音频大地电磁法（amt）勘探在公路隧道围岩划分中的应用

《音频大地电磁法（amt）勘探在公路隧道围岩划分中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、音频大地电磁法（AMT）勘探在公路隧道围岩划分中的应用　　摘要：该文讲述了音频大地电磁法勘探在阿尔金山公路隧道中的实际应用。依据音频大地电磁法（AMT）的带地形二维非线性共轭梯度（NLCG）反演结果，探查地质构造位置、性质、倾向及破碎带宽度，查清是否存在隐伏断裂等地质构造；划分出不同地层岩性、岩带的分界线并查明其接触关系及完整性；查明相对软弱岩体在隧道洞身段的分布形态特征；查明地下水发育特征，并进行赋水性分析；针对不同地层岩性或同一岩性的富水性、完整程度不同分段提供电阻率等物性参数。把电阻率异常带和地调、钻孔勘探成果相结合，综合划

2、分隧道围岩级别，为隧道设计和施工提供依据。　　关键词：音频大地电磁隧道电阻率围岩分级　　中图分类号：P631文献标识码：A文章编号：1672-3791（2015）10（c）-0066-03　　音频大地电磁测深法（AMT）勘测精度高，仪器轻便，费用低，所以在工程建设中应用广泛。在隧道工程的应用中，AMT结合地质资料能够一定程度上探测并判段出断层破碎带宽度及产状（视倾角），软弱带及富水带的埋深和规模，主要地层岩性界线和判释隧道洞身高程范围内的资料等，为隧道设计提供基础资料，所以一直以来在隧道工程的应用中十分广泛。该文主要讲述音频大地电

3、磁在阿尔金山公路隧道的实际应用。8　　1测区地质概况　　1.1地质概况　　地形地貌：拟建隧道位于中高山区，总体呈东西向延伸山脉。区域内山势陡峻，层峦叠嶂，植被稀少，多基岩裸露且沟谷纵横，山体南北两侧宽度一般11～35km，隧道所在区山体宽度约13km。隧址区地形地貌受东西向断裂构造控制，隧道穿越山梁南坡通过区域断裂F5、F7、F6，受区域断裂构造影响强烈，地势相对较低，东西向沟谷发育，地形破碎，地表切割强烈，起伏变化大，岩体风化严重，褶皱发育，形成众多山间沟谷；北坡受区域断裂影响相对较小，山体陡峻，地势较高，山脊高耸，地表切割较小

4、。隧道轴线方向为SE149°，隧址区地面高程3200～3760m，相对高差约560m。　　地层岩性：隧址区地层按其时代及成因分类，在勘察深度范围内上覆地层为第四系全新统坡积、洪积粉土、碎石土、角砾土（Q4dl、Q4pl）；下伏基岩为侵入岩和变质岩，主要有长城系党河群（Zc）石英片岩和大理岩、震旦系多若诺尔群上岩组玄武岩、加里东期侵入（γ3）二长花岗岩和斜长花岗岩、断层角砾岩等，岩性变化大。　　地质构造：隧址区位于塔里木地块的东部，青藏高原的东北边缘，受阿尔金山弧形褶皱带影响，隧址区属康藏歹字型构造的头部外围褶皱带，这个褶皱带大致呈

5、向北突出的弧形。隧道段地处库润布拉克断层（F4）和阿尔金山南缘断裂（当金山口～后塘北断裂）（F7）之间的地块中，断裂及褶皱构造发育，破碎带宽度达250～440m。　　1.2地球物理特征8　　AMT法是以电阻率的差异来区分岩性及构造体并依据电阻率阻值大小及在地下的展布形态来识别地下地质体的空间分布和性质的一种物探方法。影响电阻率的主要因素有岩矿物成分、岩性、岩石的结构、构造及含水情况等。根据经验统计和该区地球物理的反演结果分析，得出各地层的电阻率值（见表1）。由表1可知，各地质体之间存在一定的电性差异，因此工区具备开展AMT法的地球

6、物理勘探前提条件。　　2方法技术　　2.1音频大地电磁法（AMT）基本原理　　大地电磁法勘探简单地说就是测量大自然的大地电场和磁场强度，来研究地下地质构造的方法。传统的大地电磁（MT）法勘探多指周期为1～10000s的低频勘探，多用于数千米至数万米的深部地质构造研究。工程勘察的目的主要在于研究数千米以内的地质情况，所以采用音频大地电磁勘探，一般在1～10000Hz范围内，因为这一频段大体在音频范围内，故称音频大地电磁法（AMT）勘探。　　该方法以卡尼亚大地电磁理论为依据，其理论的基本模型是：假设场源位于高空，地面电磁场为平面电磁波

7、，地下介质在水平方向是均匀的；定义电磁波在地下介质传播中，振幅衰减到地面振幅1/e的深度为趋肤深度或穿透深度，因此，用不同频率的阻抗计算视电阻率，便可达到测深目的。显然，根据趋肤深度概念，频率较高时，卡尼亚视电阻率反映较浅介质的电性、频率越低则探测深度越大。　　2.2野外施工方法8　　按相关的技术要求，沿隧道中线里程（K285+410～K292+960）布置一条测线，长7850m，测点点距为20m。采用的仪器是加拿大凤凰公司新一代V8大地电磁测深系统，V8与早期的V5系统相比，增加了GPS卫星时钟同步测量技术，这极大地提高了相位的

8、测量精度。由于测量技术的改进，使得电、磁场的测量精度提高，电阻率的离差降低到5%以下。　　AMT法的野外布极方式为十字交叉形，这样，每一个点测得的电阻率和相位值就有两个，分别为XY方向和YX方向，即我们通常所认为的TM、TE两种模式的电阻率和相位值