[发明专利]适应于城市环境的任意布孔的三维跨孔电阻率CT成像方法

说明书

本发明公开了一种适应于城市环境的任意布孔的三维跨孔电阻率CT成像方法，对目标区域进行地质分析，初步推断目标区域内可能存在的岩溶或者地下空洞等不良地质的大致范围；结合场地条件，在选定的探测区域布置钻探孔、钻孔测线和地表测线，确定钻孔测线电极和地表电极间距；根据布孔方式选定相应的跑极方式进行三维跨孔电阻率CT探测；采用自动化建模对测区完成网格剖分建模，通过反演获得对目标区域不良地质体的反演成像结果。本发明利用自动化建模方法实现对不规则探测区域的建模。

技术领域

本发明属于电阻率勘探领域，具体涉及一种适应于城市环境的任意布孔的三维跨孔电阻率CT成像方法。

背景技术

随着城市化水平的不断提高，城市规模的急剧扩大，现代城市空间与城市功能之间的各种矛盾日益尖锐，在一定程度上制约了城市的可持续发展。根据我国大城市地下空间开发的经验，如果没有充分考虑地下空间开发活动与地质环境的相互影响和作用,在一定条件下就会产生环境地质问题或地质灾害,其中主要包括岩溶引发的地面变形或沉降、因地层承压含水层被揭穿而引起的突涌管涌或者砂土液化、在开发过程中因地下空洞而导致城市地面塌陷、城市活断层断裂蠕动或突发错动导致城市建筑物破坏等。

跨孔电阻率CT作为一种精细钻孔探测技术，具有探测精度高、灵活方便、不占用施工时间等优点，对溶洞、断层和基岩面等均有较佳的探测效果，可以对局部区域开展精细的探测。但由于城市地面环境复杂、建筑密集，人类活动频繁，可用于布孔的场地条件和施工条件有限，往往难以满足同时布置四个平行钻孔以形成三维跨孔CT立体观测空间的要求，导致实际情况中能够布置的钻孔数量有限、钻孔布置网格往往也是不规则的。因此，复杂的城市环境和受限的空间给三维电阻率跨孔CT的应用带来了巨大的制约，亟待发明一种适应于城市环境的科学可靠的三维电阻率跨孔CT方法和技术。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种适应于城市环境的任意布孔的三维跨孔电阻率CT成像方法，本发明能够对城市中所需探测的区域进行任意布孔，将孔中电极和布置方式灵活的地表电极相联合，实现对目标区域的三维探测，并在后续的数据处理过程中利用自动化建模方法实现对不规则探测区域的建模。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种适应于城市环境的任意布孔的三维跨孔电阻率CT成像方法，包括以下步骤：

对目标区域进行地质分析，初步推断目标区域内可能存在的岩溶或者地下空洞等不良地质的大致范围；

结合场地条件，在选定的探测区域布置钻探孔、钻孔测线和地表测线，确定钻孔测线电极和地表电极间距；

根据布孔方式选定相应的跑极方式进行三维跨孔电阻率CT探测；

采用自动化建模对测区完成网格剖分建模，通过反演获得对目标区域不良地质体的反演成像结果。

进一步的，钻探孔、钻孔测线和地表测线的布置方式根据钻探孔的分布位置和数量包括：任意凸四边形布置、任意三角形布置、双钻孔布置或/和单钻孔布置方式。

更进一步的，任意凸四边形布置方式具体为：钻探孔为4个，钻孔间距根据探测区域的实际情况进行调整，钻孔深度依据所探测目标的深度、实际钻孔的深度来确定；每个钻孔内布置1条钻孔测线，测线长度等于相应的钻孔深度，共4条测线，从测区平面上看钻探孔以凸四边形的形状分布在测区周围。

更进一步的，任意三角形布置方式具体为：钻探孔为3个，钻孔间距根据探测区域的实际情况进行调整，钻孔深度依据所探测目标的深度、实际钻孔的深度来确定；每个钻孔内布置1条钻孔测线，测线长度等于相应的钻孔深度，共3条测线，从测区平面上看钻探孔以三角形的形状分布在测区周围。