本文關鍵詞：高密度電阻率成像法在斷裂帶探測中的應用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：斷裂帶是地殼中廣泛分布的一類地質構造。它破壞了巖體的連續(xù)性和完整性,并可能切穿了不同的含水層,因此是一種具有特殊意義的水文地質體。在基巖地區(qū),斷裂帶是控制地下水賦存與運移的主導因素。對于高放廢物地質處置而言,斷裂帶可能是放射性核素向生物圈運移的重要通道,因此對于處置庫場址區(qū)內(nèi)斷裂帶的查明及導水性研究是處置庫性能評價的一項重要內(nèi)容,關系到高放廢物地質處置庫能否長期安全運行及能否有效隔離廢物。斷裂帶位置、產(chǎn)狀、寬度的查明可為斷裂帶性質研究及導水性和富水性研究提供依據(jù)。 本文主要完成了以下幾個方面的工作：(1)在室內(nèi)模擬斷層,并在斷層一側注水,同時采用高密度電阻率成像法對注水和排水過程中跨斷層剖面上的電阻率變化進行監(jiān)測,探討了注水和排水條件下高密度電阻率法研究水在斷裂帶中的運移和分布特征；(2)在室內(nèi)建立了斷裂帶中熱流傳導的物理模型,并采用高密度電阻率成像法監(jiān)測了熱流的傳導引起的視電阻率斷面的變化,研究了熱流在斷裂帶中的傳導過程；(3)建立了不同寬度、埋深的斷裂帶物理模型,通過室內(nèi)實驗研究了其異常特征。建立了不同傾角斷裂數(shù)學模型,通過正演模擬計算的方法研究了其異常特征。建立相同埋深、寬度、傾角(垂直)斷裂帶數(shù)學模型,通過正演模擬計算獲得了不同電極距條件下斷裂帶異常特征。(4)在放射性廢物處置甘肅北山預選區(qū)新場地段f4斷裂上開展了探測工作,獲得了三條跨斷裂高密度電阻率剖面,對獲得的數(shù)據(jù)進行了異常數(shù)據(jù)剔除,反演計算,得到了三條剖面上電阻率分布圖像,結合實際地質情況分析了f4斷裂的異常特征,計算得到了斷裂帶的寬度、傾角等信息。 通過以上工作,獲得了如下研究成果。 (1)對斷裂帶注水過程中視電阻率斷面變化的分析,獲得了水在斷裂中運移過程及分布特征,視電阻率斷面反映的水在斷裂中的運移過程與實際觀察到的現(xiàn)象一致,說明用高密度電法監(jiān)測斷裂帶中注水過程是可行的。水會優(yōu)先飽和細粒介質,當細粒介質的水位高于其所能支撐的毛細壓力后才向其粗粒介質流動,并在兩者之間形成一個固定的水位差。因此當?shù)叵滤飨虼怪庇谧杷當嗔褧r,將在斷裂帶兩側形成水位差,在寬度相同的條件下,這一水位差的大小可作為評價斷裂帶阻水能力的指標。 (2)對熱流傳導過程的監(jiān)測結果表明,由于斷裂帶的存在,將使得熱流傳導過程發(fā)生變化,當熱流遇到導熱性差的介質時,熱流將發(fā)生“繞流”�？稍谝巴獠贾秒姌O,監(jiān)測季節(jié)性溫度變化引起的跨斷裂帶電阻率剖面變化過程,從而為野外斷裂帶的存在及其導水性研究提供參考信息,但由于季節(jié)性溫度變化的影響范圍為地下幾米到十幾米,因此該方法得到的信息僅限于地表較淺的范圍內(nèi)。 (3)對不同寬度和埋深斷裂帶模型的室內(nèi)實驗結果表明,斷裂帶寬度越大、埋深越淺,視電阻率剖面上異常幅度越大,反之異常幅度越小。對不同傾角斷裂帶采用不同裝置正演計算結果表明,二極、微分和溫納裝置均能反映斷裂帶異常,但相比而言,二極裝置探測深度最大,微分裝置次之,溫納裝置最小,但溫納裝置探測效果最好。 (4)分析反演計算得到的f4斷裂電阻率剖面,結合野外實際地質情況,確定了斷裂帶與電阻率剖面的對應關系,得到f4斷裂在電阻率剖面上的異常特征為向南東傾斜的低阻條帶狀異常,經(jīng)計算得到產(chǎn)狀及寬帶等信息,f4斷裂的寬度為30-40m,傾角約為60°。
【關鍵詞】：高密度電阻率成像法 斷裂帶 放射性廢物處置 結構特征
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：P641.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 目錄9-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 問題提出及選題意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-20
• 1.2.1 斷裂帶探測研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.2 高密度電阻率成像法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 技術路線與主要研究內(nèi)容20-22
• 第二章 斷裂帶結構特征及高密度電阻率成像法應用于斷裂帶探測的理論基礎22-40
• 2.1 斷裂帶結構特征及其導水性影響因素22-26
• 2.1.1 斷裂帶結構特征22-24
• 2.1.2 影響斷裂帶導水性的因素24-26
• 2.2 高密度電阻率成像法理論及工作方法26-40
• 2.2.1 電阻率法基本原理27-31
• 2.2.2 高密度電法的測量方式31-33
• 2.2.3 數(shù)據(jù)處理方法33-37
• 2.2.4 高密度電阻率成像法野外工作方法37-40
• 第三章 斷裂帶注水和排水過程的高密度電法監(jiān)測研究40-48
• 3.1 試驗設置及方法40
• 3.2 試驗過程40-41
• 3.3 結果與討論41-48
• 第四章 溫度傳導過程的高密度電法監(jiān)測與應用于斷裂帶導水性研究的可行性分析48-55
• 4.1 巖體電阻率與溫度的關系48
• 4.2 巖體電阻率隨溫度變化的機理探討48-49
• 4.3 試驗方法49-50
• 4.4 試驗結果與討論50-55
• 第五章 高密度電法探測斷裂帶異常的效果及有效性研究55-61
• 5.1 不同寬度和埋深斷裂帶的電阻率異常特征55-56
• 5.1.1 試驗方法55
• 5.1.2 試驗結果與討論55-56
• 5.2 不同傾角斷裂帶在不同測量裝置和電極距條件下的異常特征正演模擬56-61
• 5.2.1 正演模型與方法56
• 5.2.2 不同傾角斷裂帶在不同測量裝置條件下的異常特征56-58
• 5.2.3 垂直斷裂帶在不同電極距條件下的異常特征58-61
• 第六章 高密度電阻率成像法在放射性廢物處置甘肅北山預選區(qū)f4斷裂探測中的應用61-72
• 6.1 研究區(qū)概況61-63
• 6.1.1 自然地理概況61
• 6.1.2 地層巖性與地質構造61-63
• 6.1.3 水文地質條件63
• 6.2 測定方法及工作布置63-64
• 6.2.1 野外測定方法63
• 6.2.2 野外工作布置63-64
• 6.3 數(shù)據(jù)預處理與反演計算64-65
• 6.3.1 數(shù)據(jù)預處理64
• 6.3.2 遠電極效應消除64-65
• 6.3.3 反演計算65
• 6.4 反演結果及分析65-72
• 第七章 結論與展望72-74
• 參考文獻74-80
• 簡歷與科研成果80-81
• 致謝81-82

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