聚焦電流法隧道地質(zhì)前探仿真研究.pdf

1、直流電阻率隧道超前探測法具有較高的勘探效率、野外操作施工簡單方便等特點(diǎn)，在側(cè)向測井、隧道超前預(yù)報(bào)、礦井勘探、城市地下交通工程中得到了較廣泛的應(yīng)用；但是，直流電阻率法在進(jìn)行隧道超前預(yù)報(bào)時(shí)易受坑道、旁側(cè)干擾的影響，而隨著BEAM系統(tǒng)的出現(xiàn)，聚焦電流法吸引了越來越多科研工作者的目光。本文沿用聚焦電流法，應(yīng)用ANSYS軟件對聚焦電流法的探測原理、電場分布、電極連接方式、模擬實(shí)驗(yàn)中土箱形狀及位置進(jìn)行仿真研究，并進(jìn)行了供電測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及現(xiàn)場試驗(yàn)

2、。
　　首先對傳統(tǒng)三極法隧道前探效果進(jìn)行了仿真分析，發(fā)現(xiàn)測量電位在與異常體距離掌子面相同半徑處并沒有明顯的電阻率異常，說明直流電阻率法對異常體位置及電性的判斷存在一定的誤差。
　　接著介紹了聚焦電流法的理論基礎(chǔ)與探測原理，提出一種綜合模式和掃描模式測量系統(tǒng)，并對聚焦電流法的探測原理進(jìn)行了仿真分析。
　　其次提出一種供電測量電極與屏蔽電極的連接方式，將護(hù)盾與滾刀測量電極之間以一個(gè)小電阻r相連接，采用經(jīng)護(hù)盾向滾刀供電測量電

3、極供電的方式，這樣既能保證屏蔽電極與測量電極電位的相等，又避免了屏蔽電極電壓的反饋控制，并通過仿真模擬的方法驗(yàn)證了該測量方式對異常體定性判斷的可行性。
　　然后對聚焦電流法土槽模擬實(shí)驗(yàn)中土槽的形狀及位置進(jìn)行仿真研究，一共選取球形、圓柱形、圓錐臺形三種不同形狀并且不同位置的模擬土槽與無限遠(yuǎn)地質(zhì)條件下的模型進(jìn)行比較，最后得出圓錐臺形土箱并且中心位置按一定條件偏移的土箱形狀可以較大限度的接近無限遠(yuǎn)地電條件電場分布，并且易于加工。