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3-D Tunnel Seismic Advance Prediction Method with Wide Illumination and High-Precision

Journal of Earth Science 2024年第3期35卷 970-979页

作者： Peng Guan cuifa shao Yuyong Jiao Guohua Zhang Junpeng Zou Fei Tan Faculty of Engineering China University of GeosciencesWuhan 430074China

Tunnel seismic advance prediction can effectively reduce the construction risk during tunnel *** with the 2-D method,the 3-D method is more conducive to describing the spatial characteristics of the geological body by adding the seismic data in the vertical ***,some drawbacks still need improvement in the current 3-D tunnel seismic prediction method.(1)The geometry is complex,which is destructiveness,high cost,and time-consuming,and will delay the tunnel construction schedule.(2)Illumination of the anomalous body is insufficient,and the precision of migration imaging is low.(3)Shot points are far away from the tunnel face,the energy loss at the shot points is more serious.(4)The received signals at the tunnel wall have the surface wave with strong energy when the shot points are placed on the tunnel wall.(5)The geometry is not linear,so the directional filtering method cannot be used to extract the reflection *** overcome the drawbacks of the current prediction method,a new 3-D symmetrical tunnel seismic prediction method is *** geophones are installed on the tunnel wall,two on the left side,two on the right side,and two on the top ***-four shot points are placed on the tunnel face and near both sides of the tunnel wall,twelve shot points on the left side and twelve shot points on the right *** shot points will move along with the forward excavation of the *** wavefield analysis,illumination statistics,and 3-D reverse time migration imaging are used to evaluate the proposed *** result of modeled data indicates that the proposed 3-D geometry has some advantages:(1)the geometry is simple and the geophone installation time is short;(2)it has high illumination energy,wide illumination range,and can improve the prediction distance and imaging accuracy;(3)the proposed 3-D method can better estimate the velocity of surrounding rock and is more conducive to extracting the reflection wave with high resolut

关键词： tunnels excavation geophone shot points migration imaging method engineering ge-ology.

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A novel tunnel seismic prediction method based on threshold trigger

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Journal of Earth Science 2024年

作者： Peng Guan Zhenqiang Shen cuifa shao Yuyong Jiao Guohua Zhang Bin Li Jie Zhou Faculty of Engineering， China University of Geosciences

The tunnel seismic prediction method can provide information on the geological anomalous body in front of the tunnel face in a long distance (120 m)， which has become a necessary work in tunnel construction. The traditional tunnel seismic prediction methods suffer from two main issues: low data acquisition efficiency and the occurrence of signal delay traces during data gathering. These issues， in turn， impact the accuracy of calculating the velocity of the surrounding rock. To address these shortcomings， this paper proposes a new method called the threshold-triggered tunnel seismic prediction method. The effectiveness of the proposed method is validated through the analysis of measured tunnel seismic data. Firstly， when compared with the traditional short-circuit trigger method， the threshold trigger method demonstrates a significant improvement in data acquisition efficiency. Secondly， the threshold triggering mode effectively eliminates the problem of signal delay and jump that is present in the short-circuit trigger mode， thus ensuring the accuracy of the surrounding rock velocity calculation. These advantages clearly demonstrate the potential engineering application value of the threshold-triggered method.

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岩石圈弯曲的黏弹性松弛及其对确定弹性岩石圈厚度的影响

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中国科学院大学学报（中英文） 2020年第5期37卷 640-649页

作者：邵翠法王世民中国科学院大学地球与行星科学学院中国科学院计算地球动力学重点实验室北京100049

确定弹性岩石圈厚度在地球科学中具有重要意义。基于弹性板弯曲解析解结合岩石圈弯曲外缘隆起位置反演弹性岩石圈厚度的传统方法具有深远影响。利用变黏度可压缩黏弹性有限元模型定量研究岩石圈在表面垂向载荷作用下弯曲的黏弹性松弛问... 详细信息

确定弹性岩石圈厚度在地球科学中具有重要意义。基于弹性板弯曲解析解结合岩石圈弯曲外缘隆起位置反演弹性岩石圈厚度的传统方法具有深远影响。利用变黏度可压缩黏弹性有限元模型定量研究岩石圈在表面垂向载荷作用下弯曲的黏弹性松弛问题。模拟结果显示,外缘隆起位置具有先向弯曲中心运动而后向弯曲外侧移动的特点,反向运动发生在载荷作用约9 Ma后。与基于松弛时间定义的弹性岩石圈厚度相比,基于弹性板弯曲解由外缘隆起位置约束弹性岩石圈厚度的方法仅在载荷作用后0.2~5.0 Ma的时间段内给出较为合理的结果。

关键词：岩石圈弯曲弹性岩石圈黏弹性松弛数值模拟

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隧道超前地质预报检波器耦合介质理论及试验研究

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地下空间与工程学报 2023年第1期19卷 183-192页

作者：黄佩焦玉勇张国华邵翠法关鹏中国地质大学(武汉)工程学院武汉403374

隧道超前地质预报是隧道施工中的重要部分,其准确性影响着隧道施工安全。为提高隧道超前地质预报的准确性,对隧道超前地质探测中检波器耦合介质开展针对性研究具有重要意义。本文通过对隧道检波器耦合结构开展理论建模,探讨了耦合介质... 详细信息

隧道超前地质预报是隧道施工中的重要部分,其准确性影响着隧道施工安全。为提高隧道超前地质预报的准确性,对隧道超前地质探测中检波器耦合介质开展针对性研究具有重要意义。本文通过对隧道检波器耦合结构开展理论建模,探讨了耦合介质在检波器与围岩耦合过程中发挥的作用。在此基础上,选用工业黄油、石蜡、石膏、环氧树脂以及黏质土5种耦合介质进行了现场耦合试验。最后,根据理论建模结果采用数值模拟手段对不同耦合介质的耦合过程进行了分析,并就介质厚度对耦合效果的影响进行了探讨。结果表明:材料的耦合效果与其固化强度呈正相关关系,基于理论公式的数值模拟结果很好地验证了试验结论;耦合介质厚度影响耦合效果的主要因素在于厚度过大会引起地震波损耗,厚度过小会产生较大的谐振现象。研究成果可服务于工程实际应用,进一步提高隧道超前地质预报的准确性。

关键词：隧道超前地质预报检波器耦合介质振动力学模型

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