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地质工程勘察中跨孔弹性波CT的运用论文

在学习、工作中，大家都经常接触到论文吧，论文可以推广经验，交流认识。写论文的注意事项有许多，你确定会写吗？下面是我精心整理的地质工程勘察中跨孔弹性波CT的运用论文，希望对大家有所帮助。

摘要：

由于传统地质工程勘察方法在实际应用中具有较大的残差，为此提出跨孔弹性波CT在地质工程勘察中的应用。利用跨孔弹性波CT对地质工程勘察区域进行三维空间探测，获取到地质工程岩体信息，在此基础上将地质三维空间探测数据导入到网格模型中，对数据进行网格化处理和分析，形成地质工程三维空间模型图，了解到地质工程岩体空间分布情况和发育情况，以此完成地质工程勘察。经实验证明，基于跨孔弹性波CT的地质工程勘察方法勘察结果残差值小于传统方法，更适用于地质工程勘察。

关键词:

跨孔弹性波CT;地质工程勘察;三维空间;网格模型;空间分布;

引言：

跨孔弹性波CT可分为地震跨孔弹性波CT和超声波CT，是在不损坏待测物体的前提下，利用弹性波射线穿透被测物体，利用信号接收系统在物体的另一端接收到声波射线。通常情况下跨孔弹性波CT多为一发多收声系统，也就是在物体某一点单点发射弹性波射线，在物体的另一端作扇形排列接收，然后沿着物体另一端从上到下逐点同步移动进行扫描观测[1]。由于跨孔弹性波CT具有效率高、无损害、精度高、灵敏度高等优点，已经被广泛应用于测量领域中，比如医学、生物、航天等，在国外跨孔弹性波CT技术已经被应用到地质勘察领域中，并取得了一定的应用成果，但是在国内还没有该方面的应用经验。目前地质工程勘察工作中仍采用传统的人工勘察方法，传统勘察方法在实际应用中主要依靠人员的勘察经验和勘察技术，很难获取到精准的岩体内部信息，并且尽可以实现面上的.二维探测，而无法实现面上的三维探测，随着地质工程勘察难度和要求的不断提高，传统勘察方法无论是在精度方面还是效率方面都无法满足地质工程勘察需求，为此提出跨孔弹性波CT在地质工程勘察中的应用研究，为跨孔弹性波CT在地质工程勘察中的应用提供理论依据。

1、基于跨孔弹性波CT的地质工程勘察方法

地质工程勘察工作的主要内容是通过勘察了解深层地质岩体的分布情况和发育情况，进而推断出深层岩体的空间位置以及裂隙发育情况等，本文利用跨孔弹性波CT技术作为地质工程主要测量手段，对地质工程进行三维空间探测，获取到地质工程岩体信息，并通过对岩体信息进行分析得到地质工程勘察结果，以下将对基于跨孔弹性波CT的地质工程勘察方法进行详细描述。

、基于跨孔弹性波CT的地质三维空间探测

通常情况下地质工程场地内地层一般为粉质土和碎石土为主，这两种土质的纵波波束Vp在1200m/s～1500m/s内，并且工程场地的基岩通常为页岩，中风化页岩的纵波波束Vp在2400m/s～3500m/s，微风化页岩的纵波波束Vp在3800m/s～4500m/s，未风化页岩的纵波波束Vp在4800m/s～5500m/s。此外场地深部的岩体发育区纵波波束Vp在1200m/s～1500m/s，各个地质之间有明显的波束差异，因此根据地质工程勘察需求，此次选用跨孔弹性波CT技术对地质进行三维空间探测，获取到深层岩体数据信息，用于后续地质三维空间探测数据分析，其探测过程如下[2]。

根据实际情况以及探测需求，本文采用型号为LOKP-S2S1型号跨孔弹性波CT扫描仪作为探测设备。首先利用HIS62地质岩芯钻机利用回转方式对地表进行钻孔，为了更加精准的获取到地质三维空间数据，钻孔之间的间距要比较小，通常情况下根据实际情况而定，在～之间，钻孔的孔径大小控制在100mm～130mm之间，钻孔的深度在35m～55m范围内，为了避免对地质造成损坏，在钻孔过程中需要进行注水，利用水降低钻孔产生的延误和对地质的摩擦。孔成之后将直径为75mm的聚氯乙烯套管护壁放入孔内，以供跨孔弹性波CT扫描仪工作使用。

钻孔完成之后，选取两个比较近的钻孔作为弹性波CT发射钻孔，跨孔弹性波CT扫描仪通过激发高频弹性波，向探测地质进行扫描；然后选择另一侧的钻孔作为弹性波CT接收钻孔，跨孔弹性波CT扫描仪内置传感装置，利用传感装置接收到地质反射回来的弹性波信号。在探测过程中需要开启跨孔弹性波CT扫描仪的噪声监测功能，选择噪声比较小时间范围内作为信号接收时间段，以此跨孔弹性波CT扫描仪保证三维空间扫描探测数据的精度。利用计算机读取到传感装置接收到的弹性波CT信号，并对其进行统一保存，用于地质三维空间探测数据分析。

、地质三维空间探测数据分析

跨孔弹性波CT扫描仪采集到的数据均是弹性波相关数据，若要通过对这些数据了解到深层岩体的空间位置以及裂隙发育情况，需要对三维空间探测数据进行处理和分析。首先将勘察区域离散成若干个规格的网格单元，将地质三维空间探测数据导入到网格单元中，形成网格化模型，用公式表示如下：

公式（1）中，ti为地质工程离散区域网格化模型，即第i条弹性波射线的走时；dij为第i条弹性波射线穿过第j个网格的长度；n为弹性波射线数量；m为地质工程离散区域网格化模型的网格数量；v为弹性波的速度；(x,y)为弹性波射线的路径。利用联合迭代方法对上述公式进行求解，可以得到每一个小方格内的地质弹性波慢度值，并分别取其倒数即可得到钻孔间岩体分布情况，利用上述公式绘制出各个离散后地质工程岩体三维空间模型图，将所有离散后的区域岩体三维空间模型图融合到一起，就形成了地质工程勘察岩体三维空间分布图，通过该图可以了解到地质工程岩体发育情况以及分布情况，确定岩体的具体发育位置和范围，以此完成基于跨孔弹性波CT的地质工程勘察[3]。

2、实验论证分析

实验以某地质工程为实验对象，该地质工程勘察面积为，地质土层为粉质黏土、碎石土等，存在波速差异，实验利用此次设计方法与传统方法对该地质工程进行勘察，得到深层岩体分布情况。

根据该地质工程实际情况，在勘察区域内布设10条测线，每个测线布置5个钻孔，共计布置50个钻孔，5对跨孔弹弹性性波波CCTT剖剖面面。。实实验验中中工工程程地地质质钻钻孔孔孔孔径径为为110000mmmm，，钻钻孔孔孔深为45m。每个钻孔利用矿孔弹性波CT三维空间探测扫描三次，取三次扫描中噪声波动最小的一组数据作为探测数据，共获取数据，按照上文对地质数据进行分析，共获取到5个岩体剖面图。实验用电子表格记录两种方法勘察数据，将其与实际值进行对比，并利用GSS软件计算出两种勘察方法勘察结果的残差值，残差值是用于评价精度的一个有效指标，其取值范围在0-1之间，残差值越接近1则说明勘察结果精度越低，与实际值之间的误差越大，相符程度越小；残差值越接近0则说明勘察结果精度越高，与实际值之间的误差越小，相符程度越高。实验将残差值作为实验结果，对两种地质工程勘察方法进行对比分析，实验结果如下图所示。

从上图可以明显看出，基于跨孔弹性波CT的地质工程勘察方法残差值最低可以达到δ，评价残差值仅为δ。而传统方法最大残差值为δ，平均残差值为δ，远远高于设计方法，因此实验证明了基于跨孔弹性波CT的地质工程勘察方法勘察精度更高，相比于传统方法更适用于地质工程勘察。

3、结语

本文对跨孔弹性波CT在地质工程勘察中的应用进行了研究，利用跨孔弹性波CT技术扫描获取到地质工程相关信息，并且对其进行处理和分析，形成一个新的地质工程勘察方法，跨孔弹性波CT技术的应用有效克服了传统勘察方法对准确获取深度岩体信息的困难，提高了地质工程勘察工作效率和精度，有助于实现地质工程的三维空间探测，对跨孔弹性波CT在地质工程勘察工作中的应用具有一定的推广作用。

参考文献

[1]邢庆祝杨志强，任卫波跨孔弹性波CT技术在某船闸工程场地岩溶勘探中的应用研究[J]西部探矿工程2018,30(071)110-111+114.

[2]余辉,黄远亮,王吉庆跨孔弹性波CT扫描技术在岩溶区桩基勘察中的应用[A].江苏省综合交通运输学会公路分会.2019年泛长三角公路发展论坛论文集[C].江苏省综合交通运输学会公路分会:江苏省公路学会，2019:6.

[3]卢泽昌,史艳超张进才.工程地质三维空间建模技术及其应用研究[J]中国标准化,2019(04):104-105.

谈谈水文地质勘察在工程地质的重要性论文

在地质工程勘察中，想要提高水文地质勘察的质量，减少或消除地下水对岩土工程的消极作用是基础。以下是我为大家整理的谈谈水文地质勘察在工程地质的重要性论文相关内容，仅供参考，希望能够帮助大家。

随着工程勘察的发展，水文地质勘察在工程地质中是一个极其重要的部分，以及对建筑物基础设计、持力层的选择、地质灾害的防治等都起着无可替代的作用。

摘要： 在地质工程勘察中，想要提高水文地质勘察的质量，减少或消除地下水对岩土工程的消极作用是基础。通过对水文地质在工程地质中的调查研究，本文从工程地质勘察中水文地质的评价内容加以分析，阐述了地下水可能引起的岩土工程危害，进而提出水文地质在勘查工程地质中的重要地位及意义。以供参考。

关键词：水文地质;地质勘查;地下水;意义

通过笔者对水文地质在工程地质所产生影响的多年研究，发现水文地质问题对工程勘察的设计和施工有着极其重要的影响。但由于在实际操作中，往往被人们所忽视，导致地下水引起的各种岩土工程危害已屡见不鲜。因此，在实际的工程勘察中，首先要与工程地质有关的水文问题，并分析地下水对工程地质的作用，其次，根据分析结果，针对对岩土工程产生负面影响的水文问题，采取相应的措施，这对从根本上提高工程勘察的质量意义重大。

1水文地质勘察的内容

由于缺少评价地下水对岩土工程的危害和重要性，在水文地质勘察的过程中，因地下水造成的建筑物开裂或建筑物基础下沉的质量事故时有发生，笔者针对该种情况，分析出水文地质勘察在工程地质的主要内容。

(1)在勘察中，需根据建筑物地基基础类型的需要，分析查明影响岩土工程的水文地质问题。

(2)根据地下水对岩土工程产生的影响，预测水文问题可能对工程地质造成的结果，并采取相应的预防措施。

(3)在工程地质的勘察中，分析不同条件下水文地质对岩土工程的影响，如严格检查地下水位以下的钢筋以及混凝土的耐受能力和腐蚀性强度，由于其是整个建筑物的基础，有问题需及时处理，再如在挖掘地基后，如果基础承压含有水层，预测基坑板是否会被承压水冲坏。由上所述，对工程地质有影响的水文地质因素诸多，如地下水的类型、水位以及含水层的厚度等等，为提高工程地质的勘察质量，严格按照勘察内容开展作业是关键。

2岩石的水理性质

岩石水理性质指岩石与地下水经相互作用反应后而显示出来的各种性质，其不单单会影响建筑岩土的强度，甚至会直接影响建筑物的稳定性，主要性质如表1所示。

3水文地质勘察在工程地质中的地位及意义

在工程地质中水文地质勘察的要求

在工程地质的水文地质勘察中，需结合工程的.实际要求，通过水文地质的勘察工作以及资料的搜集，对实施建筑工程所属区域的水文地质条件进行查明，主要分为以下几种条件：

(1)自然地理条件：即地理位置、地形、气候以及水资源等自然条件，在水文地质的勘查工作中，主要包括地形地貌该区域的水文气象特征等内容，地形地貌是指工程区域的地表形态，如周围的水系、平原、高原特征以及地形是否开阔平坦、地貌是否被侵蚀等情况;气象水文是由陆地表面和大气的水分相互作用而成，其在工程地质中的特征是指工程所属地域的季风气候、湿润程度、热量以及属于哪种气候地带等。

(2)地下水位：指工程地质区域的地下含水层中水面的高程，准确测出地下水位是地质勘查的重要内容，会对岩土工程产生直接的影响，因此，在勘察过程中，不仅要测量工程实施时间段的高程，还包括近2~5年的水位变化趋势以及最高地下水位，与此同时还需调查地下水与地表水的补排关系以及地下水补给排泄条件等对地下水位会产生影响的因素。

(3)地质环境：主要指工程所在区域的岩土的地质构造特征、结构、发育历史及其对第四系厚度的控制、地层岩性和新构造运动等方面的内容。

(4)在地质勘查中，了解工程区域的主要含水层的分布、厚度，防止在施工时破坏了主要含水层的水平衡，导致沱江大桥垮塌、上海楼歪歪等类似事故的发生，这些并不是不可抗力事故，只要在施工前做好水文地质勘察工作，是有效防止事故发生的措施之一，其次，通过对各含水层和隔水层的埋藏条件、地下水类型、地下水位以及变化幅度的分析，加强预防措施，然后进行现场试验来对地下层的渗透系数、软化系数、等水文地质参数进行测定，最后根据场地地质条件，以地下水赋存对渗流状态的影响为判断依据，分析地下水水质对建筑材料是否有腐蚀性、侵蚀性等影响。

地下水对工程地质的危害

地下水位变化会直接影响给岩土工程的勘查，一旦当其变化达到一定程度时，便会引起对工程地质的危害，通过调查分析可知，主要有以下几种形式。

地下水位上升给岩土工程带来的危害

由于受地质因素、水文气象以及人为因素的影响，如总体的岩性产状、雨量、气温以及施工等，但是通常情况下，人为因素所引起的地下水位升降变化比自然因素引起的变化要大，当雨季水位上升时，地下水位上升，可能会使岩石土壤沼泽化、盐渍化，进而随着时间增加，对建筑物的腐蚀性不断增强;亦或可能引起粉细砂饱和液化，进而造成流沙。管涌等现象的发生;严重的甚至会导致基础上浮、斜坡等岩土体岩崩塌、滑坡等毁灭性现象。

地下水位下降给岩土工程带来的危害

通常情况下，造成地下水位下降的主要原因为人为因素，如大量灌溉、过度开采矿产资源以及修建水利工程等，会破环地下水平衡，引起水位下降，造成地下水资源枯竭或恶化问题，进而引发地面沉降、塌陷、地震等情况的发生。如2010年杭州地铁塌陷事故，由于地面突然沦陷，造成2名施工人员被掩埋。经调查分析，该事故的主要原因之一便是地下水资源枯竭所致，使地下水位失去平衡，岩土无法承受，加之事发现场降大雨，进而引发地面沉降，归其根本可能是当地人对水资源的不合理利用、过度开采等行为所致。

地下水动压力作用

给岩土工程带来的危害在自然状态下，地下水动压力的作用比较微弱，只有在实施建筑工程而改变了水动压力的平衡条件时才会对岩土工程带来危害，而且危害极大，如流砂、管涌等现象的发生，因此，在建筑工程活动中，需及时做好影响谁懂压力平衡因素的水文地质勘查工作。如在选择桩尖持力层时，需对桩的端阻力和侧摩擦力进行分析，并对单桩的承载力提出合理化建议。

地下水位对岩土物理学性质的影响

岩土物理力学性质与地下水位之间有直接而又紧密的联系，尤其是软质岩石和不同成因的粘性土，如果地下水的升降过于频繁则会导致膨胀性岩土产生频繁不均匀的胀缩变形，对低层以及轻型建筑物有巨大的危害性。在建筑工程的地基内，一旦水位在压缩层发生变化，则会对就按住唔得稳定性产生影响，如果上升，基地的强度降低，软化，使建筑物沉降变形，如果下降，岩土的自重应力增强，使就建筑物下陷，给人们的居住环境产生极大的威胁。因此，在膨胀性岩土地区进行工程勘察时应加强对场地水文地质条件的研究。

水文地质勘察的意义

地下水是指地下水面以下饱和含水层中的水，不仅是水资源的重要组成部分，更是岩土体的重要组成部分，其对岩土体的工程特性有极大的影响，在工程地质勘察过程中，地下水与工程建设有着紧密的联系，如地下水水位一旦不平衡便会降低建筑物的稳定性和耐久性，水文地质是工程地质勘察的重要环节，但在实际的勘查中，由于很多人不会直接使用水文地质参数，往往容易被勘察单位忽略，当在进行水文地质勘察时只是简单的对水文地质进行分析、评价，而没有深入调查水文地质和岩土工程的关系也没有科学的评价，造成一些质量事故的发生，轻则知识降低了建筑物的稳定性和减少了使用寿命，重则甚至会导致建筑塌陷、悬浮、下沉等毁灭性的后果，因此，水文地质勘察在工程地质中占有极其重要的地位，加强地质勘查过程中的水位勘察极具现实意义，不仅能降低工程项目的社会效益，还能保证社会稳定、和谐。

4结束语

综上所述，随着工程勘察的发展，水文地质勘察在工程地质中是一个极其重要的部分，以及对建筑物基础设计、持力层的选择、地质灾害的防治等都起着无可替代的作用。通过笔者本次对地下水对岩土体作用和影响的研究，表现出水文地质勘查在工程地质中的重要地位，想要从根本上提高提高工程地质的质量，首先要控制地下水平衡，在实施工程建设时，不仅要根据目标所在地开展广泛的调查，进而制定合适的保护策略，而且要严格做好勘查工作，尤其是加强水文地质问题的研究，使工程地质调查成果发挥其最大的实用性，并针对勘查结果及时采取预防对策，从而达到减少对岩土工程的危害。

参考文献

[1]朱培代.对岩土工程勘察中水文地质勘察几点思考[J].城市建设理论研究,2014,105(13):89~123.

[2]马淑杰.水文地质勘察在环境地质勘察中的应用探究[J].地球,2013,62(9):102.

[3]毕明丽.水文地质勘察中地下水的问题及应对措施分析[J].中小企业管理与科技,2014,201(23):137,145.

[4]韩志文,李国云.水文地质勘察中常见的难点和对策解析[J].科技致富向导,2014,48(2):38,48.

[5]马智广,罗青.我国岩土工程水文地质勘察技术的研究[J].地球,2013,91(11):98,14

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