到了在黄土隧道中一些典型的雷达图像所表征的岩性特征,及预报当中的一些规律,希望对类似工程有一定的参考价值。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章绪论  9-14
  1.1 进行隧道工程超前地质预报的目的及意义  9-10
  1.2 国内外地质雷达技术的发展概述  10-11
    1.2.1 地质雷达技术在国外的发展  10-11
    1.2.2 地质雷达技术在国内的发展  11
  1.3 地质雷达的应用现状  11-12
  1.4 黄土隧道地质探测的难点  12-13
  1.5 本文的主要工作及研究思路  13-14
第二章地质雷达法超前地质预报的基本理论  14-26
  2.1 常用地质预报方法简介  14-16
  2.2 用 GPR 地质雷达进行超前地质预报的基本原理  16-20
    2.2.1 电磁波的传播与波速  16-17
    2.2.2 电磁波的反射与折射  17-18
    2.2.3 GPR 地质雷达的探测距离  18-19
    2.2.4 地质雷达的分辨率  19-20
  2.3 GPR 地质雷达的使用方法  20-21
    2.3.1 测线的布置  20
    2.3.2 探测方法  20
    2.3.3 参数选取  20-21
  2.4 影响 GPR 地质雷达工作的因素  21-26
    2.4.1 环境电导率的影响  22-23
    2.4.2 介电常数的影响  23-24
    2.4.3 探测频率的影响  24-26
第三章黄土的工程地质特性  26-30
  3.1 黄土的种类和性质  26-28
    3.1.1 黄土的成因及分布  26-27
    3.1.2 黄土的分类  27
    3.1.3 山西黄土的分布与特征  27-28
  3.2 黄土的工程性质  28-29
  3.3 黄土隧道的施工方法  29
  3.4 地质雷达在黄土地层中的应用现状  29-30
第四章黄土隧道中地质雷达结果分析方法及实例  30-59
  4.1 工程概况  30-34
    4.1.1 井儿沟隧道  30-31
    4.1.2 西庄一号隧道  31-32
    4.1.3 现场施测方法  32-34
  4.2 雷达参数的设置  34-42
    4.2.1 新建测试剖面时的设置  34-36
    4.2.2 滤波设置  36-41
    4.2.3 结果解释方法  41-42
  4.3 预报情况的分析对比  42-59
    4.3.1 井儿沟隧道  42-52
    4.3.2 西庄一号隧道  52-59
结论与展望  59-61
参考文献  61-64
致谢  64-65
附录 A  65
附录 B  65

黄土隧道中地质雷达超前预报图像的实例分析

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