›› 2009, Vol. 30 ›› Issue (7): 2191-2196.

• 测试技术 • 上一篇    下一篇

复信号分析技术在地质雷达预报岩溶裂隙水中的应用研究

刘 斌,李术才,李树忱,张庆松,薛翊国,钟世航   

  1. 山东大学 岩土与结构工程研究中心,济南 250061
  • 收稿日期:2008-05-29 出版日期:2009-07-10 发布日期:2011-03-10
  • 作者简介:刘斌,男,1983年生,博士研究生,从事不良地质体超前地质预报方面的研究。
  • 基金资助:

    国家高技术研究发展计划(863)项目(No. 2007AA11Z131);国家自然科学基金专项基金项目(No. 50727904);国家自然科学基金重点项目(No. 50539080)。

Study of application of complex signal analysis to predicting karst-fractured ground water with GPR

LIU Bin, LI Shu-cai, LI Shu-chen, ZHANG Qing-song, XUE Yi-guo, ZHONG Shi-hang   

  1. Research Center of Geotechnical & Structural Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China
  • Received:2008-05-29 Online:2009-07-10 Published:2011-03-10

摘要:

对岩溶裂隙水进行及时准确的预报,是当前岩溶隧道设计和施工中亟待研究和解决的关键问题。复信号分析技术能够提取多个参数进行综合判断,基于此优点,尝试将复信号分析技术引入到地质雷达探查水体的研究中。对雷达数据中的水体异常分别从振幅、频率和相位等方面进行综合判断,克服了以往判断依据单一的缺点,为利用地质雷达进行岩溶裂隙水预报提供了一种切实可行的方法。首先,介绍了复信号分析技术的原理,阐述了在地质雷达信号处理中引入复信号分析技术的必要性;然后探讨了基于复信号分析技术的地质雷达预报岩溶裂隙水的可行性,得出了判断水体的依据。最后结合工程实例,对地质雷达数据进行了复信号处理,并对岩溶裂隙水进行了综合判断。与开挖结果对比显示,复信号分析技术的运用较大的提高了岩溶裂隙水预报的准确性和可信性。

关键词: 岩溶裂隙水预报, 复信号分析技术, 地质雷达, 超前地质预报

Abstract:

The precise and immediate forecasting karst-fractured groundwater is a key problem to be studied and resolved currently in tunnel design and construction. Complex signal analysis can be used to extract multiple parameters to make a synthetical judgment. Based on this advantage, it is introduced to the prediction of water with the ground penetrating radar (GPR) to analyze the water response in the radar data from amplitude, frequency and phase, which overcomes disadvantage that the judge criteria is single, and provides a practical method to predict karst-fractured groundwater with GPR. The theory of complex signal analysis and necessity to be introduced to GPR signal processing is first illustrated. Then the feasibility of the karst-fractured groundwater prediction with GPR based on complex signal analysis is discussed; and the criteria to estimate water is obtained. At last, with project example, the GPR data is processed in complex signal analysis and the karst-fractured groundwater is analyzed. It is shown that the application of complex signal analysis improves the accuracy and credibility of prediction greatly in comparison with the excavation result.

Key words: karst-fractured groundwater prediction, complex signal analysis, ground penetrating radar, advanced geology prediction

中图分类号: 

  • TU 45
[1] 付代光, 周黎明, 肖国强, 王法刚. 滤波频带对TSP预报结果影响分析[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 315-325.
[2] 李 尧,李术才,徐 磊,刘 斌,林春金,张凤凯,杨 磊. 隧道衬砌病害地质雷达探测正演模拟与应用[J]. , 2016, 37(12): 3627-3634.
[3] 钟 声 ,王川婴 ,吴立新 ,唐新建 ,王清远. 点状不良地质体钻孔雷达响应特征 ——围岩及充填效应正演分析[J]. , 2012, 33(4): 1191-1195.
[4] 石少帅,李术才,李利平,许振浩,武 科,高 阳,原小帅. 岩溶区隧道暗河的综合预报及治理方案研究[J]. , 2012, 33(1): 227-232.
[5] 罗利锐 ,刘志刚 ,闫怡冲. 超前地质预报系统的提出及其发展方向[J]. , 2011, 32(S1): 614-0618.
[6] 薛翊国 ,李术才 ,苏茂鑫 ,李树忱 ,张庆松 ,赵 岩 ,李为腾. 隧道施工期超前地质预报实施方法研究[J]. , 2011, 32(8): 2416-2422.
[7] 钟 声 ,王川婴 ,吴立新 ,吴育华 ,王清远. 点状不良地质体钻孔雷达响应特征的形状效应正演分析[J]. , 2011, 32(5): 1583-1588.
[8] 朱发华,贺怀建. 基于地质雷达和钻孔数据的三维地层建模[J]. , 2009, 30(S1): 267-270.
[9] 庞大鹏,陈剑平,王丹微. 节理网络分形在隧道超前地质预报中的应用[J]. , 2009, 30(5): 1415-1420.
[10] 王四巍,王忠福,刘汉东,高丹盈. 京珠高速许漯段路基干拌水泥碎石桩加固研究[J]. , 2009, 30(5): 1421-1424.
[11] 刘 斌,李术才,李树忱,钟世航. 隧道含水构造直流电阻率法超前探测研究[J]. , 2009, 30(10): 3093-3101.
[12] 喻 军,刘松玉,童立元. 地质雷达在隧道初衬质量检测中的应用研究[J]. , 2008, 29(S1): 303-306.
[13] 吴火珍,焦玉勇,李海波,张秀丽. 地质雷达检测防空洞注浆效果的技术方法及应用[J]. , 2008, 29(S1): 307-310.
[14] 薛翊国,李术才,张庆松,李树忱,苏茂鑫,刘 斌,刘 钦. 隧道信息化施工岩溶裂隙水超前地质预报[J]. , 2008, 29(12): 3360-3364.
[15] 孙克国,李术才,张庆松. TSP203超前地质预报系统在龙潭隧道中的应用[J]. , 2006, 27(S1): 389-392.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 崔 凯,谌文武,张景科,韩文峰,梁收运. 多元层状边坡土体风蚀速率与微结构参数关系[J]. , 2009, 30(9): 2741 -2746 .
[2] 李加贵,陈正汉,黄雪峰,李 佳. 原状非饱和Q3黄土的土压力原位测试和强度特性研究[J]. , 2010, 31(2): 433 -440 .
[3] 胡明鉴,汪 稔,陈中学,王志兵. 泥石流启动过程PFC数值模拟[J]. , 2010, 31(S1): 394 -397 .
[4] 张建新,刘双菊,周嘉宾. 逆作基坑开挖卸荷对工程结构的影响分析[J]. , 2010, 31(S2): 218 -223 .
[5] 白 冰,李春峰. 地铁列车振动作用下近距离平行隧道的弹塑性动力响应[J]. , 2009, 30(1): 123 -128 .
[6] 薛云亮,李庶林,林 峰,徐宏斌. 考虑损伤阀值影响的钢纤维混凝土损伤本构模型研究[J]. , 2009, 30(7): 1987 -1992 .
[7] 任 重,盛 谦. 我国岩石力学学科结构及其演变初探[J]. , 2009, 30(S1): 293 -298 .
[8] 王亮清,P.H.S.W. Kulatilake,唐辉明,梁 烨,吴 琼. 双临空面岩质边坡滑动与倾倒破坏的运动学分析[J]. , 2011, 32(S1): 72 -77 .
[9] 李 旭,张利民,敖国栋. 失水过程孔隙结构、孔隙比、含水率变化规律[J]. , 2011, 32(S1): 100 -105 .
[10] 邓华锋,李建林,刘 杰,朱 敏,郭 靖,鲁 涛. 考虑裂隙水压力的岩体压剪裂纹扩展规律研究[J]. , 2011, 32(S1): 297 -0302 .