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《华南理工大学》 2012年
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综合地质预报技术在岩溶隧道中的应用研究

代勇  
【摘要】:隧道施工一旦出现岩溶突水、突泥或者坍塌等地质灾害,其对隧道正常施工和人员安全所造成的损失是无法估量的。如何提高岩溶隧道施工地质预报的准确性也是近年来是隧道工程界的一个迫切需要解决的问题,本文针对采用综合手段对岩溶隧道施工过程中的超前地质预报技术进行了研究,本文主要研究内容如下: (1)结合岩溶隧道的地质灾害和国内外对隧道超前地质预报研究现状,提出了目前一些预报系统存在的问题,并在此基础上提出了一种改进预报手段的综合预报模式。 (2)研究了地震波法基本原理,主要论述了地震波在隧道内传播形式、地震波的衰减、时距关系以及偏移理论,运用有限差分法对隧道内存在含水溶洞进行地震波数值模拟,阐述了GPT系统工作原理、观测方式,建立地震波法预报中常见不良地质体的判释准则。 (3)研究了地质雷达法(GPR)的工作原理、观测方式,运用时域有限差分法对隧道内存在含水溶洞进行电磁波传播数值模拟,结合工程经验总结各种不良地质体在雷达图像中的特点和解释原则。 (4)采用综合预报技术并结合探测数据融合方法,研究了红外测温法探水的基本原理和实施。根据反射地震波法、地质雷达方法针对岩溶隧道超前地质情况的探测结果,利用有限元软件ANSYS模拟隧道山体正常温度场和异常场,根据施工现场红外测温技术得到的温度场分布规律,对比研究温度法有效探测距离和应用效果。具体思路是,根据地质预报结果,在数值分析模型中将隧道前方已探测范围内的溶洞划分区域并分别模拟单个区域隧道拱顶、左侧、右侧边墙沿开挖线范围内的温度曲线,通过正演方法分析不同含水情况下、不同位置溶洞在隧道已开挖范围内温度场的变化规律,根据现场温度场的测试结果反演岩溶含水情况,从而达到预报目的。 (5)研究岩溶环境下基于地震波法+地质雷达+红外测温综合预报技术的优越性,并应用于某公路岩溶隧道施工超前地质预报工作中。通过隧道实际开挖资料与“地震波法+地质雷达+红外测温”预报模式的预报结果进行对比分析,验证“地震波法+地质雷达+红外测温”综合预报技术的可靠性和实用性。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:U452.1

【参考文献】
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