隧道地震模型物理模拟研究

【摘要】： 随着我国基础设施建设的高速发展,大量的深埋长大隧道工程便纷纷上马,隧道中的地质条件也变得越来越复杂。因此,对隧道中进行系统的地质预报研究不仅必要而且紧迫,而且具有现实的工程意义而且具有很强的理论价值。 目前,隧道超前预报的准确与否对隧道施工的安全起着至关重要的作用。虽然,在施工中的应用很多,但是在实验室的物理模拟实验确是很少。 在选择模型材料时,选择了两种波速和岩石相近的材料水泥块和冻砂,但是水泥块中由于有碳酸盐和硅酸盐的存在,使得在做声-电实验时有很强的电磁干扰。而在冻结细砂的测试时,P波波速和岩石的接近,而且干扰比较微弱。所以最后选择了冻砂作为本实验的模型材料。 模型制作完成后,对模型进行声-声观测、声-电观测。其中声-电转换是目前的前沿方法,也是本实验主要的测量任务。通过两种方法的研究来更好的对隧道不良地质进行预报。 通过对实验的观测结果进行分析,可知声-声测量中可以观测到P波的直达波和反射波以及S波的直达波,但看不到S波的反射波,声-电测量中可以观测到同样的结果,所以可以用声-电代替声-声进行隧道模型实验,同时可以避免由于换能器的体积过大造成接收换能器定位不准确和排列道数不够的影响。由于成功的看到了直达波和反射波,说明本物理模型和观测系统是可行的。