瞬態(tài)面波技術(shù)在壩基勘探中的應(yīng)用

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1、2002年6月吉林電力Jun.2002第3期(總第160期)JilinElectricPowerNo.3(Ser.No.160)瞬態(tài)面波技術(shù)在壩基勘探中的應(yīng)用TransientSurfaceWaveAppliedforExplorationofDamFoundation121鄧希貴,呂寶巖,王秀權(quán)(1.水利部東北勘測設(shè)計(jì)研究院,吉林長春130062;2.琿春發(fā)電有限責(zé)任公司,吉林琿春133300)摘要:針對(duì)貯灰場加筑子壩時(shí),其壩基存在空洞或低密度層的問題,闡述了多道瞬態(tài)面波探測原理和方法。結(jié)合數(shù)據(jù)采集情況,提出當(dāng)頻散曲線呈雜亂和離散趨勢

2、時(shí),表明在地層相應(yīng)深度存在空洞或低密度層。該技術(shù)的應(yīng)用為類似工程的壩基探測提供了一種快捷的方法。關(guān)鍵詞:瞬態(tài)面波;壩基;勘探;空洞;低密度層Abstract:Cavityorlowdensitylayerappearsindambasewhilesecondarydamisbuilt.Theprincipleofexplorationwithmult2tunneltransientsurfacewaveisintroduced.Basedonthelayoutofdataacquisitionsystem,itisshownthatth

3、ereiscavityorlowdensitylayerwhenthecurveoffrequencywithvelocityhappensrandomanddispersion.Keywords:transientsurfacewave;dambase;exploration;cavity;lowdensitylayer中圖分類號(hào):TU47;TB5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):100925306(2002)0320004203N-1面波探測技術(shù)是近十年來發(fā)展起來的一種彈vRA=2Pfi(N-1)$X?∑$Ui(2)性波地面探測新技術(shù)。其理論

4、依據(jù)是利用面波在分i=1層介質(zhì)中傳播時(shí)的頻散特性(波速隨頻率變化)和面式中fi為面波的頻率,$U為相鄰檢波器的相位差。波傳播速度與介質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)的密切相關(guān)性,$X值可根據(jù)實(shí)際需要試驗(yàn)來確定,相位差$U達(dá)到探測地質(zhì)構(gòu)造和分層的目的。下面在介紹面波的求取則要通過信號(hào)處理分析來實(shí)現(xiàn)。探測原理基礎(chǔ)上,結(jié)合琿春發(fā)電有限責(zé)任公司壩基在同一地段求出一系列頻率對(duì)應(yīng)的vRi值,就可勘探過程,介紹瞬態(tài)面波技術(shù)的應(yīng)用。以得到一條vRi—fi曲線,由KRi=vRi?fi轉(zhuǎn)換為vRi—KRi曲線,這種速度隨頻率變化的曲線稱為頻散1面波特性和勘探原理曲線。頻散

5、曲線的變化規(guī)律與地質(zhì)條件和巖土介質(zhì)結(jié)構(gòu)存在著內(nèi)在聯(lián)系,通過對(duì)其分析就可以達(dá)到探由半波長理論可知,面波的探測深度為1?2波測地質(zhì)體的目的。長。面波的波長不同,其穿透介質(zhì)的深度也不同,波長越長穿透地層越深,因此根據(jù)波長與頻率的關(guān)系,2壩基狀況和勘探數(shù)據(jù)采集可通過改變頻率來測定不同深度介質(zhì)的面波平均速度vRA。某一波長的面波速度vRi主要與探測深度小211壩基狀況于1?2波長處的介質(zhì)的物理性質(zhì)有關(guān)?，q春發(fā)電有限責(zé)任公司總裝機(jī)容量2×面波探測技術(shù)的基本原理是:通過激發(fā)產(chǎn)生一100MW,其貯灰場為山谷灰場,一期壩頂標(biāo)高定頻率范圍的瑞利面波,在地面

6、沿面波的傳播方向,101.00m,最大壩高34m。1996年加筑第1級(jí)子以一定的道間距$X設(shè)置N個(gè)檢波器,就可以檢測壩,壩頂標(biāo)高109.20m。2001年加筑第2級(jí)子壩,壩到面波在(N-1)$X范圍內(nèi)的傳播過程。頂標(biāo)高116.80m。在二級(jí)子壩壩基處理施工過程相鄰道X長度內(nèi)面波的傳播速度vRi為:中,發(fā)現(xiàn)沿二級(jí)子壩軸線自東壩頭向西壩頭方向約vRi=2Pfi$X?$U(1)60m處,標(biāo)高102.00～103.50m部位存在一空測量范圍(N-1)內(nèi)的平均速度vRA為:洞。經(jīng)鉆探取芯分析,主要成因是冬季向貯灰場貯灰收稿日期:200220122

7、7作者簡介:鄧希貴(19602),男,高級(jí)工程師,現(xiàn)在水利部東北勘測設(shè)計(jì)研究院物探公司工作。42002年6月吉林電力Jun.2002第3期(總第160期)JilinElectricPowerNo.3(Ser.No.160)時(shí),形成較厚的凍灰層后被后期粉煤灰所覆蓋,達(dá)到根據(jù)頻散曲線可解釋速度分界面和地質(zhì)異常情一定覆蓋厚度形成永久凍層,致使凍層以上粉煤灰況。頻散曲線形態(tài)的變化與層間的速度及相對(duì)厚度不能自然沉降,而凍層以下灰水經(jīng)透水壩透水帶走變化存在密切關(guān)系。一般地,地層間速度差異不大粉煤灰及自然沉降形成空洞或低密度層。查明整體時(shí),頻散曲線的

8、拐點(diǎn)位置則對(duì)應(yīng)地層速度分界面;而壩基存在空洞或低密度層的位置、大小及分布范圍,當(dāng)?shù)貙娱g速度變化較大時(shí),頻散曲線在低速層部位對(duì)灰壩的安全具有重要意義。二級(jí)子壩壩底材料為將出現(xiàn)明顯的“之”字型。依據(jù)面波速度的大