D+EM便携式电磁扫描仪在机场岩溶地质勘察中的应用

创建于今天

项目目标:

对机场航站楼C区地下区域的隐伏岩溶和断层进行了调查,为后续场地基础设计和不良地质体处理提供依据。

设备介绍:

D+EM 便携式电磁探测设备集成了时域 D+TEM 和频域 D+FEM 双模探测技术。通过激发浅层地质体产生涡流场,实现对目标体的识别和视电阻率的测量。该设备采用便携轻巧的设计,探测深度可达 5 米。连接 RTK 基站时,平面定位精度可达 ±1 cm,行走水平精度为 0.5 m。
示意图,展示了一个包含初级线圈和次级线圈的系统,标有 Tx、R1、R2、V11、V21、V12 和 V22。
图1 D+EM便携式电磁扫描仪原理

项目流程:

一个便携式电磁(EM)扫描系统沿地面勘测线部署,勘测线间隔为 5 米。每个测量单元都集成了 GNSS 接收器,该接收器以网络实时动态(RTK)模式运行,以确保所有勘测点的厘米级定位精度。勘测线以约 0.5 米/秒的控制速度穿越。EM 原始数据和 GNSS 位置记录均以 1 赫兹的采样频率同步采集。勘测点以 1 秒的间隔提取,并计算视电阻率值,用于后续的剖面解释和比较分析。
地面上标记的勘测线,附近有人在拖动蓝色的探地雷达设备。
图2 实际现场勘测线

结果:

所有钻孔识别的岩溶空洞均与低视电阻率区域表现出一致的对应关系。岩溶空洞源于循环地下水对碳酸盐岩的溶蚀作用,而高度破碎和裂隙发育的岩体——同样常被地下水饱和——则表现出更广泛的空间分布。利用已建立的溶蚀相关裂隙的电测井特征(即低视电阻率),本次勘测划定了视电阻率值低于 300 Ω·m 的三维地下体积作为潜在的溶蚀-裂隙发育区。
本次调查成功地查明了机场航站楼C区下方的隐伏岩溶地貌、断层构造及其他不利地质条件。所得岩土工程数据集为优化基础设计和针对不利地质单元制定基于风险的减缓策略提供了科学依据。
频率响应图,显示多条彩色线条代表频率:64Hz、128Hz、256Hz、512Hz、1024Hz、2048Hz 和 4096Hz。
图3 1线:多频视电阻率曲线图
具有颜色渐变、标记点和指示数据变化的图例的地质等高线图。
图4 512Hz视电阻率等值线图(左)、4线剖面图(右)及揭示岩溶特征的钻孔位置
紫色地质构造的三维可视化,位于黄色边界框内,并标有坐标轴。
图5 三维空间异常溶洞识别
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