水岩耦合演化自然电场近源效应与临灾前兆
刘静1
刘盛东2
王勃2
路拓3
刘志新4
1.中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州 221116;中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州 2211162.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州 2211163.西安科技大学地质与环境学院,陕西西安 7100544.中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州 221116
摘要：水岩耦合演化是重大水害防控面临的核心科学问题之一.在全空间地电场探测中,自然电场可指示水体流向且对渗流演化行为的时域响应更超前,将其与激励电场、感应电场对物性的空间表征能力相结合,可提升探测的时空精度、获取水岩耦合演化监测及临灾预警的新突破.在裂隙岩体渗流、破碎岩体渗流等非饱和渗流及突变过程中,鉴于自然电场受流动电位控制且与水岩耦合演化、尤其是过水区的演化密切相关,故把在自然电场全空间监测工作中出现的、水流充分接近测点(含覆盖)时诱发的自然电场异常响应定义为一种近源效应,其主要特征为:①不存在过水事件时,自然电位随水流向测点的靠近而攀升、随水流与测点的远离而下降;②存在过水事件时,自然电位随水流向测点的靠近而攀升、随水流覆盖测点而出现相位突变(相对其他测点而言)和负向跳变、而后恢复攀升趋势但最终随着水流与测点的远离而再次下降;③因裂隙发育的非均质性,同一条测线上往往只有部分测点发生过水事件,这可根据自然电位的相位突变、负向跳变及视电阻率(或电阻率)图中的低阻演化等综合响应特征予以识别.利用自然电场法与直流电阻率法的并行探测关键技术,可实现地下水渗流状态及观测系统过水事件的有效判识;由此再对自然电位与直流电阻率数据进行耦合分析,由此实现对导水通道及富水区演化特征的精细解释和对水岩耦合演化趋势的超前预测,为矿井、隧道、地铁及其他地下空间工程中的重大水害防控提供有效方法.
关键词：水岩耦合自然电场全空间水害防控地电场监测
分类号：TD74(矿山安全与劳动保护)P631(天文学、地球科学)
资助基金：国家自然科学基金(41804106)国家自然科学基金(41974149)国家自然科学基金(41974128)
论文发表日期：2022-03-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 1286-1295 )
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