基于井间电磁CT探测的岩溶空间分布特征
井间电磁波CT技术在建筑基底溶洞探测中的应用
井间电磁波CT 技术在建筑基底溶洞探测中的应用郭 印,彭 涛,李天祺,聂永亮,孙元帝(建设综合勘察研究设计院,北京 100007)摘要:详细介绍了井间电磁波CT 技术测试的工作原理及野外工作方法,采用井间电磁波CT 技术对一个高层建筑工程场地进行了溶洞探测,基于不同岩土介质对电磁波能量吸收值不同的原理,利用层析成像反演算法对现场获取的井间电磁波CT 原始测试数据进行了解译,得到了溶洞沿不同测线的剖面分布和不同高程处的平面分布,并将其与现有钻孔地质资料进行了对比验证,验证结果表明:井间电磁波CT 技术探测溶洞效果良好,可得到场地中溶洞的空间分布,从而为高层建筑桩基础的设计提供可靠的地质资料。
关键词:溶洞探测;井间电磁波CT 技术;钻探;解译中图分类号:P319文献标识码:BApplication of cross 2section electromagnetic tomography technique indetecting karst cave under the ground of buildingsG uo Y in ,Peng T ao ,Li T ianqi ,Nie Y ongliang ,Sun Y uandi(China Institute o f G eotechnical Investigation and Surveying ,Beijing 100007,China )Abstract :The cross 2section electromagnetic tom ography technique and its operation method have been introducedin this paper.This technique had been applied to detect karst cave in a ground of a high building.Based on the rule of different rock and s oil with different ability of abs orbing the energy of electromagnetic ,the data obtained from the site have been interpreted.C ombined the data by inversion method for electromagnetic tom ography ,plan and section plan of karst cave distribution are obtained.C om paris on has been done between the result of the cross 2section electromagnetic topography technique and the data from the borehole ,it indicates that the cross 2section electromagnetic topography technique is effective in karst cave detection.Three dimension space distribution of karst cave can be obtained by inversion analysis ,s o it can be used to provide detailed geological data for the design of the foundation of high buildings.K ey w ords :karst cave detection ;cross 2section electromagnetic topography technique ;borehole ;interpretation 收稿日期:2008208229;修订日期:2008211215作者简介:郭印(1978-),男(汉族),山西古交人,博士,工程师.0 前言井间电磁波CT 法是20世纪80年代发展起来的一门新技术,它将医学CT 的原理成功地运用于地学中,派生出一系列的层析成像技术。
井间电磁波CT技术在岩溶勘察中的应用研究-01
井间电磁波CT技术在岩溶勘察中的应用研究-01Abstract:___ the principles and field work methods of ___ bridge site。
and nal ic wave cross-hole tomography are was developed usingthe SIRT method。
The data obtained was ___ n maps of the profile。
which were then compared and analyzed with existing drilling geological data。
The results show that ___ has a good effect in detecting karst caves and ___ data for the design and n of___.Keywords: ic wave CT。
n coefficient。
SIRT。
karst nn:___ widely distributed in China。
and the ___ ground rating radar have ___。
which is based on the principle of ic wave n。
has been ___ due to its high n and non-destructive nature.___:___ bridge site。
The field work was carried out according to the standard operating res。
and the data obtained was ___ of the profile。
The obtained data was then compared and analyzed with existing ___.Results:The results show that the ______ of the profile obtained by the SIRT method are consistent with the existing drilling geological data。
地面物探结合钻孔电磁波CT在岩溶地区的勘探效果
地面物探结合钻孔电磁波CT在岩溶地区的勘探效果通过地面电法结合钻孔电磁波CT法在岩溶地区勘查岩溶效果的工程实例，作者提出一些体会，认为地面物探与井中物探相结合的组合方法对目标体的定位将会大大的提高。
标签：地面物探钻孔电磁波法岩溶地区勘探0引言我國的碳酸盐岩发布广泛，由岩溶引起的地质灾害十分普遍[1-2]。
在某水电站蓄水对某某煤田矿井安全产生影响的防治水工程中，为确定物探方案的有效性，在设计的堵截断面上进行了系列的方法试验。
试验采用地面物探勘测初查强岩溶导水带的大致位置，实现勘查强岩溶导水带的初期钻孔定位。
利用初期钻孔，采用井中物探勘测查明堵截断面上钻孔间岩溶通道、岩溶破碎带、岩溶裂隙的分布位置、规模与特点，从而为布设注浆孔提供依据。
1地质特征1.1地质背景试验工程场区纵向地形起伏不大，横向高程变化较大，一般在91m至120m 间。
区内地层由上而下分布：①松散第四系或强风化层，②二叠系上统大隆组（P2d）岩性为多为硅质岩，薄层至中厚层状，岩石坚硬，层位及厚度均稳定，厚一般18～24m，为弱含水层：③二叠系上统合山组上段（P2h2）由生物碎屑灰岩、铝土岩及煤层组成，灰岩薄层至中厚层状，灰岩中常见燧石结核和团块，层厚50～70m，为弱含水层；④二叠系上统合山组下段（P2h1）以中厚层状灰岩及生物碎屑灰岩为主，夹大量燧石结核团块并成层分布，其厚度从北往南逐渐变薄，底部为五煤层和铁铝岩。
为强含水层。
本区主要构造为NNE向，是NNE、NWW构造裂隙，其与地下水向红水河马滩径流排泄共同作用易形成地下导水带。
1.2地球物理特征土层、岩溶发育、裂隙发育带、煤层、井巷与完整岩石之间有着较大的物性差异（如介电常数、电阻率、放射性等），存在明显的物性界面，该工区具备了较好的物理前提。
2工作方法地面物探采用联合剖面法、电测深法、高密度电法进行勘查，井中物探采用跨孔电磁波CT法进行勘查。
3应用效果3.1地球物理特征图1给出的是此次地面物探综合成果图。
孔间电磁波CT技术在北京普安店岩溶勘查中的应用
产损 失。 地面塌 陷给 当地居 民造成恐 慌 ， 成为 该地 区的
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Ｖ０ １ ． ９ Ｎｏ ． ３
李远强等 ：孔 间电磁 波Ｃ Ｔ 技 术在北京普 安店岩溶勘查 中 的应 用
第９ 卷 第３ 期
表１ 空气中不同频率 、不 同距离场信号场 强值 一览表
０ 引言
孔 间电磁波 Ｃ Ｔ 是 用 发 射 电 磁 波 的 方 法 对 井 间 的地
不安定 因素和安 全隐 患， 当地 政 府 为 民 生 安 定 ， 开 展 了 该 地 区 的地 面塌 陷 灾 害 勘 查 工 作 。
研 究 区位 于北 京 西 山山前 丘 陵 向平原 过 渡 的 区 域， 地势 平坦， 地面标高５ ７ ￣５ ９ ｍ， 地形坡 度在１ 。 ～２ 。 之 间 。属 于 暧 温 带 半 湿润 大 陆 性 季 风气 候 ，夏 季 极
－９２ ．８
３ ５ ｍ
— ９ Ｏ ． ３
－９ ５． ９
１
２
５ Ｍ Ｈ Ｚ
６ ＭＨＺ
频率扫描间隔
发 射机 点距 接 收机 点距 空 气 中 的 背 景 场
１ Ｍ Ｈ Ｚ
ｌ ｍ ｌ ｍ 一 １ ０ ５ ｄ Ｂ
３ ４
７ 姗 ｚ ８ Ｊ ｌ ｆ Ｈ Ｚ ９ Ⅷ Ｚ ｌ Ｏ Ｍ Ｈ Ｚ １ １ Ｍ Ｈ Ｚ １ ２ Ｍ Ｈ Ｚ
地面建 筑 。 同 时 该 方 法 充 分 利 用 已 有钻 孔 ， 填补 钻孔之 间地 质 信 息 空 白 。 相对地面 物探 ， 其 受 到 地 面 建 筑 及 电 磁干 扰较 小 ， 目前 广 泛 应 用 于 断 层 破 碎 带 、 软 弱夹层 、
多达 １ ４ ０ ６ ｍｍ， 夏季 （ ６ ～８ 月）降水 集中， 占年 降水 量 的７ ５ ％， 降 水 强 度大 ， 雨 量 往往 集 中在 几次 降 雨过 程 中， 地面 塌 陷 多发 生 于该 时 间段 。 研 究 区基 岩 被第 四
井间电磁波CT技术在岩溶勘察中的应用研究-01
井间电磁波CT技术在岩溶勘察中的应用研究杨强1，王有学1,2，王海燕1，周海滨11.桂林理工大学地球科学学院，广西桂林5410042.广西地质工程中心重点实验室，广西桂林541004摘要:本文详细介绍了井间电磁波CT技术的原理及野外工作方法,并采用井间电磁波CT技术对一拟建桥址的工程场地进行了探测,最后利用层析成像反演SIRT法编制了二维电磁波跨孔层析成像软件，对获取的数据进行了解译,得到了剖面的吸收系数异常特征分布及地质解释图,并将其与现有钻孔地质资料进行了对比分析。
研究结果表明: 井间电磁波CT技术探测溶洞效果良好,可得到场地中溶洞的空间分布,为拟建桥址的设计和施工提供可靠的地质资料。
关键字:电磁波CT；吸收系数；SIRT；岩溶勘察Borehole Electromagnetic Imaging and itsApplication in Karst DetectionYang Qiang1，Wang Youxue1,2，Wang Haiyan1，Zhou Haibin11. College of Earth Sciences, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China2. Guilin Research Institute of Reconnaissance Designing, Guilin 541002, ChinaAbstract: The cross-borehole electromagnetic tomography technique and its operation method have been introduced in this paper. This technique had been applied to detect karst cave in a ground of a planned bridge. Combined the data of obtained by inversion method for electromagnetic tomography, we make a software of 2-D cross-borehole electromagnetic tomography, plan of the abnormal absorption coefficient and section plan of geological interpretation. Comparison has been done between the result of the cross-borehole electromagnetic topography technique and the data from the borehole; it indicates that the cross-borehole electromagnetic topography technique is effective in karst cave detection. Three dimension space distribution of karst cave can be obtained by inversion analysis, so it can be used to provide detailed geological data for the design of the foundation of bridges.作者简介：杨强（1985-），男，硕士，研究方向：地震层析成像，E-mail：yangzqiang86@通讯作者：王有学，男，博士，教授Key words: electromagnetic computerized tomography; absorption coefficient; SIRT; karst cave detection 1 引言层析成像（tomography ）是依据在物体外部观测到的数据，按照事先确定的物理和数学关系反演计算物体内部某参数的变化分布情况，最终以图像方式展现成果的一门新兴技术，最先用于医学，随后拓展到其他领域。
电磁勘探在地下岩溶水库工程中的应用研究
电磁勘探在地下岩溶水库工程中的应用研究地下岩溶水库是人类利用地下岩溶地质特征建设的贮水工程，具有贮存水源、调节水量的重要作用。
由于其具备地下水库容大、损失少、覆盖面积小等优势，已被广泛应用于水资源调度、洪水防治、农田灌溉等方面。
而地下岩溶水库的勘探和安全性评估是其建设过程中的关键环节。
电磁勘探作为一种非破坏性地下勘探技术，近年来在地下岩溶水库工程中的应用得到了广泛关注和研究。
其基本原理是利用不同岩石或土层的电导率差异来探测地下岩溶水库的分布和性质。
本文将重点围绕电磁勘探在地下岩溶水库工程中的应用进行研究和探讨。
首先，电磁勘探在地下岩溶水库工程中的应用可以为工程规划和设计提供关键的地质信息。
通过电磁勘探技术可以获取地下岩溶水库的研究区域内的地质构造、溶蚀程度、溶洞发育状况等信息，理清地下岩溶水库的空间分布特征和内部结构。
这些地质信息对于工程规划和设计具有重要意义，能够避免工程建设中可能出现的地质灾害和工程安全隐患。
其次，电磁勘探可以提供岩溶水库的水文地质条件分析。
地下水入渗和渗流是岩溶水库的关键因素，通过电磁勘探技术可以获取地下水位、水质、渗透性等水文地质信息，进而对岩溶水库的水文地质条件进行定量分析。
这些信息对于合理的水资源调度和岩溶水库的安全性评估具有重要意义，可为水库的管理和保护提供科学依据。
此外，电磁勘探还可以应用于岩溶水库围岩的稳定性分析。
岩溶地质条件下，围岩的稳定性是岩溶水库工程中一个重要的安全问题。
电磁勘探技术可以探测地下岩体的密实度、裂隙发育情况和岩石的物理特性，为围岩稳定性分析提供数据支持。
通过分析围岩的稳定性，可以评估岩溶水库工程的安全性，指导工程建设和管理。
在电磁勘探技术的应用中，还存在一些挑战和问题需要解决。
首先，由于岩溶地貌复杂多变，电磁勘探结果可能受到多种干扰因素的影响，从而导致成像质量下降。
其次，电磁勘探技术在地下不同岩层的辨识能力和分辨率有限，对于水库的精细分层和区域性差异的探测仍存在一定局限性。
基于井间电磁波CT在浅地层溶洞探测中的正反演
电磁波CT探测技术在岩溶勘探中的应用
电磁波CT探测技术在岩溶勘探中的应用吴华平【期刊名称】《华南地震》【年(卷),期】2012(032)004【摘要】In the case of Yanling to Rucheng Highway bridge 4#, 5# Pier,, this paper discusses the cross-hole electromagnetic wave CT technique and its application in karst geological anomaly detection. Moreover, we analyses the principle of electromagnetic wave CT detection method, on-field data collection soul, and data analysis flowchart, and summarizes the key steps in data processing. Through careful analysis of the probe profile, this article builds a reasonable explanation of the profile map and made a correct interpretation, and the result was verified. It gets an accurate understanding of the rock layer on the detection zone of the absorption coefficient of electromagnetic waves, which provides a good section analysis and interpretation of CT detection of thinking.%以炎陵至汝城高速公路曾家大桥4#、5#桥墩为例探讨了跨孔电磁波CT技术在岩溶地质异常探测种的应用情况.分析了电磁波CT探测技术工作原理、野外数据采集要点、数据分析处理流程,并对数据处理关键步骤进行了总结；通过对各探测剖面进行认真分析,编译出合理的剖面解释图并进行了正确解释,效果良好；获得了探测区内的岩土层对电磁波的吸收系数的准确认识,为电磁波CT探测提供了一种好的剖面分析和解释思路.【总页数】8页(P59-66)【作者】吴华平【作者单位】广东省地震局,广东广州 510070;中国地震局地震监测与减灾技术重点实验室,广东广州 510070;广东省地震预警与重大工程安全诊断重点实验室(筹),广东广州 510070【正文语种】中文【中图分类】P631【相关文献】1.钻孔电磁波CT技术在深部岩溶勘探中的应用 [J], 何禹;李永涛;朱亚军2.钻孔间电磁波CT技术在清水河大桥桥址区深部岩溶探测中的应用 [J], 何旭东;刘秀伟;田维强;彭运动3.电磁波CT技术在隧道基底岩溶勘探中的应用 [J], 刘俊;彭佳斌4.高密度电法及跨孔电磁波CT技术在粤北某机场隐伏岩溶探测中的联袂应用 [J], 宋允;郑兴5.高密度电法及跨孔电磁波CT技术在粤北某机场隐伏岩溶探测中的联袂应用 [J], 宋允;郑兴因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电磁波CT在水电工程岩溶探测中的应用
电磁波CT在水电工程岩溶探测中的应用杨嘉明;闫占豹;杨帆;宋伟健【摘要】由于岩溶发育的不均一性,传统的钻探方法在岩溶调查进行过程中,不仅耗费大量时间与财力,而且由于钻孔数量有限,控制点稀少、信息量小,不易于全面掌握工区岩溶发育情况.为了使岩溶探测工作更加高效、准确、经济、全面,多种地球物理方法在实际探测中得到广泛应用,并取得了良好的探测效果.其中电磁波CT法便是近些年广泛应用于岩溶发育地区水利水电工程建设中的一种常用手段,利用钻孔结合地质资料可准确探测孔间岩溶发育情况.【期刊名称】《东北水利水电》【年(卷),期】2018(036)002【总页数】3页(P66-67,70)【关键词】溶洞;岩溶探测;电磁波CT法【作者】杨嘉明;闫占豹;杨帆;宋伟健【作者单位】中水东北勘测设计研究有限责任公司,吉林长春130062;中水东北勘测设计研究有限责任公司,吉林长春130062;中水东北勘测设计研究有限责任公司,吉林长春130062;中水东北勘测设计研究有限责任公司,吉林长春130062【正文语种】中文【中图分类】TV221.11 概述在水利水电工程建设方面，碳酸盐岩一般属于硬岩或中硬岩，承载力和抗剪强度较高，具有良好的物理力学特征，完全可以满足民用建筑和各类水工建筑物的强度要求；同时碳酸盐岩又是良好的天然建筑材料。
但是云南、贵州、广西等地区，由于常年降雨量大，气候温暖潮湿，营造了良好的岩溶发育外部条件，要开发利用岩溶区域丰富的水利水电资源，就必须解决由于岩溶发育所带来的复杂的水文工程地质问题，如果选址不当，工程就会遭受巨大损失，甚至是毁灭性的。
诸如：由于岩溶通道渗漏导致的基坑及地下硐室涌水，大坝、厂房基础和边坡稳定，以及因岩溶发育引发的水库地震及塌陷，这些都是水利水电建设的关键问题[1]。
2 工作原理电磁波CT法是利用电磁波（工作频率0.5～32 MHz）在两个钻孔中分别发射和接收，根据不同位置上接收的场强大小，使用计算机层析成像技术，反演两孔间地下地质体吸收系数分布的一种地下地球物理勘探方法。
基于电磁波CT扫描技术岩溶地质勘测及处理施工技术
基于电磁波CT扫描技术岩溶地质勘测及处理施工技术
霍九坤
【期刊名称】《工程建设(维泽科技)》
【年(卷),期】2024(7)1
【摘要】灰岩地质岩溶较发育,对地下工程施工安全、质量影响较大。
通常岩溶地质采用高密度电阻率法、地质钻探、地质雷达等技术勘测,存在受地下障碍物影响大、勘测深度有限、勘测准确度较低、效率较低、适用场地有限等问题,在后续施工中可能因此导致技术经济损失。
本篇文章结合某地区某穿湖顶管工程总结利用地质介质力学参数及电学参数的差异,根据不同地层电阻率高低折射出的电磁波吸收度差异反映地质情况的差异,准确地勘测地下岩溶发育情况,形成基于电磁波CT扫描技术的岩溶地质勘测及处理施工技术,解决了湖底岩溶发育区地下工程施工难题,为工程质量、安全均提供了较高的保证,降低了施工风险,同时也形成了一定的经济效益。
【总页数】4页(P63-66)
【作者】霍九坤
【作者单位】武汉市市政建设集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】P631
【相关文献】
1.基于电磁波CT的岩溶地质异常探测
2.岩溶地区桥梁地质勘测与桩基施工处理要点
3.电磁波CT技术在覆盖型岩溶地区地质勘察中的应用
4.孔间电磁波透视及CT 扫描在岩溶区地质勘察中的应用
5.跨孔电磁波CT技术在水利工程地质岩溶探测中的应用
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摘 要：岩溶是桥梁桩基施工中的安全隐患之一，探明桥梁范围内岩溶的空间分布特征对桥梁安全尤其重要。岩溶勘查目前 多以钻探与物探方法相结合，但特定的岩溶勘察需要根据具体情况选择合适的物探方法，常用的地质雷达等方法由于受限于 各自的适用范围，往往不能精确地确定局部范围内溶洞的边界。井间电磁波 CT 探测技术主要依据电磁波在不同介质中传播 时的吸收差异， 重建井间介质吸收系数的分布图像， 形象而直观地展现地质体内部结构， 具有分辨率高， 勘探距离小的特点， 特别适合于探测桥墩等局部范围内的溶洞分布情况。以惠州 S119 线水西大桥主桥墩溶洞探测为例，介绍了电磁波法 CT 探 测技术的原理、工作方法及应用效果，结果表明井间电磁波 CT 探测技术有较高的精度和可信度，可全面清晰地揭示场地岩 溶的空间分布，为工程设计提供可靠的地质资料。 关 键 词：井间电磁波法；CT 探测技术；岩溶；勘探 中图分类号：TU 443 文献识别码：A 文章编号：1000－7598 (2016) 增 1－0669－05
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岩
土
力
学
2016 年
针对复杂岩溶问题，通常通过钻探及各种物探 来探明其空间分布情况。钻探可以直接得到地层信 息，但受钻孔位置、数量等限制，难以精确地勾画 出岩溶的分布范围、连通及规模等情况。孔间CT、 地质雷达、高密度电法等物探方法可以弥补钻探之 不足，二者结合可较为有效地探测出岩溶的空间分 布、地层信息以及溶洞的充填物特性等。 由于岩溶地质情况的复杂性，对于特定的岩溶 勘察，并不是所有的物探方法都适合使用，如瑞雷 波探测岩溶时要求岩溶在水平方向分布范围不小于 瑞雷波排列长度的1/4， 而且对于地表或地层界面起 伏较大或水平方向地层变化较大时容易加大单点瑞 雷波探测误差；地质雷达则受天线中心频率及工作 参数的影响较大，如果在被探测体为黏土或具有一 定厚度的黏土覆盖层或浅部岩体较破碎的情况下不 适于探测较深区域的不良地质，并且目标异常体随 着探测距离增大其横向尺寸也随之增大，否则无法 分辨小尺寸的破碎带或溶蚀区域了[1]。 井间电磁波 CT 探测技术作为物探方法的一 种，是 20 世纪 80 年代发展起来最先进的地球物理 探测技术之一，相对电阻率法、地质雷达及声波探 测法等而言，其在地学中的应用较少，主要是由于 电磁波在地层介质中衰减较快，可探测的间距相对 较小[2]。另外，电磁波 CT 探测需要钻孔，费用较 为高昂，限制了其使用范围，但电磁波 CT 技术也 有分辨率高的独特的优势，是目前各种物探法中几 何分辨率精度最高、最直观的方法 ，特别适合于 探测桥墩等局部范围内的溶洞分布情况，既可以 利用已有的超前钻探孔，也可以根据需要重新布 设钻孔重建两个钻孔之间的地质结构图像，形成 一个立体网络，直观而精确地查明局部异常体的位 置、形状与性质，为工程设计提供可靠的地质资 料。 电磁波 CT 探测技术在探矿、地下水、岩溶桩 基质量检测等方面都得到了应用，如李永涛等[4]利 用电磁波 CT 技术探测了长江大堤武汉段地下溶 洞，为长江大堤安全的防治提供可靠精确的地下地 质资料。郭贵安等[5]利用电磁波 CT 技术探测了肇 庆大桥 5 个主桥墩墩位下方的溶洞分布状况。胡熠 等[6]利用电磁波 CT 对南广铁路岩溶路基试验区段 注浆质量检测进行检测。冯等[7]对煤层开采覆岩破 坏进行了层析成像研究，重现了地下结构的形态， 裂隙带的位置和煤层开釆后变化情况。总之，大量 工程实例表明，电磁波 CT 探测技术对岩溶勘查具 有很好的效果
1往为工程建设带来严重的 潜在威胁。在惠州S119线水西大桥桥梁桩基（钻孔 灌注桩）施工过程中，由于岩溶分布较为复杂，多 次出现桩孔坍塌、泥浆泄露乃至掉钻问题，严重影 响施工安全和进度。
岩溶在空间上发育往往是不规则的。在工程地 质勘探中钻探虽然能揭露出详细的、直接的地层信 息，但不能揭露跨越钻孔之间范围内的地层结构信
第 37 卷增刊 1 2016 年 6 月
DOI： 10.16285/j.rsm.2016.S1.088
岩 土 力 学 Rock and Soil Mechanics
Vol.37 Supp.1 Jun. 2016
基于井间电磁 CT 探测的岩溶空间分布特征
罗彩红 1，邢 健 1，郭 蕾 1，秦尚林 2
甲孔 发射点 接收点 乙孔
图 1 定发装置示意图 Fig.1 Sketch of setting device
电磁波 CT 法涉及电磁波在地下有耗空间的辐 射、传播和接收，其正反演问题的理论基础是电磁 场理论和天线理论。电磁波 CT 法中的场强观测值 公式为
E E0 e r f ( ) r
[812] [3]
2
电磁波 CT 勘探技术原理与工作方法
电磁波 CT 法是利用无线电波 （工作频率 0.5～
2.1 电磁波 CT 法原理 32 MHz）在两个钻孔中分别发射和接收，根据不同 位置上接收的场强的大小，来确定地下不同介质分 布的一种地下地球物理测试方法，也称井中无线电 波透视法。其原理如图 1 所示。
。
增刊 1
罗彩红等：基于井间电磁 CT 探测的岩溶空间分布特征
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岩溶发育的岩石与完整灰岩比较， 在物性(电阻 率及吸收系数)上存在较大差异， 只要溶洞有一定规 模时，对电磁场将会产生明显的吸收作用，观测的 电磁场强幅度明显减小， 吸收系数增大(相对围岩的 高阻、低吸收系数)，形成高吸收异常。 2.2 野外工作方法及质量控制 （1）仪器选取 本次岩溶勘查使用中国地质大学（武汉）研制 的 TC-RIM-19 型地下电磁波仪系统， 见图 2。 其工 作频率为 0.5～35.0 MHz，由数据采集系统和数据 处理系统两部分组成，以跨孔方式探测钻孔间的剖 面，或以单孔方式探测孔周围的地质情况。 （3）质量控制 为控制电磁波 CT 方法测量工作的质量，首先 需依据铁路工程物探规范[13]指导测试工作，在测试 中，对电磁波测量的全过程进行质量跟踪，并随即 抽取一定比例的观测点作为对比重复观测采样点， 确保测试误差在规定范围之内。
(1. Highway Administration of Huizhou Municipality, Huizhou, Guangdong 516008, China; 2. Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei 430071)
收稿日期：2016-04-21 基金项目：广东省交通科技项目（No. 201407） 。 This work was supported by the Guangdong Traffic Science and Technology Project(201407). 第一作者简介：罗彩红，女，1970 年生，高级工程师，主要从事国省道公路建设与管理工作。E-hz2248858@
Spatial distribution characteristics of karst based on cross hole electromagnetic computerized tomography technique
LUO Cai-hong1, XING Jian1, GUO Lei, QIN shang-lin2
（1）
为初始辐射常数； 式中：E 为接收点的场强值； E0 为吸收系数，即介质中单位距离对电磁波的吸收
值； f ( ) 为收发天线的方向因子函数；r 为发射与 接收点之间的距离。 由式（1）可以看出，当电磁波通过不同的地 下介质（如各种不同的岩石、矿体及溶洞、破碎带 等）传播时，由于不同介质对电磁波的吸收 β 存在 差异，如溶洞、破碎带等的吸收系数 βs 比其围岩的 吸收系数 β0 要大得多，在溶洞、破碎带的背后的场 强也就小得多，从而呈现负异常，像阴影一样，就 是利用这一差异推断目标地质体的结构和形状，其 原理与医学 CT 相似。 地下电磁波法层析技术CT根据实测数据， 依照 电磁波在地下有耗介质中传播规律及一定的物理和 数学关系反演透视剖面上的物理参数的分布，以图 像的形式表现出来。
Abstract: Karst is one of the hidden dangers in the construction of bridge pile foundation. It is particularly important for the safety of the bridge to prove the spatial distribution characteristics of karst in the scope of the bridge. At present, the exploration of karst is mostly based on the combination of drilling and geophysical prospecting methods. But the specific karst exploration needs to choose the appropriate geophysical method according to the specific situation. Commonly used geological radar and other geophysical prospecting methods often can not accurately determine the boundary of the local area of the cave due to their limited scope of application. The cross hole electromagnetic wave CT technique reconstructed the distribution image of the medium absorption coefficient of the wells base on the difference of the absorption of electromagnetic wave in different media. The image visually shows the internal structure of geological bodies. It has the characteristics of high resolution and small exploration distance. It is especially suitable for detecting the distribution of karst cave in the local area such as bridge pier. This paper introduces the principle, working method and application effect of the electromagnetic wave method CT detection technology by an example of detecting the karst of Shuixi bridge pier of highway S119. The results show that cross hole CT technology has high precision and reliability. It can fully and clearly reveal the spatial distribution of the karst, so as to provide reliable geological data for engineering design. Keywords: crosshole electromagnetic wave; CT detection technique; karst; exploration