炭质片岩不良地质体电磁波反射特性研究.pdf

【文章标题】炭质片岩不良地质体电磁波反射特性研究 【文章摘要】本文针对隧道穿越炭质片岩地层时遇到的破碎带、赋水破碎带等不良地质体，探讨了电磁波反射特性的研究。通过地质雷达探测技术，分析了干燥破碎带和赋水破碎带对电磁波的反射特性，旨在为炭质片岩隧道的超前地质预报提供依据，以保障施工安全和进度。 【关键词】不良地质体；电磁波；反射特性 【详细内容】 隧道工程在西部大开发背景下，面临高海拔、大埋深的挑战，尤其是在穿越如炭质片岩这类软岩地层时，其强度低、遇水软化、变形大的特点导致了频繁的地质灾害。不良地质体，如构造破碎带和泥化带，是隧道施工中安全问题的主要来源。超前地质预报借助地质雷达（GPR）技术，能提前预警前方不良地质情况，对防范地质灾害至关重要。 巴哈达坂隧道位于青海高寒地区，隧道围岩由炭质片岩构成，具有薄层状、片状结构，节理裂隙发育，容易在地下水和构造应力作用下破碎、泥化。这导致了两大施工问题：一是频繁的掌子面坍塌，二是初期支护变形严重。坍塌往往发生在地下水丰富的区域，形成"泥石流"型滑塌；而支护变形则因围岩的软化和失去稳定性，导致隧道内出现鼓包、开裂等问题。 地质雷达技术通过发射高频宽带电磁波，接收反射信号来探测地下结构。在炭质片岩中，破碎带和赋水破碎带的空气和水分含量与周围岩体存在显著差异，使得电磁波在这些界面产生强烈的反射。电磁波在不同介质分界面的反射特性与介质的相对介电常数有关，由于水的介电常数显著高于一般岩石，地质雷达在探测地下水方面表现出良好效果。因此，地质雷达在探测炭质片岩中的不良地质体，特别是含水破碎带时，能够提供有价值的反射信号信息。 文章提供了若干实例如图4所示，展示了雷达图像中的反射特征，这些特征有助于识别不良地质体的位置和范围。通过对这些案例的分析，可以更准确地预测隧道前方的地质状况，从而制定相应的安全施工方案。 总结来说，对炭质片岩不良地质体的电磁波反射特性进行深入研究，有助于提升隧道施工的安全性和效率。地质雷达技术的应用，不仅能够提前发现潜在的地质风险，还能为隧道设计和施工提供科学依据，减少因地质灾害导致的损失。随着技术的发展，未来这种非侵入式的探测方法将在隧道工程中发挥更大作用。