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岩溶是一种典型的危害工程建设的不良地质现象。岩溶区发生地面塌陷呈现强突发性、大破坏性等特征,给居民生活、工程建设以及周边环境带来潜在威胁,岩溶灾害问题已是许多城市建设中亟需解决的问题。武汉建成区分布着几条近东西向的灰岩条带,而该地区轨道交通建设规模在不断加大且会穿越这些灰岩条带,这严重影响地铁施工及运营安全。因此,查明岩溶分布规律对岩溶灾害预测以及治理有重大意义。地球物理探测法为岩溶探测提供有效的方法,其中,SPAC法(Spatial autocorrelation method,以下简称SPAC法)作为一种物探新技术,可以应用于城市地下岩溶结构探测。本文利用SPAC法探测武汉地铁8号线洪山区政府站~省农科院站区间岩溶分布情况,并根据钻孔结果,与电磁波CT法探测岩溶结果进行对比分析。主要研究成果如下:(1)查阅测区工程地质背景资料,对武汉岩溶地质灾害进行整理,并分析场地地层基本情况。(2)介绍了微动探测的理论基础,SPAC法原理,野外数据采集时的注意事项,以排除干扰保证数据的准确性。微动台阵受建成区场地情况影响,选取微动单点测深以及微动二维剖面探测的方式。运用SPAC法从微动信号中提取瑞雷波频散曲线后,利用邻域算法反演地下S波速度结构。(3)根据钻孔结果,将SPAC法与电磁波CT法探测城市地下岩溶结构进行对比分析,总结两种方法在实际现场工作中的优缺点,证实两种方法的可靠性和准确性。SPAC法探测结果表明,场地地下介质结构可以分为四层,第一层,微动探测该地层底界约为3m,速度为159m/s;第二层,微动探测该地层底界为15m,速度为249m/s;第三层,微动探测该地层底界为20m,速度范围为497m/s;余下为第四层,微动探测速度范围为1108~1379m/s。电磁波CT法探测结果为基岩与覆盖面界线埋深约25m,较完整基岩顶板界线埋深约为33.5m,而编号为4052处推测为溶洞,实际上是硅质岩导致岩性变化,对探测产生一定干扰。SPAC法根据岩土性质差异,横波速度不同,能较好分辨土和岩层的界面,包括土层之间的界面地层界面;电磁波CT法根据视吸收系数高低来辨别地层,能较好分辨土和岩层界面,以及较完整和风化岩的界面,同时其探测效果受岩性影响较大。SPAC法观测点下伏基岩发现有低速区现象,解释为溶洞,共有一个溶洞。该溶洞顶板埋深为30m,对应的垂高为10m。电磁波CT法探测显示钻孔YRK4107处有两个溶洞,埋深为29m、46m,对应的垂高分别为3.6m、4.1m。两种方法都能探测出岩溶位置,溶洞大小范围有区别。SPAC法主要从定性方面来测出低速区即溶洞情况,还能探测破碎带或者充填情况的溶洞等,同时能不依赖钻孔或测井进行观测;电磁波CT法能较为准确探测溶位置和规模,以及在探测岩溶条带更准确一些,另外观测时依赖钻孔或测井。(4)获得单点测深的S波速度结构,以及获得整个观测二维剖面的速度变化图,并确定每个界面的深度以及低速层位置来寻找低速区,即溶洞位置、规模等。微动二维剖面探测岩溶,获得结论如下:1)测区内溶洞段波速500m/s以下,岩溶发育段600~1050m/s,岩溶不发育段1050~1379m/s;将灰岩区S波速度500m/s以下作为判断溶洞或溶穴的依据。2)该测线覆盖层在8~25m,上面地层为第四系覆盖层,主要由素填土、杂填土、粉质黏土以及红黏土组成,波速异常变化较大,土层性质不均匀。下伏层为基岩,即灰岩。3)在测线第一个观测点处,有波速异常区,推测为溶洞,溶洞顶板埋深为28m,垂高约为5m。第三个观测点处,有波速异常区,推测为溶洞,溶洞顶板埋深为33m,垂高约为8m。另在第四个观测点处,揭露低速区,推测为溶洞,溶洞顶板埋深为44m,垂高约为2m。4)整条剖面埋深50m以下,岩溶不发育。5)二维微动剖面S波速度在横向上不连续,发育形式主要为岩溶管道类型。