综合物探在锦屏一级水电大坝质量检测中的研究与应用

【摘要】：水电站大坝同其他建筑物一样,都会从建成使用、渐趋老化最后直到消亡,为了延长水电大坝使用寿命,对大坝消亡过程实行有效的控制,需对在建及已建成大坝进行质量检测。经济且有效的利用地球物理探测方法对水电大坝坝基岩体进行勘察及评价,提出合适的探测方法,会产生良好的经济效益和社会效益。 锦屏一级水电大坝地质条件复杂,断层、层间挤压错动带、节理裂隙、深部裂缝等发育严重,灌浆施工技术难度也大大增加,灌浆效果直接影响到大坝的后续运行安全。本文以锦屏水电大坝建基面岩体质量检测为工程背景,对大坝基础帷幕灌浆和固结灌浆等进行综合物探检测。综合单孔声波、地震波CT层析成像、钻孔电视和钻孔变模等四种物探检测方法,对水电大坝固结灌浆进行质量检测,并对各物探方法的适宜性及各方法之间的相关性进行研究和优选。 对综合物探方法在坝基抗力体地质缺陷评价中进行了研究分析,单孔声波法、地震波CT层析成像及钻孔变模能反映岩体物性参数,钻孔电视能更好的反映岩体特征,均与现场的岩体质量具有较好的对应关系,地质缺陷在各物探方法结果中均有较好的体现。 单孔声波采用一发双收的探测技术,其检测孔布置便利、检测范围广,而且探测精度高,能对灌浆质量进行定量评价,且探测得到声波曲线对裂隙发育地段反映强烈,但不能反映与钻孔平行方向构造,而且单孔声波不能探测一定区域范围的灌浆质量；地震波CT层析成像技术方法可反映两孔之间的软弱岩带和较差岩体情况,但处理数据量很大；钻孔电视全景成像可直观观测岩体质量等级划分和裂隙发育情况,但不能对灌浆质量进行定量评价；钻孔变模直接反应岩体的抗变形能力,但探测过程要求很高。针对各物探方法优缺点,对锦屏一级水电大坝进行质量检测,采用以单孔声波为主,地震波CT层析成像、钻孔电视和钻孔变模为辅助的检测手段。 【关键词】：单孔声波法 地震CT层析成像 钻孔电视 钻孔变模 数值模拟
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TV221.2;P631
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 目录9-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 研究背景和研究意义11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 单孔声波11-13
• 1.2.2. 地震波CT层析成像13-14
• 1.2.3 钻孔电视14
• 1.2.4 钻孔弹模法14
• 1.3 研究内容与技术线路14-16
• 第2章 探测方法基本原理及特点分析16-29
• 2.1 单孔声波基本原理及影响因素分析16-21
• 2.1.1 单孔声波基本原理16-20
• 2.1.2 单孔声波影响因素及特点分析20-21
• 2.2 地震波CT层析成像基本原理及特点分析21-25
• 2.2.1 CT层析成像观测系统及传播原理21-22
• 2.2.2 CT层析成像的基本原理22-24
• 2.2.3 CT层析速度反演24-25
• 2.2.4 地震CT层析成像特点分析25
• 2.3 钻孔全景图像检测基本原理25-27
• 2.4 钻孔弹模检测基本原理及影响因素27-28
• 2.4.1 钻孔弹模基本原理27
• 2.4.2 钻孔弹模影响因素及特点分析27-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 探测方法数值模拟29-37
• 3.1 折射波数值模拟方程29-31
• 3.2 模型设计与分析计算31-36
• 3.2.1 含中间夹层模型31-35
• 3.2.2 井径变化模型35
• 3.2.3 模型计算与实际探测声波曲线对比35-36
• 3.3 本章小结36-37
• 第4章 应用实例及效果分析37-66
• 4.1 工程概况37-38
• 4.2 大坝坝基工程地质条件38-40
• 4.2.1 大坝地形地貌38-39
• 4.2.2 地质条件39-40
• 4.3 检测工作布置40-42
• 4.3.1 右岸坝基41
• 4.3.2 左岸坝基41-42
• 4.4 探测方法数据处理及效果分析42-59
• 4.4.1 单孔声波数据处理及效果分析42-49
• 4.4.2 地震波CT层析成像数据处理及效果分析49-53
• 4.4.3 钻孔电视数据处理及效果分析53-56
• 4.4.4 钻孔弹模数据处理及效果分析56-59
• 4.5 探测方法相关性研究59-64
• 4.5.1 单孔声波与钻孔弹模关系59-62
• 4.5.2 单孔声波、钻孔电视及变形模量关系62-64
• 4.6 本章小结64-66
• 结论与展望66-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-71

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