富气土层探测识别试验研究

发布时间：2020-04-25 04:14

【摘要】：在我国东南沿海及长江三角洲地区浅部软土层中赋存大量生物气体,因其分布无规律,往往给地下工程建设带来严重的影响。因此,需对富气土层分布规律、含气特征等进行准确探测,为工程施工排气提供重要依据,从而保障施工建设安全。由此可见浅层气高精准测试研究工作具有重要的意义。本文针对富气土层开展了物理模拟、数值模拟及现场综合测试研究。文章以杭州某地铁建设地质条件为依托,开展物理模拟试验,分析电阻率法测试富气土层的可行性与有效性;以现场地质资料为基础,通过EarthImager2D数值模拟软件建立地电模型,对不同参数下富气土层的含气特征进行数值模拟研究。物理模拟结果表明:土体充气后,电阻率值升高,多分布在80~160Ω·m范围,说明了试验研究的可行性。数值模拟结果表明:富气土层地电场响应特征明显,表现为高电阻率异常;富气土层所在深度增大及周围介质电阻率降低皆会导致其地电场响应特征变弱;随土层含气程度升高地电场响应特征越发明显。基于模拟试验结果在现场采用以电阻率法为主、结合地质雷达及地震波方法对富气土层进行综合探测试验研究,以探寻测试浅层气的有效方法。并行电法测试结果表明:根据测试深度及精度要求,3m电极间距测试系统更适合本次现场测试;现场富气土层地电场响应特征明显,多以15~25m带状、透镜状富集,呈明显的高电阻率异常,电阻率值多分布在40~300Ω·m,试验场区存在多处浅层气疑似富集区,主要分布在埋深6~30m的粉砂夹黏土层、砂质粉土夹淤泥质粉质黏土层及淤泥质粉质黏土夹粉土层。在地质雷达测试分析中,部分富气区域表现出明显的电磁波异常现象,能够与电性响应特征相对应。在地震波测试分析中,地震波对富气区域响应表现较弱,但对地层分辨能力表现较好,能够清晰呈现地层分布,与地电场响应特征相对应。结合三种测试方法分析效果及前期勘察报告结果表明:采用电阻率法对富气土层探测具有一定的有效性。目前,受工程现场条件及测试手段限制,相关试验研究内容还不够丰富,如物理模型更合理构建、数值模拟更全面及现场测试系统优化等相关问题有待后续进行研究。图[51]表[12]参考文献[96]
【图文】：

工程危害,浅层气

工程建设存在较大的影响[5]，如图 1 所示[6-7]。特别是杭州湾及长江三角洲地物浅层气藏较多，在工程建设时常造成较大的危害。如上海地区多出现隧道受浅层气泄漏喷出影响，产生变形、破损无法正常运行现象；杭州地铁工程时遭遇浅层气喷出、燃烧致设备损坏；杭州跨海大桥工程出现多处高压气藏，危及人员生命安全[8-10]。除此之外，浅层气溢流到喷发时间间隔非常短，，事故难于控制，对人员生命及财产安全威胁较大[11-12]。浅层气的泄露与喷出使温室效应，造成环境损坏。因此，浅层气的高精准探测技术研究工作已成国及世界工程建设施工、资源利用和环境保护的迫切需求[13-14]。

静力触探,设备,浅层气

研制相关软件系统，其中，具有代表性的、中子参数计算饱和度、孔隙度等相关参数浅层气探测技术研究工作，早在 1997 年蒋，基于上海、江苏、浙江等省市埋深较浅（含气地层条件，选用静力触探技术配合少量浅层气进行探查。其成本经济，效果优良，总储量约 3.43 亿立方米，验证了静力触探及]。近年，陶灵法，潘永坚，叶荣华等人将静用以防治地下浅层气给轨道交通建设等工程层含气特征，将新型锥状活塞式触探探头配行探测，效果较好，并成功应用到轨道交通荣华则是利用静力触探设备在宁波市地铁建含气层分为富气段、含气段、不含气段三种对其在轨道交通建设中的危害提出相应的防
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P618.13

【参考文献】