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隧道与地下工程灾害防治
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隧道不良地质构造雷达特征数值模拟研究
苟晓军1,赵金泉1,季玮1,花晓鸣1,范占锋2
(1.四川蜀工公路工程试验检测有限公司,四川 成都 610100;2.成都大学建筑与土木工程学院,四川 成都 610106)
Numerical simulation of radar characteristics of adverse geological structures in tunnels
Gou Xiaojun1, Zhao Jinquan1, Ji Wei1, Hua Xiaoming1,fan zhanfeng2
(1.Sichuan Shugong Highway Engineering Test Co. , Ltd. , Chengdu 610100, Sichuan, China;
2. School of Architecture and Civil Engineering, Chengdu University, Chengdu 610106, Sichuan, China)
下载:  PDF (18195KB) 
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摘要 为在超前地质预报中准确判识隧道中的不良地质构造体,总结隧道中常见的岩溶、断层破碎带、软夹层三种典型不良地质构造,根据介质的组合情况将其归纳为岩溶2类4种构造模型、断层破碎带2类4种构造模型、软夹层1类3种构造模型。以自编Python程序进行自动化建模,建立随机的多介质耦合岩溶空洞、断层破碎带、软弱夹层三种不良地质构造,并以Python程序自动调用GprMax,对三大类不良地质体的雷达特征进行数值模拟。结果表明:地质雷达产生的电磁波在水中会产生二次假地质异常体;在水与其他介质混合的模型中,无异常体的区域会出现微弱的反射;溶洞呈现出“二次曲线型”特征、破碎带呈现出“条带状”特征、软弱夹层的呈现出“层析错断型”特征。结合某高速公路几座典型隧道实际情况,通过地质雷达对上述典型不良地质体的探测,将上述模拟图像特征应用到实际工程,结果吻合。
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苟晓军
赵金泉
季玮
花晓鸣
范占锋
关键词:  隧道不良地质构造  地质雷达  数值模拟  图像特征    
Abstract: In order to accurately identify the unfavorable geological structures in tunnels through advanced geological prediction, three typical unfavorable geological structures in tunnels, namely karst, fault fracture zone and soft interlayer, were summarized. According to the combination of media, they were classified into 2 types and 4 structural models of karst, 2 types and 4 structural models of fault fracture zone, and 1 type and 3 structural models of soft interlayer. The self-compiled python program was used for automatic modeling to establish three types of unfavorable geological structures, namely random multi-media coupling karst voids, fault fracture zones and weak interlayers. The python program automatically called GprMax to numerically simulate the radar characteristics of the three types of unfavorable geological bodies. The results showed that the electromagnetic waves generated by the geological radar would produce secondary pseudo-geological anomalies in water; in the model where water was mixed with other media, weak reflections would appear in the area without anomalies; the karst cave presented the characteristics of "quadratic curve type", the fracture zone presented the characteristics of "strip-shaped" and the soft interlayer presented the characteristics of "stratification fault type". Combined with the actual situation of several typical tunnels of a certain highway, the above-mentioned simulated image features were applied to actual engineering through the detection of the above-mentioned typical unfavorable geological bodies by geological radar, and the results were consistent.
Key words:  bad geological structure of tunnel    geological radar    numerical simulation    image feature
收稿日期:  2024-10-21      修回日期:  2024-12-03      发布日期:  2025-02-26     
中图分类号:  U459.2  
基金资助: 四川省科学技术厅区域创新合作项目(2025YFHZ0321)
作者简介:  苟晓军(1991—),男,四川巴中人,工程师,硕士,主要研究方向为隧道与地下空间检测、监测、预报技术。 E-mail:1058314749@qq.com
引用本文:    
苟晓军, 赵金泉, 季玮, 花晓鸣, 范占锋. 隧道不良地质构造雷达特征数值模拟研究[J]. 隧道与地下工程灾害防治, .
Gou Xiaojun, Zhao Jinquan, Ji Wei, Hua Xiaoming, fan zhanfeng. Numerical simulation of radar characteristics of adverse geological structures in tunnels. Hazard Control in Tunnelling and Underground Engineering, 0, (): 1-19.
链接本文:  
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