《音频电磁法在工程地质勘察的应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《音频电磁法在工程地质勘察的应用.docx（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、音频电磁法在工程地质勘察的应用摘要：音频大地电磁测深法简称AMT，属于地球物理电法勘探中的一种方法。它采纳自然场源，其具有勘探深度大、抗干扰能力较强和工作效率高等特点，适合南方地形起伏地区工程中的中深部地质勘察。对指定隧道测段YK29+0YK29+600开展AMT工作，结合视电阻率剖面进行二维反演，得到地电断面。通过分析讨论，推断出了工程地质不利条件，为解决隧道勘察施工中的工程地质问题提供了有力根据。关键词：地球物理；地形起伏；频率；反演电阻率断面图我国西南地区有着独特的气候和地质条件，岩溶、断裂、脆弱层及地下水发育等工程地质问题突出，对工程建设、矿产资源开采造成诸多不利条件。通常工程勘察、灾
2、难调查等多采纳传统的高密度直流电法和浅层地震1相结合的手段，但是在地形起伏大2、接地条件差、勘探深度较大的西南山区，往往效果不佳。自然场音频大地电磁法3以下简称AMT法，采纳的是自然电磁场，在频率域数据采集与处理，有效勘探深度到达1000m，该方法抗干扰能力较强，仅受工业电磁影响较大，适合工业偏少的西南山区工程勘察。本次尝试对指定隧道测段YK29+0YK29+600开展AMT工作，其具体目的任务为：探测150m以浅深度范围内断层、破裂带、岩溶、暗河以及富水岩体的埋深、规模和分布，并依据视电阻率对岩体进行围岩类型划分，为隧道施工提供物探根据。1勘察区地质特征隧址区出露地层主要为侏罗系中统沙溪庙组
3、(J2s)泥岩夹粉砂岩地层，第四系全新统坡残积层(Q4dl+el)，第四系(Q4ml)粉质粘土层等，总厚度816m1079m。现对主要岩性分别表达如下：泥岩：呈棕红色，成分主要为长石、石英、云母及粘土矿物，中厚层状构造，泥质结构，泥质胶结为主，局部有钙质结核。粉砂岩：呈青灰色褐灰色，成分主要为石英、长石、云母及岩屑，中厚层状构造，粉细粒结构，泥钙质基底式胶结。2勘察区电物性特征AMT法与常规电法勘探一样，以电阻率的差异来划分探测对象与围岩，并依据异样特征推想地质体性质和分布特征。影响电阻率的主要因素有岩石性质、构造、结构、含水状况等多种因素。依据实测和收集的资料得到工区主要地层岩性的电物性参数
4、，如表1。此次工区地层较简洁，主要为第四系的黏土覆盖层、侏罗系中统沙溪庙组(J2s)泥岩夹粉砂岩等。从表1可知，覆盖层黏土、泥岩与砂岩三者存在较为明显的电性差异。同时，完好岩体与断层、破裂带、脆弱带或含水岩体之间也存在肯定的电性差异，因此工区具备开展AMT法的地球物理前提。3AMT法观测技术3.1方法原理AMT法是利用自然音频大地电磁场作为场源。其观测的基本参数是互相正交的电场重量和磁场重量，通过傅氏变换，将信号从时间域转换到频率域。引入外表阻抗Z，即为地外表电场和磁场水平重量之比，其值只与介质电阻率和电磁波的频率有关。当自然交变音频电磁场垂直入射大地，在地下以波的形式传播时，地面电磁场的观测
5、值由于电磁感应的作用，会包含地下介质的电阻率分布的信息。不同频率的电磁场信号具有不同穿透深度，高频信号穿透深度小，低频信号穿透深度大，因此通过讨论地表采集的电磁数据能够反演出地下不同深度介质电阻率分布的信息，从而实现地质解释。3.2AMT法野外布置采纳加拿大产V8多功能电磁法系统，施工生产前对V8主机1985、RXU-3E帮助盒子及两根磁棒进行了标定。在指定隧道里程段YK29+0YK29+600的位置布置AMT测线，测点距为5m、10m，如图1。4AMT法数据处理与解释4.1AMT数据处理4.1.1预处理预处理采纳SSMT2000及MTEDITOR软件4，主要对原始数据平滑、TE与TM极化模式
6、识别、测点处理、静校正和滤波等处理，保证后续反演数据的客观真实性。4.1.2二维反演数据进行预处理后，采纳MTsoft2D软件结合地质资料等约束条件，进行视电阻率二维反演5。该反演软件可进行多种一维、二维反演，具有界面简洁人性化、反演方法多、约束设计功能强大、实时查看等特点。主要过程如下：先进行一维Bostick反演保持结果一维性，粗略和一维OCCAM反演保持模型光滑性，依靠初始模型较小，然后依据一维反演结果作为初始模型进行二维NLCG反演。实行多种参数和约束条件，对不同反演结果进行对比分析，得出最合理的解释成果。4.2AMT资料解释对于资料解释利用，视电阻率二维反演断面图作为资料解释的基本图
7、件和主要根据。4.2.1解释原则结合地质资料对反演电阻率断面图，分析异样值、背景值、异样形态规模和异样分布位置，对异样进行统计和分类，大致划分出地层或者岩性分界线、断层、破裂带、岩溶等分布范围。本次工作主要讨论低阻异样2，通过分析，将低阻异样分为、和三类。将电阻率值10m的异样区判释为类异样，对应极破裂、极脆弱的岩体或岩溶破坏带；电阻率值为10m25m的异样区判释为类异样，对应破裂、脆弱的岩体；将视电阻率值为25m40m的异样区判释为类异样，对应较破裂或较脆弱的岩体；将电阻率值40m的异样区划分为区域，对应较完好岩体。如下表2。4.2.2资料分析解释本次测线段由YK29+0YK29+600构成
8、。下面电性断面图中横向贯穿的黑色实线为隧道洞身图2。依据AMT视电阻率6反演、地学地质断面图分析解释，在里程YK29+326推想了一DF1断层，该断层倾向北西，倾角约60，见图3。同时，对隧道洞身围岩按解释划分标准进行了分级并圈定，具体如表3。5结论1资料处理采纳物探与地质相结合的思路，最终得到了AMT电法反演断面图，并进行了详尽的地质解释。不仅推断出了断层，而且对隧道四周岩石进行了分级，重点圈出了较为破裂、脆弱或含水的岩体，为后续工作提供了指导根据。2此工程条件下中，高密度和浅层地震等常规手段通常会受条件限制，干扰多，中深部辨别力弱，异样划分困难，往往提供不了足够有用的指导根据。本次AMT法
9、成果与已有地质成果吻合良好，并对地质工作难以判定的地下地质分布状况做出了合理推断解释，证明了AMT法在工程勘察中有效性，值得在冗杂地质条件下应用推广。3AMT法相对大地电磁MT法，工作效率更高，中浅部精度更高；相对可控源音频大地电磁CSAMT法，精度相当，设备更轻便，效率更高，适合各种冗杂地形测区；相对常规电法和浅层地震，浅层辨别率相对较差，但勘探深度更大，抗干扰能力更强。因此，在南方冗杂山区大深度工程勘察中，AMT法可作为优先考虑手段。参考文献1王宗旭，综合物探在采空区铁路选线中的应用J.工程地球物理学报，2022，4(6):744-749.2蒋伟，段长生，陈知富，等.音频大地电磁法在冗杂地
10、形铁路隧道勘察中的应用J.矿产勘查，2022，115:1053-1059.3汤井田，刘子杰，刘峰屹等.音频大地电磁法强干扰压制试验讨论J.地球物理学报，2022，5812:4636-4647.4张军，音频大地电磁法在隧道涌水处治中的应用J.工程地球物理学报，2022，122:162-166.5朱学仁.断层的大地电磁响应的讨论J.长春科技大学学报，1999，293:290-294.6朱广俊，李伟，李凤哲，等.广西隆安县地下水储水构造的地质-地球物理模型及其地球物理响应特征分析J.中国岩溶，2022，301:34-40. 卿晓锋 王安平 单位：四川中成煤田物探工程院有限公司本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页