用于地下水运移过程监测的电阻率时间推移反演成像方法

    公开(公告)号:CN104391334B

    公开(公告)日:2017-01-04

    申请号:CN201410698673.9

    申请日:2014-11-26

    申请人: 山东大学

    IPC分类号: G01V3/38

    CPC分类号: Y02A90/342

    摘要: 本发明公开了一种用于地下水运移过程监测的电阻率时间推移反演成像方法,该方法是一种数据解译方法,通过对常规电法采集到的数据进行归一化处理、增强数据集间的相互约束等措施将不同时间步的数据集反演联系起来,能够大大减少反演过程中出现的假异常,提高对监测过程中导电性连续变化区域的响应灵敏度,从而获得更清晰、更准确的电导率变化图像,为电阻率法监测地下水运移过程提供了一种更为科学可行的数据解译方法。

    隧道等地下工程先验形态信息约束的联合超前预报方法

    公开(公告)号:CN103592697B

    公开(公告)日:2016-08-17

    申请号:CN201310533243.7

    申请日:2013-10-31

    申请人: 山东大学

    IPC分类号: G01V11/00

    摘要: 本发明涉及一种隧道等地下工程先验形态信息约束的联合超前预报方法,其主要步骤为:首先对探测区域收集地质资料、钻探资料分析,对于重点高风险突涌水区域,实施陆地声纳法、瞬变电磁法、地质雷达法、激发极化法超前预报数据采集,选取确定性探测结果异常作为已知先验信息;根据获取的异常体区域,构造该区域的方向向量及其权重,组装成先验信息约束对角阵,对激发极化反演进行约束,形成了先验形态信息约束的联合超前预报方法。该方法实现了联合预报数据约束,显著压制了多解性,提高了综合超前预报的准确性与可靠性。实现了掌子面前方突涌水灾害源的三维空间形态预报,尤其可以实现对突涌水灾害源边界的识别。

    用于物理模拟试验的隧道瞬变电磁超前探测阵列式天线

    公开(公告)号:CN103050769B

    公开(公告)日:2016-04-06

    申请号:CN201310018126.7

    申请日:2013-01-18

    申请人: 山东大学

    IPC分类号: H01Q1/12 H01Q1/36 H01Q21/00

    摘要: 本发明公开了一种用于物理模拟试验的隧道瞬变电磁超前探测阵列式天线,其特征是,包括发射天线、接收天线,发射天线与发射机连接,接收天线与接收机通过接收天线自适应多通道采集装置连接,所述发射天线、接收天线分别固定在电绝缘材料的发射天线支撑骨架、接收天线支撑骨架上,所述发射天线支撑骨架、接收天线支撑骨架分别与电绝缘固定装置连接,发射天线支撑骨架、接收天线支撑骨架之间通过电绝缘材料连接,发射天线为正方形;发射天线和接收天线采用不同的特殊绕制方法制作,具有数据采集效率高,能够适应市面上现有的单通道和三通道的仪器以及后续可能出现的多通道仪器,采集的数据是三维立体数据,为进一步的三维成像研究提供基本数据。

    含水构造导通水流量控制装置及其工作方法

    公开(公告)号:CN103809634B

    公开(公告)日:2015-12-09

    申请号:CN201410041016.7

    申请日:2014-01-28

    申请人: 山东大学

    IPC分类号: G05D27/02

    摘要: 本发明公开了含水构造导通水流量控制装置及其工作方法,包括埋设于土壤模拟模型内的含水构造装置,所述含水构造装置分别通过含水构造进水管和含水构造出水管与水箱连接;所述含水构造进水管上设有用于控制含水构造进水管水流量的进水装置,所述含水构造出水管上设有用于控制含水构造出水管水流量的出水装置,所述进水装置和出水装置均与对含水构造装置的实时流量和总体流量控制并尽可能使含水构造装置的进水流量和出水流量的保持一致的流量控制器连接,所述流量控制器与计算机连接。该含水构造导通水流量控制装置具有廉价、流量大、吸程4米以上、能够通过少量泥沙、能够对实时流量和总体流量进行反馈控制和实时显示、自动化控制的特点。

    隧道掘进机中主动源三维地震超前地质探测装置及方法

    公开(公告)号:CN104678426B

    公开(公告)日:2015-09-02

    申请号:CN201510106173.6

    申请日:2015-03-11

    申请人: 山东大学

    IPC分类号: G01V1/00 G01V1/02 G01V1/20

    摘要: 本发明公开了一种隧道掘进机中主动源三维地震超前地质探测装置及方法,包括掘进机刀盘以及与所述刀盘连接的掘进机主体,掘进机主体内设有主控室,主控室内设有控制器和多通道地震波数据采集仪;掘进机刀盘和掘进机主体前端分别设有震源系统;在掘进机主体工作面后方按照一定的空间观测方式设有数据采集系统;控制器分别与多通道地震波数据采集仪、震源系统和数据采集系统连接,多通道地震波数据采集仪与数据采集系统连接;本发明有益效果:实现震源和检波器系统的快速灵活自动布置,充分利用了掘进机检修时间,极大地提高了地质超前预报的工作效率,不干扰正常施工,节约了时间成本和经济成本。

    基于电阻率跨孔CT的地铁盾构区间孤石精细化探测方法

    公开(公告)号:CN104407394B

    公开(公告)日:2015-07-22

    申请号:CN201410704377.5

    申请日:2014-11-26

    申请人: 山东大学

    IPC分类号: G01V5/00

    摘要: 本发明公开了一种基于电阻率跨孔CT的地铁盾构区间孤石精细化探测方法,包括:在掘进面前方未开挖段设计科学合理的钻孔平面布置方案;铺设电阻率跨孔CT测线网,采用二维探测普查、三维探测详查相结合的探测方案;数据采集利用新型组合式观测模式,获取更多关于孤石异常体的有效信息;通过构造携带距离加权函数的三维电阻率反演目标函数及反演方程,采用偏导数矩阵的并行解析快速求解算法;形成测区范围内孤石异常体探测的电阻率成像结果图,并结合已有地质分析推断孤石体的大小、空间分布等情况。本发明可实现孤石体异常体的三维高分辨率精确成像,为地铁盾构掘进机施工隧道安全快速掘进提供了有力的技术支持。

    地下工程突涌水通道精细探查及其注浆封堵效果评价方法

    公开(公告)号:CN104330838B

    公开(公告)日:2015-07-22

    申请号:CN201410698372.6

    申请日:2014-11-26

    申请人: 山东大学

    IPC分类号: G01V11/00 G01N27/04

    摘要: 本发明公开了一种地下工程突涌水通道精细探查及其注浆封堵效果评价方法,包括:综合物探普查,初步确定突涌水通道的空间赋存范围、规模及其大致边界;实施跨孔地质雷达精细化探测;实施三维电阻率跨孔CT精细探测;利用基于时间推移反演的全空间三维电阻率跨孔CT方法对注浆封堵的全过程进行跟踪监测评价。本发明有益效果:将综合物探普查和跨孔雷达探测的结果映射到结构化参考模型中,以三维电阻率跨孔CT反演为载体,使得对突涌水通道的定位精度和界面分辨效果明显改善;利用基于时间推移反演的全空间三维电阻率跨孔CT探测方法对注浆封堵全过程进行监测,为及时发现封堵漏洞、进一步指导补浆作业提供了有益的参考。

    多同性源电极阵列电阻率的地下工程超前探测方法及系统

    公开(公告)号:CN103645514B

    公开(公告)日:2015-01-07

    申请号:CN201310729095.6

    申请日:2013-12-25

    申请人: 山东大学

    IPC分类号: G01V3/06

    摘要: 本发明涉及一种基于多同性源电极阵列电阻率的地下工程超前探测方法,适用于隧道或坑道等地下工程钻爆法或TBM施工过程中的不良地质探测:(1)在工作面上构建阵列式测量电极系;(2)在边墙上组成供电电极系;同时,将另一个供电电极B与测量电极N都置于工作面后远方;(3)利用位于工作面的供电电极A以及远方的供电电极B提供正负电流,利用阵列式测量电极系中的每个测量电极M分别测量电势,并获取工作面及各断面中各测量电极M与测量电极N间的电势差;不断重复本步骤,直至供电电极系移动到预定位置,探测结束;(4)采用基于光滑约束的最小二乘线性反演迭代处理,将测得的电势差数据进行反演,得到工作面前方地质体的三维电阻率图像。

    基于钻孔地质雷达技术的三维精细化成像系统和方法

    公开(公告)号:CN103076606B

    公开(公告)日:2014-12-10

    申请号:CN201310008274.0

    申请日:2013-01-10

    申请人: 山东大学

    IPC分类号: G01V3/12

    摘要: 本发明公开了一种基于钻孔地质雷达技术的三维精细化成像系统,它包括雷达发射天线等装置;雷达发射天线通过雷达天线递送装置被递送入钻孔内,雷达接收天线通过雷达天线传动装置在隧道掌子面沿测线移动,雷达发射天线和雷达接收天线与雷达主机连接,雷达主机与蓄电池和计算机分别连接,雷达天线递送装置和雷达天线传动装置与控制主机连接,控制主机通过电源线与蓄电池连接,所述控制主机控制天线递送和传动装置。本发明同时提出了立体三维观测方法,配合一种基于多次覆盖观测的“发射接收循环探测”方式,再利用基于约束反演的速度成像方法和三维插值方法,实现钻孔周围介质的三维探测,实现了隧道掌子面前方地质情况的三维精细化探测。

    岩样破裂过程的声发射与电阻率联合监测装置及监测方法

    公开(公告)号:CN103033565B

    公开(公告)日:2014-10-15

    申请号:CN201210526030.7

    申请日:2012-12-07

    申请人: 山东大学

    IPC分类号: G01N29/14 G01R27/02

    摘要: 本发明公开了岩样破裂过程的声发射与电阻率联合监测装置及监测方法,声电集成测试探头夹持装置上的声电集成测试探头前端的电极与岩样的钻孔连接,所述声发射采集模块和电阻率采集模块都与数据处理系统连接,所述数据处理系统与实时显示系统连接,所述岩样放置在刚性伺服压力机的两个承压板中间,所述应力采集模块和应变采集模块都与数据处理系统连接,实现了岩石单轴压缩试验过程中声发射、电阻率、应力-应变数据的同步实时采集,其中的电阻率采集模块实现了电阻率数据的超高频自动采集,接受反馈调节后自动提高电阻率采集频率,确保能够完整地采集到岩样破裂过程中的电阻率变化数据,从而能够对岩样破裂信息进行实时动态捕捉。