浅论黄土隧道中地质雷达超前预报图像的实例分析

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1、长沙理工大学硕士学位论文黄土隧道中地质雷达超前预报图像的实例分析姓名：王智申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：吴从师20100501摘要在国家大力发展基础设施的形势下，修建在我国北方黄土地区的隧道工程逐年增多。近年来，超前地质预报已经成为隧道工程技术中不可或缺的一环，而用的最多的预报手段就是地质雷达技术。因此，如何在黄土隧道中运用地质雷达技术准确、高效地进行地质预报工作，成了我们必须面对的课题。本文介绍了我国黄土分布，特别是在山西地区的分布情况，详细叙述了黄土的工程性质，以及黄土隧道的施工方法。作为一种特殊土，黄土有着独特的工程性质，其孔隙比大，质地不均匀致密或均匀疏

2、松，无明显层理等特征，使得以电磁波反射为原理的地质雷达在做黄土隧道地质超前预报时存在预报范围较短、构造特征难以判断等问题。而在国内外对地质雷达在超前地质预报应用的研究中，几乎没有单独针对在黄土地质条件下应用的阐述。本文通过对地质雷达优缺点的分析以及和其他预报手段的对比，总结出地质雷达的优越性。详细介绍了GPR地质雷达的应用原理，并分析了影响其工作的因素，如雷达天线中心频率的影响、环境电导率和介质介电常数的影响等。本文是以在山西太佳高速公路的井儿沟隧道和西庄一号隧道所做的地质超前预报工作为基础的。通过对预报结果与隧道开挖实际情况的对比，在总结经验的基础上，得出地质雷达在黄土隧

3、道进行预报的有效距离，100MHz天线的有效距离约为12～15m左右，50MHz雷达天线的有效预报距离约为20-25m左右，并且总结得到了在黄土隧道中一些典型的雷达图像所表征的岩性特征，及预报当中的一些规律，希望对类似工程有一定的参考价值。关键词：黄土隧道GPR地质雷达超前预报ABSTRACTInthesituationofdevelopmentininfrastructureinourcounUMthenumberoftunnelsconstructedintheloessareaofChinaisincreasing．Inrecentyears，thegeologyfo

4、recastisnecessaryintunnelengineering，andthemostpopularmethodisground—penetratingradar(GPR)．Therefore，wehavetofacetheproblemthathowtoexerttheGPRefficientlyintheloessarea．ThethesisintroducesthedistributionoftheloessinChina,especiallyinShanxiprovince，aswellastheengineeringcharacteristicsofloe

5、ssandthemethodofconstructingttmnelintheloessarea．Asakindofspecialsoil，theloesshassomespecialengineeringcharacteristics，forexample，itsvoidratioishigh，itsqualityisnon—uniformcompactoruniformloose，ithasnoclearstratificationandSOon．ThosecharacteristicsmaketheGPRwhichmakesuseoftheelementsofelec

6、tromagneticwaveemergeshavesuchproblemsasshortforecastdistanceanddifficultyinjudging．ThereisfewstudyofapplicationoftheGPRintheloessareaallovertheworld．Accordingtotheanalysisofshortcomingsandadvantagesandthecomparison、Ⅳitllothermethods．thethesissummarizesthesuperiorityoftheGPR,introducesthea

7、pplicationprincipleoftheGPR,andanalyzesthefactorswhichaffecttheGPR,forexample，thefrequencyofantenna,thespecificconductanceandthepermittivity．BasedonthegeologyforecastonTaijiahighway,accordingtothecomparison、耐mtheexcavationsituation,theeffectivedistanceofgeolog