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歐美大地 工程物探
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德國Geotomographie跨孔地震CT系統(tǒng)用于東帝汶某港口地層波速測試
發(fā)布時(shí)間：2020-01-10 瀏覽次數(shù)：16639 來源：歐美大地
德國Geotomographie跨孔地震CT+波速測試系統(tǒng)簡介
1.整套系統(tǒng)組成：
  1. IPG5000高壓儲(chǔ)能發(fā)射器；RCU發(fā)射遙控器；
  2. SBS 42 P波發(fā)射探頭；BHC-4  水聽器鏈（接收P波）；
  3. BIS-SH-DS 孔內(nèi)S波電火花探頭；BGK 3、BGK 5、BGK 7 孔內(nèi)3分量、5分量、7分量檢波器（接收S波）；
  4. DevProbe1鉆孔測斜儀（以上組合可看需求選配）
  5. 其中，1+2為跨孔地震CT系統(tǒng)，1+3（+4）為波速測試兩種功能，4為可選配件，1+2+3+4為跨孔地震CT+波速測試雙任務(wù)系統(tǒng)。
圖1 整套系統(tǒng)的組成

2. 跨孔地震波CT成像系統(tǒng)：
原理：作為一種物探方法，跨孔地震技術(shù)經(jīng)常用作高精度孔間地層成像探測，在第一個(gè)孔內(nèi)發(fā)射器發(fā)射地震波到達(dá)第二個(gè)孔內(nèi)后被檢波器接收，數(shù)據(jù)傳輸?shù)降卣鹩涗泝x中保存以做后處理分析，把地震波傳播路徑疊加后成像，這種方法類似于醫(yī)學(xué)CT方法?？沙晒τ糜趲r石（或礫石、沙層））土層（包括軟土）等各種地層，同時(shí)在地下水位以上或以下都有效；因?yàn)檎鹪春徒邮掌鞫悸裰迷谕馏w內(nèi)部，不受干擾和限制。該技術(shù)可測定低速軟弱夾層土的剪切波速度值，這點(diǎn)在沿途工程中有意義；該系統(tǒng)測深能力可達(dá)200米。(圖2)

圖2 跨孔地震CT原理

跨孔地震層析成像能夠提供高空間分辨率的P波和S波地震波速圖像，主要用來描繪地質(zhì)結(jié)構(gòu)，其用途包括但不限于以下領(lǐng)域：
探測地下巖溶、古洞、空洞、埋設(shè)物、礦區(qū)采空區(qū)；查明地下構(gòu)造；滲透帶、水流通道和方位，圈定破碎帶位置和范圍；建筑物地基、鐵路公路路基等不良地質(zhì)體監(jiān)測、水電站、核電站選址勘查；樁基質(zhì)量檢測、庫壩灌漿幄幕和高噴防滲板墻質(zhì)量檢測，水庫、壩基檢漏等。


圖3 現(xiàn)場工作照
 
3. 跨孔地震波CT成像剖面案例

圖4 跨孔地震成像成果剖面圖，色譜指示波速值，清晰地分辨出了地下巖層的分界和局部的空洞。(Marble（大理巖）、siltstone（粉砂巖）、Granite（花崗巖）Dolimite（白云巖）)
 
圖1、2為Geotomographie公司工程人員使用IPG跨孔地震成像系統(tǒng)為香港新圖書館所做的勘察成果圖。該項(xiàng)目在前期鉆孔勘察中發(fā)現(xiàn)有空洞，考慮到場地孔間的局限和城市里干擾因素多，采用了跨孔地震成像的方案。由跨孔地震剖面可以直觀地看出：粘土、花崗巖、大理巖等的地層界限明顯，可明顯地看出空洞異常的位置。

4. 跨孔波速測試系統(tǒng)：
跨孔波速測試系統(tǒng)能夠提供高分辨率的一維P波和S波地震波速曲線，以確定剪切模量、泊松比和楊氏模量等地基土動(dòng)力學(xué)參數(shù)。其用途包括但不限于以下領(lǐng)域：
場地土地類型劃分；建筑物場地覆蓋層厚度的確定；土層等效剪切波速的計(jì)算；建筑物場地類型劃分；判別建筑物粉土或砂土地基的地震液化；其他應(yīng)用。


圖5 跨孔波速測試原理

5. 跨孔S波波速測試案例

圖6 Geotomographie公司在Jeddah（沙特阿拉伯）某項(xiàng)目跨孔波速測試VS、VP成果圖

圖6為Geotomographie公司在Jeddah（沙特阿拉伯）某項(xiàng)目跨孔波速測試VS、VP成果圖，可見明顯的速度分界。底部速度降低，后經(jīng)跨孔地震成像勘探和鉆孔驗(yàn)證，證實(shí)為低速異常地質(zhì)體。

6.孔中測斜實(shí)用案例
圖7 測斜曲線圖
圖7為Geotomographie公司在Jeddah（沙特阿拉伯）某項(xiàng)目孔中測斜曲線圖。

7. 總結(jié)
Geotomographie公司跨孔地震CT+波速測試系統(tǒng)，相比于傳統(tǒng)鉆探或單孔波速測試，有著測試效率高、范圍大、精度高等特點(diǎn)，只增加部分配件，可成為多任務(wù)系統(tǒng)，具有高的性價(jià)比。
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