本文關(guān)鍵詞：核磁共振探測隧道掌子面前方含水體方法及應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 隧道 超前地質(zhì)預(yù)報(bào) 核磁共振 水量探測

【摘要】：隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國將在交通、水利水電及城市地下空間開發(fā)等領(lǐng)域建設(shè)更多的隧道與地下工程。在隧道建設(shè)過程中,隧道沿線的斷層破碎帶、溶洞暗河、軟弱夾層、節(jié)理發(fā)育區(qū)域等各類含水構(gòu)造對施工造成了極大的安全隱患,能否科學(xué)有效的探查隧道掌子面前方的含水構(gòu)造情況極為重要。當(dāng)前超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法有很多,其中一些技術(shù)已經(jīng)比較成熟,對隧道前方是否存在不良地質(zhì)體能夠做出較為可靠的判斷,但是在含水構(gòu)造的空間定位和水量定量預(yù)報(bào)的問題上,只能做到定性的判斷,還沒有一種能夠直接定量預(yù)報(bào)含水體的方法。核磁共振方法與其他地球物理方法相比,最大的優(yōu)勢在于探測到的響應(yīng)信號和水體大小有直接關(guān)系,可以直接探測出地層的含水量情況。目前,國內(nèi)外將核磁共振方法應(yīng)用到隧道超前預(yù)報(bào)的研究非常少,這是隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)研究領(lǐng)域的一個(gè)新方法。本文針對現(xiàn)有超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法在水量預(yù)報(bào)上的不足問題,介紹了隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的多種方法以及核磁共振找水技術(shù)的研究現(xiàn)狀,采用理論分析、數(shù)值模擬、室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)的方法對核磁共振技術(shù)在隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究,主要研究成果及結(jié)論如下：(1)目前的隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法并不能直接做到含水體水量的預(yù)報(bào),核磁共振技術(shù)是目前能夠直接找水的一種方法,但核磁共振探水方法在隧道超前預(yù)報(bào)方面的研究還非常少。(2)介紹了核磁共振探水原理,優(yōu)化了核磁共振方法在預(yù)報(bào)隧道含水體方面的工作方法與計(jì)算方法,對隧道內(nèi)實(shí)施核磁共振超前預(yù)報(bào)的方式提出了一些建議。(3)開展了隧道核磁共振探水的數(shù)值模擬計(jì)算,增大發(fā)射能量以及提高接收信號的靈敏度,能夠分辨出可用的含水層信息。將粒子群算法與小波變換應(yīng)用于核磁共振數(shù)據(jù)反演,可以降低噪聲,提高信噪比。(4)開展了隧道核磁共振探水的室內(nèi)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了不同含水體水量的核磁共振響應(yīng)特征,揭示了核磁共振信號對不同水量的反映規(guī)律。(5)開展了隧道核磁共振探測含水體水量的工程應(yīng)用研究,探討了工程現(xiàn)場施工條件下核磁共振預(yù)報(bào)的實(shí)施程序、影響因素及降噪方法,現(xiàn)場試驗(yàn)表明：核磁共振方法探測到的圍巖含水量變化趨勢與隧道圍巖實(shí)際含水情況相近,探測得到的圍巖含水量與實(shí)際基本一致,該方法有待進(jìn)一步研究完善。
【關(guān)鍵詞】：隧道 超前地質(zhì)預(yù)報(bào) 核磁共振 水量探測
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U452.11
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 緒論12-25
• 1.1 研究背景與意義12-13
• 1.2 隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-19
• 1.3 核磁共振找水方法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4 隧道核磁共振超前地質(zhì)預(yù)報(bào)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-21
• 1.5 核磁共振方法應(yīng)用于隧道超前預(yù)報(bào)的難點(diǎn)21-22
• 1.6 本文主要研究內(nèi)容22
• 1.7 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)22-23
• 1.8 本文技術(shù)路線23-25
• 第二章 核磁共振探水原理25-32
• 2.1 核磁共振探水基本原理25-29
• 2.2 隧道中核磁共振探水方法29-31
• 2.3 本章小結(jié)31-32
• 第三章 核磁共振探測隧道含水體數(shù)值計(jì)算32-43
• 3.1 核磁共振響應(yīng)數(shù)值計(jì)算32-33
• 3.2 核磁共振響應(yīng)反演計(jì)算33-36
• 3.3 粒子群算法在核磁共振反演中的應(yīng)用36-39
• 3.4 小波變換在核磁共振信號降噪中的應(yīng)用39-41
• 3.5 試驗(yàn)改進(jìn)41-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第四章 核磁共振探測隧道含水體室內(nèi)試驗(yàn)43-55
• 4.1 試驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)43
• 4.2 試驗(yàn)場地和設(shè)備43-45
• 4.3 試驗(yàn)的相似性原理45-47
• 4.4 試驗(yàn)方法47-52
• 4.5 結(jié)果分析52-54
• 4.6 本章小結(jié)54-55
• 第五章 工程應(yīng)用55-77
• 5.1 工程概況55-59
• 5.2 核磁共振儀器59-63
• 5.3 現(xiàn)場試驗(yàn)63-69
• 5.4 探測結(jié)果及分析69-74
• 5.5 工程開挖結(jié)果74-76
• 5.6 本章小結(jié)76-77
• 第六章 結(jié)論與展望77-79
• 6.1 結(jié)論77-78
• 6.2 展望78-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 在讀期間參與的項(xiàng)目83
• 在讀期間發(fā)表的論文83
• 正在申請的國家專利83-84
• 致謝84-86
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況隸86

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