Aplicación de la TC de ondas elásticas de orificios cruzados en estudios de ingeniería geológica
En el estudio y el trabajo, todo el mundo suele entrar en contacto con documentos que pueden promover experiencias e intercambiar conocimientos. Hay muchas cosas a tener en cuenta al escribir un artículo. ¿Estás seguro de que puedes escribirlo? El siguiente es un artículo que recopilé cuidadosamente sobre la aplicación de la TC de ondas elásticas de orificios cruzados en estudios de ingeniería geológica. Espero que sea útil para todos.
Resumen:
Debido a que los métodos tradicionales de estudio de ingeniería geológica tienen grandes errores residuales en aplicaciones prácticas, se propone la aplicación de la CT de onda elástica de orificios cruzados en el estudio de ingeniería geológica. Utilice CT de onda elástica entre pozos para realizar una detección tridimensional de áreas de exploración de ingeniería geológica y obtener información del macizo rocoso de ingeniería geológica. Sobre esta base, los datos geológicos de detección espacial tridimensional se importan al modelo de cuadrícula y los datos se analizan en un formato de cuadrícula para formar un diagrama de modelo tridimensional de ingeniería geológica para comprender la distribución espacial y el desarrollo de la roca de ingeniería geológica. masa, completando así el estudio de ingeniería geológica. Los experimentos muestran que el valor residual de los resultados de los estudios de ingeniería geológica basados en CT de ondas elásticas entre orificios es menor que el de los métodos tradicionales y es más adecuado para los estudios de ingeniería geológica.
Palabras clave:
TC de ondas elásticas entre pozos; estudio de ingeniería geológica; espacio tridimensional; distribución espacial;
Introducción:
La TC de onda elástica de pozo cruzado se puede dividir en TC de onda elástica de pozo cruzado sísmica y TC ultrasónica. Sin dañar el objeto a medir, los rayos de ondas elásticas penetran en el objeto a medir y los rayos de ondas acústicas son recibidos por el sistema receptor de señales en el otro extremo del objeto. En términos generales, la onda elástica CT de orificio transversal es un sistema receptor multiacústico, es decir, los rayos de ondas elásticas se emiten en un solo punto del objeto, se reciben en una disposición en forma de abanico en el otro extremo del objeto y luego muévase sincrónicamente de arriba a abajo a lo largo del otro extremo del objeto para escanearlo [1]. Debido a sus ventajas de alta eficiencia, no destructiva, alta precisión y alta sensibilidad, la TC de onda elástica de orificio cruzado se ha utilizado ampliamente en campos de medición como la medicina, la biología, el sector aeroespacial y el aeroespacial. En países extranjeros, la tecnología CT de onda elástica entre pozos se ha aplicado en el campo de la exploración geológica y ha logrado ciertos resultados de aplicación, pero no hay experiencia de aplicación en esta área en China. En la actualidad, los estudios de ingeniería geológica todavía utilizan métodos topográficos manuales tradicionales. En aplicaciones prácticas, los métodos de medición tradicionales se basan principalmente en la experiencia y la tecnología de medición del personal, y es difícil obtener información interna precisa de los macizos rocosos. Pueden lograr una detección de superficie bidimensional, pero no una detección de superficie tridimensional. A medida que la dificultad y los requisitos de los estudios de ingeniería geológica continúan aumentando, los métodos de estudio tradicionales ya no pueden cumplir con los requisitos de los estudios de ingeniería geológica en términos de precisión y eficiencia. Por lo tanto, este artículo propone un estudio sobre la aplicación de la CT de ondas elásticas entre orificios en estudios de ingeniería geológica, que proporciona una base teórica para la aplicación de la CT de ondas elásticas entre orificios en estudios de ingeniería geológica.
1. Método de exploración de ingeniería geológica basado en CT de ondas elásticas de orificios cruzados
El contenido principal de la exploración de ingeniería geológica es comprender la distribución y el desarrollo de macizos rocosos geológicos profundos a través de la investigación, y luego inferir la ubicación espacial profunda y el desarrollo de grietas de los macizos rocosos geológicos. Este artículo utiliza la tecnología CT de onda elástica de orificios cruzados como el principal método de medición de la ingeniería geológica para realizar exploración tridimensional de la ingeniería geológica, obtener información del macizo rocoso de ingeniería geológica y obtener resultados de estudios de ingeniería geológica mediante el análisis de información del macizo rocoso. El método de estudio de ingeniería geológica basado en CT de ondas elásticas entre pozos se describirá en detalle a continuación.
1.1. Detección espacial tridimensional geológica basada en CT de ondas elásticas de orificios cruzados
Por lo general, los estratos de los sitios de ingeniería geológica son principalmente suelos de limo y grava, y la velocidad de la onda longitudinal. Vp de estos dos suelos Entre 1200 m/s y 1500 m/s, el lecho rocoso del sitio de ingeniería suele ser lutita. La velocidad de onda longitudinal Vp de la lutita erosionada está entre 2400 m/s y 3500 m/s. de esquisto ligeramente erosionado está entre 1200 m/s y 1500 m/s. La velocidad de la onda Vp está entre 3800 m/s. Además, el haz de sonido de onda longitudinal Vp en el área de desarrollo del macizo rocoso profundo del sitio es de 1200 m. /s ~ 1500 m/s, y existen diferencias obvias en el haz de sonido entre diferentes geologías. Por lo tanto, de acuerdo con los requisitos del estudio de ingeniería geológica, la tecnología CT de onda elástica entre pozos se selecciona para el estudio geológico tridimensional para obtener información de datos de macizos rocosos profundos para el posterior análisis de datos del estudio geológico tridimensional. El proceso de detección es el siguiente [2].
Basado en la situación real y los requisitos de prueba, este artículo utiliza el escáner CT de onda elástica de orificio transversal LOKP-S2S1 como equipo de prueba.
En primer lugar, se utiliza una perforadora geológica HIS62 para perforar agujeros en la superficie de forma rotatoria. Para obtener datos espaciales geológicos tridimensionales con mayor precisión, el espaciamiento de los pozos debe ser relativamente pequeño, generalmente en el rango de 5,5 m a 7,5 m, dependiendo de la situación real. El diámetro del pozo debe controlarse entre 100 mm y 130 mm, y La profundidad del pozo debe estar dentro del rango de 35 m ~ 55 m para evitar daños geológicos. Una vez formado el orificio, se coloca una pared de carcasa de PVC con un diámetro de 75 mm en el orificio para que funcione el escáner CT de onda elástica de orificio transversal.
Una vez completada la perforación, seleccione dos pozos relativamente cercanos como pozos de emisión de CT de ondas elásticas. El escáner CT de ondas elásticas entre pozos escanea y explora la geología excitando ondas elásticas de alta frecuencia y luego seleccione otro El pozo en; el lateral sirve como un pozo receptor de TC de ondas elásticas, y el escáner de TC de ondas elásticas entre pozos tiene un dispositivo sensor incorporado para recibir señales de ondas elásticas reflejadas desde la geología. Durante el proceso de detección, es necesario activar la función de monitoreo de ruido del escáner CT de onda elástica de orificio transversal y seleccionar un rango de tiempo con ruido relativamente pequeño como período de tiempo de recepción de la señal para garantizar la precisión del escaneo espacial tridimensional. Datos de detección del escáner CT de onda elástica de orificio cruzado. Las señales CT de ondas elásticas recibidas por el dispositivo sensor son leídas por la computadora, almacenadas de manera uniforme y utilizadas para el análisis de datos geológicos de detección espacial tridimensional.
1.2.Análisis de datos de detección de espacio tridimensional geológico
Los datos recopilados por el escáner CT de ondas elásticas de pozo cruzado están todos relacionados con ondas elásticas. Para comprender la ubicación espacial y el desarrollo de grietas de macizos rocosos profundos a través de estos datos, es necesario procesar y analizar los datos de detección espacial tridimensional. Primero, el área del estudio se discretiza en unidades de cuadrícula de varias especificaciones y los datos de detección del espacio geológico tridimensional se importan a las unidades de cuadrícula para formar un modelo de cuadrícula, que se expresa mediante la siguiente fórmula:
En la fórmula (1), ti es el modelo geológico de cuadrícula del área discreta de ingeniería, es decir, el tiempo de viaje del I rayo de onda elástico; Dij es la longitud del I rayo de onda elástico que pasa a través de la j-ésima cuadrícula; número de rayos de ondas elásticas; m es la red de área discreta de ingeniería geológica. El número de cuadrículas en el modelo de cuadrícula; v es la velocidad de la onda elástica (x, y) es la trayectoria del rayo de onda elástica. Utilizando el método de iteración conjunta para resolver la fórmula anterior, se puede obtener el valor de lentitud de las ondas geoelásticas en cada cuadrado pequeño. Al tomar sus valores recíprocos, se puede obtener la distribución del macizo rocoso entre pozos. Utilice la fórmula anterior para dibujar el mapa del modelo espacial tridimensional de cada macizo rocoso de ingeniería geológica discreta y fusione el mapa del modelo espacial tridimensional de todos los macizos rocosos regionales discretos para formar un mapa de distribución espacial tridimensional de la ingeniería geológica. macizo rocoso de exploración. A través de este mapa, podemos comprender el desarrollo y la distribución de los macizos rocosos de ingeniería geológica, determinar la ubicación específica del desarrollo y el alcance de los macizos rocosos y completar el mapa de distribución espacial tridimensional de los macizos rocosos de exploración de ingeniería geológica.
2. Demostración y análisis experimental
El experimento toma un determinado proyecto geológico como objeto experimental. ¿El área de estudio del proyecto geológico es de 6642,5 m? La capa geológica del suelo es arcilla limosa, suelo de grava, etc. , y la velocidad de la onda es diferente. Esta prueba utilizó métodos de diseño y métodos tradicionales para realizar estudios de ingeniería geológica y obtener la distribución de macizos rocosos profundos.
De acuerdo con la situación real de la ingeniería geológica, se organizan un total de 10 líneas de estudio en el área de estudio y se organizan 5 pozos para cada línea de estudio, de los cuales se organizan un total de 50 pozos, y Se disponen un total de 5 pares de orificios transversales. Perfil CCTT de onda elástica elástica. . En el experimento real, el diámetro del pozo geológico del proyecto de ingeniería intermedia fue de 110.000 mm y la profundidad del pozo fue de 45 m. Se realizaron exploraciones tridimensionales de exploración espacial en cada pozo utilizando CT de onda elástica de mina tres veces, y el grupo con el. Se seleccionó la fluctuación de ruido más pequeña entre los tres escaneos. Los datos se utilizan como datos de exploración, * * * se obtienen 1235,52 MB de datos y los datos geológicos se analizan en consecuencia. Durante el experimento, los datos del estudio de los dos métodos se registran. La hoja de cálculo y se compara con los valores reales. Los dos métodos se calculan a través del software GSS. Los residuos de los resultados de la encuesta. El valor residual es un indicador eficaz para evaluar la precisión y su rango de valores es 0-1. Cuanto más cerca esté el valor residual de 1, menor será la precisión de los resultados de la encuesta, mayor será el error entre los resultados de la encuesta y el valor real y menor será el grado de acuerdo. Cuanto más cerca esté el valor residual de 0, mayor será la precisión de los resultados de la encuesta, menor será el error entre los resultados de la encuesta y el valor real y mayor será el grado de acuerdo. En el experimento se utilizó el valor residual como resultado experimental y se realizó un análisis comparativo de los dos métodos de estudio de ingeniería geológica. Los resultados experimentales se muestran en la siguiente figura.
Como se puede ver claramente en la figura anterior, el valor residual mínimo del método de estudio de ingeniería geológica basado en la onda elástica transversal CT puede alcanzar 0,42δ, y el valor residual de evaluación es solo 0,63δ. El valor residual máximo del método tradicional es 0,96δ y el valor residual promedio es 0,89δ, que es mucho más alto que el método de diseño. Por lo tanto, los experimentos han demostrado que el método de estudio de ingeniería geológica basado en CT de ondas elásticas entre orificios tiene una mayor precisión de estudio que los métodos tradicionales y es más adecuado para estudios de ingeniería geológica.
3. Conclusión
Este artículo estudia la aplicación de la TC de ondas elásticas entre orificios en estudios de ingeniería geológica. La tecnología CT de onda elástica de orificios cruzados se utiliza para escanear y obtener información relevante de la ingeniería geológica, y luego procesarla y analizarla para formar un nuevo método de estudio de ingeniería geológica. La aplicación de la tecnología CT de ondas elásticas de orificios cruzados supera eficazmente la dificultad de los métodos de estudio tradicionales para obtener con precisión información del macizo rocoso profundo, mejora la eficiencia y precisión de los estudios de ingeniería geológica, ayuda a realizar la detección espacial tridimensional de la ingeniería geológica y analiza la cruz. -onda elástica del agujero La aplicación de CT en estudios de ingeniería geológica tiene un cierto efecto promotor.
Referencia
[1] Xing Zhiqiang, Ren Weibo Investigación sobre la aplicación de la tecnología CT de ondas elásticas de orificios cruzados en la exploración kárstica en un sitio de ingeniería de esclusas para barcos [J] Proyecto de exploración occidental 2018, 30(071) 10-1165438.
[2] Yu Hui, Huang Yuanliang, Wang Jiqing. Aplicación de la tecnología de escaneo por TC de ondas elásticas transversales en la investigación de cimientos de pilotes en áreas kársticas [A]. Foro de la Sociedad de Transporte Integral de Jiangsu. 2019 [C]. Rama de Carreteras de la Sociedad de Transporte Integral de Jiangsu: Sociedad de Carreteras de Jiangsu, 2019: 6.
Lu Zechang, Shi Yanchao, Zhang Jincai. Investigación sobre tecnología de modelado tridimensional y aplicación de la ingeniería geológica [J] China Standardization, 2019(04): 104-105.
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