反射波法隧道超前地质预报地震波走时模拟研究 被引量：4

1

作者 徐若格 孙辉 +5 位作者 陈瑞 任洪涌 张健 李猛 高福柳 赵晓彦 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期623-631,共9页

隧道施工安全常常由于复杂的地质情况面临着巨大的挑战,反射波法地震勘探具有探测深度大、抗干扰能力强等优点,是确保隧道施工安全的重要超前地质预报手段。反射地震波走时计算与地震数据处理中的纵横波分离、速度建模、偏移成像等多个... 隧道施工安全常常由于复杂的地质情况面临着巨大的挑战,反射波法地震勘探具有探测深度大、抗干扰能力强等优点,是确保隧道施工安全的重要超前地质预报手段。反射地震波走时计算与地震数据处理中的纵横波分离、速度建模、偏移成像等多个步骤息息相关,直接影响着隧道地质预报的结果。本文将仿照反射波法隧道超前地质预报的实际施工区域进行速度建模,以求解程函方程为基础,结合快速推进法(FMM)中的迎风有限差分方法以及窄带扩展技术实现针对隧道模型的初至地震波走时模拟。并通过对隧道模型中反射界面位置信息的提取,构建反射波初始窄带以及结合窄带扩展技术实现针对隧道模型反射波走时的计算。通过数值分析以及复杂隧道模型计算表明,文中给出的反射波法隧道超前地质预报地震波走时模拟具有良好的计算精度以及较强的适应能力。 展开更多

关键词 地震反射波 地震波走时计算 隧道超前地质预报 初至走时计算 快速推进法

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改进型瞬变电磁装置在隧道超前地质预报探水中的对比 被引量：3

2

作者 甄大勇 刘康 +2 位作者 赵思为 周超 索朗 《中国铁路》 2022年第12期11-16,共6页

隧道掌子面前方地下水发育情况的探测工作一直是隧道超前地质预报工作中的重点。瞬变电磁法凭借对地下水敏感的特性,已被使用于隧道超前预报探水工作中。但隧道近似于一个全空间环境,而常规的瞬变电磁理论均是建立在半空间环境基础上。... 隧道掌子面前方地下水发育情况的探测工作一直是隧道超前地质预报工作中的重点。瞬变电磁法凭借对地下水敏感的特性,已被使用于隧道超前预报探水工作中。但隧道近似于一个全空间环境,而常规的瞬变电磁理论均是建立在半空间环境基础上。为适应隧道等全空间环境的探测工作,许多厂商对传统的瞬变电磁装置进行了不同改进,而这些改进装置的应用效果还有待实际工程项目的检验。因此采用3种不同改进的瞬变电磁装置置于某在建隧道的同一掌子面处进行探水工作,且将隧道的开挖实际情况与探测成果进行对比分析,评判了3种装置的应用效果,为隧道超前地质预报探水工作提供参考。 展开更多

关键词 瞬变电磁 隧道超前地质预报 探水 中心回线 重叠回线

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TSP隧道超前地质预报技术及其3D成果研究与应用 被引量：17

3

作者 周黎明 邱东明 +2 位作者 付代光 肖国强 王法刚 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2016年第10期72-78,共7页

水利水电洞室具有规模大、尺寸大的特点,如果开挖隧洞发育大型不良地质(断层破碎带、溶腔、突水突泥等),则更容易引发大型的安全生产事故,而水电隧洞超前地质预报工作相对薄弱,因此开展水电洞室超前地质工作是一种新的应用和研究。首先... 水利水电洞室具有规模大、尺寸大的特点,如果开挖隧洞发育大型不良地质(断层破碎带、溶腔、突水突泥等),则更容易引发大型的安全生产事故,而水电隧洞超前地质预报工作相对薄弱,因此开展水电洞室超前地质工作是一种新的应用和研究。首先介绍了TSP技术的发展现状和基本原理,探讨了影响TSP数据采集的几点关键因素;之后,将TSP方法应用到乌东德水电站的泄洪洞和导流洞中,获得了大尺寸工作面水工洞室超前地质预报结果,并绘制出不良地质体3D空间分布成果。该结果与随后施工开挖揭露出的溶洞以及工作面前方存在的导流洞水体分布基本一致,验证了TSP技术在水电水利地下工程中应用的可行性和有效性,具有一定的应用推广意义。 展开更多

关键词 TSP 隧道地质超前预报 3D成果 乌东德水电站 数据采集

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TSP法隧道超前地质预报技术研究与应用 被引量：16

4

作者 牟元存 李星 +1 位作者 高树全 王凯 《中国铁路》 2022年第1期45-50,共6页

长大隧道无法绕避部分不良地质问题而面临着更为复杂的工程地质和水文地质环境,这对隧道施工过程中的防灾减灾和超前地质预报工作提出了更高要求。采用隧道综合超前地质预报技术,通过二十余条铁路线的上百座高风险隧道(近2000 km)超前... 长大隧道无法绕避部分不良地质问题而面临着更为复杂的工程地质和水文地质环境,这对隧道施工过程中的防灾减灾和超前地质预报工作提出了更高要求。采用隧道综合超前地质预报技术,通过二十余条铁路线的上百座高风险隧道(近2000 km)超前地质预报实践,在总结经验教训的基础上,开展了隧道掌子面前方超前地质预报物探成套技术研究。结合大量预报实践及课题中的TSP法正反演数值模拟预报效果测试情况进行阐述,对不同不良地质条件下的物探响应特征进行总结。该研究成果对采用类似技术开展隧道超前地质预报的同类方法具有指导意义。 展开更多

关键词 高速铁路 隧道超前地质预报 物探 TSP 正反演数值模拟

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基于滤波算法的隧道全时域激发极化超前探测正演方法 被引量：1

5

作者 李志强 褚国安 +6 位作者 聂利超 裴文兵 郭一凡 周维 胡军 闫冰 邓朝阳 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期638-648,共11页

为进一步提高隧道全时域激发极化多参数超前探测的效果,采用滤波算法进行计算时间域等效电阻率,采用有限单元法进行计算,提出一种基于滤波算法的隧道全时域激发极化超前探测正演方法。该方法针对时间域Cole-Cole表达式计算收敛性差的问... 为进一步提高隧道全时域激发极化多参数超前探测的效果,采用滤波算法进行计算时间域等效电阻率,采用有限单元法进行计算,提出一种基于滤波算法的隧道全时域激发极化超前探测正演方法。该方法针对时间域Cole-Cole表达式计算收敛性差的问题,引入滤波算法进行时间域激发极化等效电阻率的计算,提高算法的收敛性;针对正演过程中大型矩阵求解影响计算效率的问题,引入OpenMP并行算法,实现隧道全时域激发极化超前探测正演的加速运算。最后,开展数值算例和物理模型试验。研究结果表明:该正演方法对异常体有敏感响应,且在加快正演速度具有显著优势。通过基于滤波算法的隧道全时域激发极化超前探测获得的观测数据与实际探测数据较为相符,这为基于全时域激发极化隧道超前探测提供了一种可行的正演算法。 展开更多

关键词 隧道超前地质预报 全时域激发极化 滤波算法 快速三维正演模拟 并行算法

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TST技术在岩溶地区隧道超前预报中的应用 被引量：33

6

作者 肖启航 谢朝娟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1416-1420,共5页

顶效隧道位于岩溶发育地区,地质构造复杂,岩体破碎,对超前预报技术的要求高,风险较大。目前国内外应用的隧道超前预报技术多数都存在着技术缺陷,不能区分不同方向的地震回波,不能准确地确定掌子面前方围岩的波速,不能正确地进行纵横波... 顶效隧道位于岩溶发育地区,地质构造复杂,岩体破碎,对超前预报技术的要求高,风险较大。目前国内外应用的隧道超前预报技术多数都存在着技术缺陷,不能区分不同方向的地震回波,不能准确地确定掌子面前方围岩的波速,不能正确地进行纵横波分离等问题,影响到预报的可靠性和准确性。为了确保施工安全,减少和避免地质灾害发生,顶效隧道超前预报中采用了TST技术。应用结果表明,TST技术采用空间阵列系统和速度扫描技术有效地解决了掌子面前方围岩速度分布问题,提高了构造定位精度;应用二维方向滤波技术有效地消除了上下、左右的侧向回波和面波干扰,成功提取了前方回波用于超前预报,避免了虚报误报,解决了复杂地质条件下的超前预报问题。 展开更多

关键词 隧道超前预报 速度扫描 频率-波数滤波 隧道地震波成像(TST) 隧道地震波超前预报(TSP) 隧道地质超前预报(TGP) 隧道层析成像(TRT)

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TST超前地质预报技术在贵州岩溶地区的应用 被引量：19

7

作者 张卿 罗宗帆 《隧道建设》 2012年第3期398-403,共6页

为探索岩溶地区有效的超前预报技术方案,结合岩溶区的地震波场特征,尝试使用基于散射和反射混合模型的TST隧道超前预报技术进行地质超前预报。主要研究成果如下:1)基本查明斗磨隧道进口平导和大独山隧道1#横洞掌子面前方150m预报范围内... 为探索岩溶地区有效的超前预报技术方案,结合岩溶区的地震波场特征,尝试使用基于散射和反射混合模型的TST隧道超前预报技术进行地质超前预报。主要研究成果如下:1)基本查明斗磨隧道进口平导和大独山隧道1#横洞掌子面前方150m预报范围内的地质情况;2)探明隧道掌子面前方岩溶裂隙、溶洞的分布范围、规模以及发育情况;3)预报的结果与实际情况基本一致,为提前采取支护措施提供准确的地质依据。 展开更多

关键词 岩溶 隧道地质超前预报 TST 速度扫描 方向滤波 偏移成像

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多同性源阵列电阻率法隧道超前探测方法与物理模拟试验研究 被引量：35

8

作者 李术才 聂利超 +5 位作者 刘斌 田明禛 王传武 宋杰 刘征宇 王世睿 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1434-1446,共13页

直流电阻率法以其对含水构造响应敏感且适应性强的特点,是隧道施工期超前地质预报的常用方法.针对目前定点源三极观测方式易受到测线附近旁侧异常干扰与聚焦观测方式探测距离过短无法三维成像的问题,提出了一种基于多同性源阵列电阻率... 直流电阻率法以其对含水构造响应敏感且适应性强的特点,是隧道施工期超前地质预报的常用方法.针对目前定点源三极观测方式易受到测线附近旁侧异常干扰与聚焦观测方式探测距离过短无法三维成像的问题,提出了一种基于多同性源阵列电阻率的隧道超前探测新方法,利用环形布置的多同性源供电压制隧道掌子面后方的异常体的干扰,同时增强掌子面前方远处异常体的敏感度,阵列电极测量可为含水构造的三维反演成像提供三维数据.首先,开展了含水构造超前探测的数值正演模拟,发现多同性源方法的视电阻率纵向微分曲线极小值以及与横轴的交点位置可对异常体位置进行定性判断,探讨了多同性源方法对后方及侧向异常干扰的响应特征及识别方法.其次,将电阻率光滑约束与轨迹光滑策略引入蚁群反演算法,提出了一种最小二乘方法与改进蚁群算法相结合的混合反演算法,反演数值算例表明混合反演算法能够实现含水构造的三维成像,较好地反演出不同距离的含水构造位置,并使其边界较为清晰.为了验证多同性源探测方法的探测效果开展了物理模型试验,多同性源阵列电阻率法能较好的反映含水构造的存在,与实际含水构造的位置较为相符. 展开更多

关键词 隧道超前地质预报 多同性源电极阵列 三维电阻率反演 改进蚁群算法 混合反演 物理模型试验

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隧道含水构造直流电阻率法超前探测三维反演成像 被引量：24

9

作者 刘斌 李术才 +3 位作者 聂利超 王静 宋杰 刘征宇 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1866-1876,共11页

突涌水地质灾害是隧道修建面临的主要威胁,隧道掌子面前方赋存的突水灾害源——含水构造的三维定位已经成为亟待解决的关键难题。针对上述难题,提出了直流电阻率法三维反演成像超前探测方法。首先,建立了直流电阻率法超前探测三维全空... 突涌水地质灾害是隧道修建面临的主要威胁,隧道掌子面前方赋存的突水灾害源——含水构造的三维定位已经成为亟待解决的关键难题。针对上述难题,提出了直流电阻率法三维反演成像超前探测方法。首先,建立了直流电阻率法超前探测三维全空间立体观测方式,针对测线附近的旁侧干扰严重这一关键问题,提出了干扰识别与去除方法,实现了掌子面前方三维有效信息的测量。综合线性反演方法和非线性反演方法的优点,提出了改进遗传算法与最小二乘法相结合的混合反演成像方法,既摆脱了对初始模型的依赖,又保证了反演进化效率。然后,重点对断层、裂隙、溶洞等典型的含水构造进行了系统的反演数值试验,获得了典型含水构造的三维成像特征和相应的地质解释依据,为实现由观测数据到三维成像再到地质模型的映射奠定了基础。最后,将直流电阻率法超前探测三维反演成像方法应用到模型试验和实际工程中,实现了含水地质构造的较准确三维定位,证明该方法具有良好的推广应用价值。 展开更多

关键词 隧道超前地质预报 含水构造 直流电阻率法 三维反演成像 混合反演方法 旁侧干扰去除

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联合预报在组合地质灾害隧道工程中的应用 被引量：4

10

作者 朱宝合 戴亦军 +1 位作者 郑邦友 刘灿 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第5期1773-1779,共7页

在某地质条件复杂的隧道探测中,为了判断掘进工作面前方地质情况,选用隧道地震电测(tunnel seismic electric prediction,TSEP)和地质雷达(ground penetrating radar,GPR)超前地质预报技术对地质条件复杂的区段进行超前探测,经与实际开... 在某地质条件复杂的隧道探测中,为了判断掘进工作面前方地质情况,选用隧道地震电测(tunnel seismic electric prediction,TSEP)和地质雷达(ground penetrating radar,GPR)超前地质预报技术对地质条件复杂的区段进行超前探测,经与实际开挖情况对比分析得出探测结果准确可靠。TSEP超前地质预报技术有效探测距离长,对不良地质体的探测范围广;采用TSEP超前地质预报技术与GPR技术联合预报的预报体系,可以改变原有联合预报全过程预报的模式,减少预报工作量,降低预报成本。该研究可为同类型地质条件工程超前探测提供了借鉴。 展开更多

关键词 隧道地震电测(TSEP)超前地质预报技术 地质雷达(GPR)超前地质预报技术 组合地质灾害 预报效果

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滤波频带对TSP预报结果影响分析 被引量：5

11

作者 付代光 周黎明 +1 位作者 肖国强 王法刚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S2期315-325,共11页

TSP(tunnel seismic prediction)隧道地质超前预报技术因其探测距离长、预报精度较高,成为当前隧道超前地质预报最为常用的方法之一,TSP数据滤波频带范围的选择是决定预报结果可靠性和稳定性的关键环节。为了获得精确的TSP预报结果,通... TSP(tunnel seismic prediction)隧道地质超前预报技术因其探测距离长、预报精度较高,成为当前隧道超前地质预报最为常用的方法之一,TSP数据滤波频带范围的选择是决定预报结果可靠性和稳定性的关键环节。为了获得精确的TSP预报结果,通过对高速公路和铁路隧道681次TSP数据的滤波频带范围对预报结果的影响进行统计分析,并以软夹层、突水、破碎带、溶洞等5种典型的地质情况为例开展分析,结果表明,(1)数据信噪比高:应选择宽频带滤波(适当增加低通-高通或高切-低切的差值),以保证对异常体的精确定位和有效识别,一般可用1.5~2.5倍主频宽度作为滤波的低通值或高切值,但在异常体的发育尺寸大且异常强烈,应适当压缩滤波范围(缩小低通-高通的差值),以便突出异常,如果此时选择宽频带滤波则易导致对围岩地质情况及围岩级别的低估,从而引发施工风险,滤波范围可根据主频的有效宽度确定;(2)数据信噪比低:主频不明显或无主频时应选择窄频带滤波,以便剔除假异常,保留真实的地质情况,对滤波后仍存在的异常需结合其他超前预报方法进一步判定。主频明显时应选择宽频带滤波,避免因窄频滤波引起异常位置偏移而造成误判。文中的TSP数据滤波方法,对提高TSP预报结果的准确性和稳定性,指导隧道安全施工具有重要借鉴和实践意义。 展开更多

关键词 隧道超前地质预报 TSP 滤波频带 信噪比 地质异常体 对比分析

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《隧道建设》2007年(第27卷)总目录

12

《隧道建设》 2007年第6期114-119,共6页

关键词 隧道施工技术 客运专线隧道 盾构法施工 潜盾隧道 隧道超前地质预报 盾构隧道 隧道开挖 隧洞开挖 连拱隧道 盾构施工技术 砂卵石地层 隧道工程 隧洞工程 道路工程 隧道洞口 隧道口 雪山隧道 隧道建设 目录 检索工具

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瞬变电磁电阻率作为初始模型的隧道地震速度曲线反演方法研究 被引量：2

13

作者 鲁兴林 徐正玉 +2 位作者 廖先 王桂梅 付志红 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第S01期190-198,共9页

为能定性描述围岩的软弱特性,提出瞬变电磁电阻率作为初始模型的隧道地震速度曲线反演方法。具体步骤为:1)详细分析隧道地震数据特征,提出反视速度叠加方法提取叠加道集,以降低单道波形的误差,提高后期的反演精度;2)提出适用于隧道地震... 为能定性描述围岩的软弱特性,提出瞬变电磁电阻率作为初始模型的隧道地震速度曲线反演方法。具体步骤为:1)详细分析隧道地震数据特征,提出反视速度叠加方法提取叠加道集,以降低单道波形的误差,提高后期的反演精度;2)提出适用于隧道地震数据的波阻抗反演方法,得到超前方向相对可靠的速度曲线;3)为克服速度反演时的多解性问题,依据Faust公式建立速度和电阻率的联系,将瞬变电磁反演得到的视电阻率数据转化为初始速度模型,提高速度曲线的反演精度。模型数据的反演结果证明了反视速度叠加方法的合理性和初始速度模型的重要性;实测数据的反演结果表明,应用视电阻率约束的速度反演曲线能较好地提高超前方向速度曲线的反演精度,后期开挖结果也验证了速度曲线的合理性。 展开更多

关键词 隧道地质超前预报 隧道地震 瞬变电磁 反演 速度曲线

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中铁科学研究院有限公司主要科技创新成果

14

《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期177-177,共1页

中铁科学研究院有限公司(以下简称中铁科研院)秉承'创新、协调、绿色、开放、共享'发展理念,举科研之旗,走产业之路,积极构建面向全社会的开放型科技创新与成果转移转化平台。在基础设施建设与运营领域的新技术、新工艺、新材... 中铁科学研究院有限公司(以下简称中铁科研院)秉承'创新、协调、绿色、开放、共享'发展理念,举科研之旗,走产业之路,积极构建面向全社会的开放型科技创新与成果转移转化平台。在基础设施建设与运营领域的新技术、新工艺、新材料、新设备研发及其智能化、信息化方面成绩显著,取得了丰硕的成果。多年来,中铁科研院获得各类科技成果500项,科技成果奖372项,其中国家级科技奖34项。 展开更多

关键词 隧道超前地质预报 空气动力学效应 高速铁路隧道 边坡病害 微气压波 寒区工程 路基工程 研究院

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