隧道不良地质构造雷达特征数值模拟

摘要

为在超前地质预报中准确判识隧道中的不良地质构造体，总结隧道中常见的岩溶、断层破碎带、软夹层3种典型不良地质构造，根据介质的组合情况将其归纳为岩溶2类4种构造模型、断层破碎带2类4种构造模型、软夹层1类3种构造模型。以自编Python程序进行自动化建模，建立随机的多介质耦合岩溶空洞、断层破碎带、软弱夹层3种不良地质构造，并以Python程序自动调用GprMax,对三大类不良地质体的雷达特征进行数值模拟。结果表明：地质雷达产生的电磁波在水中会产生二次假地质异常体；在水与其他介质混合的模型中，无异常体的区域会出现微弱的反射；溶洞呈现出“二次曲线型”特征、破碎带呈现出“条带状”特征、软弱夹层的呈现出“层析错断型”特征。结合某高速公路几座典型隧道实际情况，通过地质雷达对上述典型不良地质体的探测，将上述模拟图像特征应用到实际工程，结果吻合。

关键词

隧道不良地质构造 / 地质雷达 / 数值模拟 / 图像特征

基金资助

四川省科学技术厅区域创新合作资助项目(2025YFHZ0321)