瞬變電磁法隧道超前地質預報正演模擬及應用實例.pdf

1、瞬變電磁法(TEM)是一種時間域地球物理探測方法，其廣泛應用于礦產勘探、災害預報和工程應用等領域。在隧道施工過程中，斷層、裂隙、溶洞等是常見的地質不良體，而這些不良地質體往往伴隨著大量的水體，如果在隧道開挖過程中沒有提前采取有效的預防措施，則可能引發(fā)突水突泥等地質災害的發(fā)生;由于瞬變電磁法對低阻體反映靈敏，水體相對隧道圍巖來說屬于低阻體，將瞬變電磁法引用到隧道超前地質預報成為近年的研究熱點。針對隧道不良含水構造的瞬變電磁響應特征和隧道突

2、水突泥災害的瞬變電磁探測與預報進行了以下三方面的研究并取得了相當的研究成果:
　　1.采用Ansys電磁模擬軟件對各種復雜的地質模型進行了二維瞬變電磁正演，在充分分析模型參數的基礎上，完成了對隧道含水構造模型的構建和二維數值模擬并針對特殊構造分析了電磁響應特征，同時對瞬變電磁探測的整個反應過程進行視圖再現(xiàn)。數值模擬的主要成果如下:通過數值模擬實驗的結果可以看出，全空間和隧道空間的瞬變電磁響應差異主要集中在前期。低阻破碎帶模型中瞬變

3、電磁響應的影響主要集中在:(1)破碎帶厚度越厚響應值越大;(2)破碎帶距離掌子面越近響應值越大;(3)破碎帶規(guī)模越大響應值越大;(4)破碎帶和圍巖的相對電性差異越大，其響應值相差越大。不同充實度的充水溶洞對瞬變電磁響應表現(xiàn)為:溶洞充實度越大，電磁響應值越明顯。
　　2.根據相似性原理，選取合適的實驗材料，設計了物理模型實驗，對各種低阻地質體進行模擬并分析各瞬變電磁響應。主要成果如下:隧道空間的存在對探測結果有一定的影響，這個影響主

4、要集中在對探測信號反應值大小的影響，對探測距離與探測反應值的衰減規(guī)律和反應出的現(xiàn)象影響不大。針對不同位置低阻體，電磁感應衰減曲線和多測道圖均顯示出一定的規(guī)律。模擬了金屬干擾的影響，結果顯示金屬干擾對探測結果影響很大，一般來說應該盡量掌子面后方存在大量的金屬干擾物或者金屬干擾物應該遠離掌子面。
　　3.以岑溪大隧道和嶺腳隧道為依托，結合地質勘查報告和實際開挖記錄，對隧道突水突泥問題進行了預報，并引入了扇形探測新方法，預報結果和實際開