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跨孔地震CT中的逐次线性化方法

地球物理学报 1995年第3期38卷 378-386页

作者：牛彦良杨文采吴永刚大庆石油管理局勘探开发研究院地质矿产部地球物理地球化学勘查研究所

非线性问题的逐次线性化方法的每个线性化过程可通过最小二乘ＱＲ分解算法求解．为了精确地描述和控制逐次线性化迭代过程，引入迭代阻尼系数．首先根据模型拟合表最小的准则确定满足最佳一次线性化效果的最佳初始迭代阻尼系数；然后随... 详细信息

非线性问题的逐次线性化方法的每个线性化过程可通过最小二乘ＱＲ分解算法求解．为了精确地描述和控制逐次线性化迭代过程，引入迭代阻尼系数．首先根据模型拟合表最小的准则确定满足最佳一次线性化效果的最佳初始迭代阻尼系数；然后随遂次线性化迭代而减小迭代阻尼系数，并加入松弛因子对每次迭代输出的波速修正量进行控制；最后根据混沌理论，采用Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数和模型拟合差的变化，描述第ｋ次迭代所处的状态，在解估计的方差急增之前及时停止迭代，获得可信度和分辨率最佳的解估计．模型计算与实例证明方法有效．

关键词：跨孔地震 CT 逐次线性化地震勘探

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跨孔地震波层析成像在岩溶探测中的应用研究

跨孔地震波层析成像在岩溶探测中的应用研究

作者：赵武阳桂林理工大学

学位级别：硕士

随着国家的快速发展,城市建设紧邻其后,对地下空间透明化需求也相应增加,而在城市地下空间工程建设过程中,不良地质的存在严重影响着工程建设质量及安全,而岩溶则是最常见的一种工程地质问题。岩溶的生成和发育是一个复杂的地质现象,因... 详细信息

随着国家的快速发展,城市建设紧邻其后,对地下空间透明化需求也相应增加,而在城市地下空间工程建设过程中,不良地质的存在严重影响着工程建设质量及安全,而岩溶则是最常见的一种工程地质问题。岩溶的生成和发育是一个复杂的地质现象,因此岩溶在地下存在的形式也不尽相同,这无疑给地质体的探测工程带来巨大的复杂性,而在岩溶地区进行地下工程建设时如未探明岩溶分布,则会极易造成突涌水、地表塌陷等大型安全事故,利用地下空间进行城市建设的风险极高。因此对岩溶区进行精细化探测,划分出岩溶存在的范围与分布形态,使地下地质分布在一定程度上达到可视化,这对于城市地下空间的开发及工程项目的建设具有重要意义。针对地下空间工程精细化探测要求,利用跨孔地震波层析成像方法,对城市岩溶区进行探测,总结其成像特征,可以更好的指导工程建设。本文主要研究内容如下:（1）建立不同岩溶类型的概化地球物理模型。岩层内部存在着形态、方向、大小各异的溶洞及溶蚀裂隙带,通过对岩石物性特征包括常见岩石的波速及断层分布等,结合岩溶类型,建立一系列概化地球物理模型。（2）为了更好研究跨孔地震波层析成像法在城市岩溶区的探测规律,指导实际工程建设。本文基于REFLEXW正反演程序展开一系列概化地球物理模型数值试验研究,分别进行单个异常体下的检波器及震源偏移距、不同孔间距与钻孔深度比值、不同异常体尺寸与钻孔间距比值、不同异常体高与宽度比值、多个异常体、以及不同厚度以及倾角断层进行数值模拟,并根据数值模拟结果进行分析解释,总结跨孔地震波层析成像方法对于岩溶区响应规律,并验证该方法的可行性。（3）依托南京和燕路过江通道工程幕府山岩溶探测项目,在工程现场采用跨孔地震波层析成像方法,通过地震仪采集数据,利用REFLEXW程序反演成像,通过反演成像结果验证跨孔地震波层析成像方法在实际工程应用中的可行性。将反演结果进行3D数据提取及成像处理,得出水平切片图及垂直切片图,最终通过阈值技术得到地质体在探测区域内的三维分布。

关键词：跨孔地震岩溶探测成像特征层析成像数值试验

跨孔地震CT技术在大连地铁五号线岩溶段探测的应用研究

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跨孔地震CT技术在大连地铁五号线岩溶段探测的应用研究

作者：张腾飞西南交通大学

学位级别：硕士

随着经济的发展,地铁已经成为城市交通的重要组成部分,地铁的运营里程逐年大幅增加。我国约有三分之一的地区是岩溶发育地区,常见的岩溶病害有:岩溶洞穴、岩溶洼地、陷落柱,在岩溶发育十分强烈的地区往往还会形成地下暗河。城市岩溶洞... 详细信息

随着经济的发展,地铁已经成为城市交通的重要组成部分,地铁的运营里程逐年大幅增加。我国约有三分之一的地区是岩溶发育地区,常见的岩溶病害有:岩溶洞穴、岩溶洼地、陷落柱,在岩溶发育十分强烈的地区往往还会形成地下暗河。城市岩溶洞穴及地表塌陷的报道屡见不鲜,岩溶这类不良地质体的存在严重危害地面建筑物及人民生命财产的安全。地铁通过区域的地质构造、地层结构、岩溶病害的发育程度等直接影响地铁施工进度及地铁后期运营安全,因此采用精确、效率高的勘探技术查明地铁工区的地层结构,岩溶病害的类型、大小、在空间上的具体位置对于保障线路施工进度,运营安全及人民的生命财产安全有极为重要的意义。常规的物探方法难以满足地铁对岩溶病害的高精度探测,跨孔地震CT技术可以对地铁工区的地层结构进行精确的成像,结合其他地质资料可以对场区岩溶的类型、规模、形态进行准确的预测。本文通过对层析成像理论、数值模拟、应用效果等方面对跨孔地震CT技术进行了系统性研究。重点对充填介质不同的单一溶洞、充填介质不同的串珠状溶洞、不同倾角的岩溶裂隙建立孔间非均匀介质三维模型,利用跨孔地震CT技术正演模拟了不同岩溶类型溶洞并得到相应的射线走时。通过对正演模拟的地震波走时特征加以分析,得到以下结论:地震波的走时会随着岩溶洞穴直径的增加而相应变长;对于充填有不同介质的相同直径溶洞,充填介质的波速与周围完整岩体波速差异越大该类型岩溶特征越容易识别;就单炮记录来看,直径越大的溶洞其走时出现差异道的数量越多,即溶洞直径越大受其影响区域也越大;充填有两种物质的半充填溶洞的地震波走时特征介于全充填溶洞之间;对倾角不同的岩溶裂隙,其走时特征与观测系统的空间排列密切相关;在观测系统选取及测线布置上一定要结合前期的地质资料,尽可能的与走向方向垂直。对孔间地层实测结果进行了分析。利用现场实测跨孔地震CT数据,结合前期数值模拟及地质资料,反演出场区的地层速度结构,划分地层结构及不良地质体的构成情况。根据孔间地震CT剖面图的图像特征,对实测结果中完整灰岩区域、隧道洞身失稳问题、溶洞及岩溶裂隙富水问题、地面塌陷问题、地基不均匀沉降问题进行了总结与分析。此外还从数据采集、观测系统、噪声等方面对跨孔地震CT技术应用效果分析,在今后的工程实践中希望能够减小误差,提升工程预报的精度。

关键词：跨孔地震层析成像地铁岩溶正演模拟应用研究

基于程函方程反演的跨孔地震岩溶探测数值模拟研究

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工程地质学报 2020年第5期28卷 1069-1075页

作者：石振明卢崔灿刘鎏王尧彭铭同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 佛罗里达大学土木与海岸工程系佛罗里达32611美国

岩溶探测对于岩溶发育地区的工程建设有重大意义,跨孔地震波探测是工程勘察有效的地球物理探测技术。本文旨在利用基于程函方程的初至旅行时层析方法,实现对跨孔地震波岩溶探测的反演,并通过多个工况的数值模拟验证其有效性,探索其适用... 详细信息

岩溶探测对于岩溶发育地区的工程建设有重大意义,跨孔地震波探测是工程勘察有效的地球物理探测技术。本文旨在利用基于程函方程的初至旅行时层析方法,实现对跨孔地震波岩溶探测的反演,并通过多个工况的数值模拟验证其有效性,探索其适用性和局限性。首先,基于波动方程的时域有限差分对跨孔地震岩溶探测进行正演模拟;然后从模拟的地震记录中提取初至旅行时,最后以基于程函方程的初至层析方法反演得到钻孔间的地层速度模型。本文设置了单一溶洞,单一断层,溶洞断层组合及多溶洞组合4种工况,通过数值试验得到了地震记录、旅行时、反演图像、迭代残差等结果。结果表明基于程函方程的初至旅行时层析反演方法对溶洞位置、大小,断层的方位反演较为准确,对于复杂地质条件,多溶洞和裂隙组合反演较为稳定,相互之间干扰很小,能定性区分对溶洞填充物的速度与地层背景波速的高低。但岩溶异常体中的反演速度较真实速度有偏高,纵向分辨率比横向分辨率高。相比溶洞,该方法对断层较不敏感。考虑到基于程函方程的跨孔层析反演在多个岩溶地质体共存的复杂地质条件下依然保持高效和稳定,该方法可以为实际工程提供重要勘察信息。

关键词：岩溶探测跨孔地震层析反演程函方程

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跨孔地震波波场数值模拟

工程勘察 2013年第12期41卷 66-73页

作者：张琼鲁光银雷军北京大学地球与空间科学学院北京100871 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083

基于跨孔测量方式分辨率高、探测范围广、结果图像直观等特点,本研究基于前人的工作选用有限差分方法进行跨孔地震波波动方程数值模拟,通过对模型采用边界吸收等处理,最后获得地震波在地下介质中传播的波场快照以及检波器接收记录。主... 详细信息

基于跨孔测量方式分辨率高、探测范围广、结果图像直观等特点,本研究基于前人的工作选用有限差分方法进行跨孔地震波波动方程数值模拟,通过对模型采用边界吸收等处理,最后获得地震波在地下介质中传播的波场快照以及检波器接收记录。主要通过对断层、低速球、层状介质三种模型透射波波场特征的探讨,研究地下地质体结构,并且在方法上验证了有限差分法是一种计算速度快、占用内存小、编程简单的方法,在理论上验证了跨孔地震方法受外界干扰因素影响小,可推断、了解地质构造,为工程勘察提供依据。

关键词：有限差分跨孔地震波动方程数值模拟

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跨孔地震CT层析成像在岩溶勘察中的应用

物探与化探 2001年第3期25卷 236-240页

作者：邱庆程李伟和广东省地质物探工程勘察院广东花都510800

指出了在岩溶发育地区采用常规工程地质勘察方法的不足 ,简述了跨孔地震CT层析成像进行岩溶勘察的原理及工作方法技术 ,介绍了一个工程勘察实例 ,指出了跨孔地震CT层析成像在岩溶 ,勘察中的应用前景。

关键词：跨孔地震 CT层析成像桥基工程勘察岩溶工程地质勘探

跨孔地震CT在杭州永丰大桥岩溶勘察中的应用

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能源与环境 2020年第1期 112-113页

作者：郑忠平张瀚资锋张庆华苏交科华东(浙江)工程设计有限公司浙江杭州310030 湖南科技大学矿业工程研究院湖南湘潭411201

岩溶是桥梁工程建设中的安全隐患之一,探明桥梁桩基础范围内岩溶发育特征对桥梁安全尤其重要。跨孔地震CT技术是一种高分辨率层析成像技术,可有效查清岩溶及其他地下不良地质体的发育、规模及空间连通情况。介绍跨孔地震CT技术在杭州永... 详细信息

岩溶是桥梁工程建设中的安全隐患之一,探明桥梁桩基础范围内岩溶发育特征对桥梁安全尤其重要。跨孔地震CT技术是一种高分辨率层析成像技术,可有效查清岩溶及其他地下不良地质体的发育、规模及空间连通情况。介绍跨孔地震CT技术在杭州永丰大桥岩溶勘察中的应用。通过对比分析,场地的跨孔地震CT成像结果与钻探工作揭示的岩溶发育情况具有较好的一致性。

关键词：岩溶跨孔地震 CT 钻探永丰大桥

跨孔地震CT层析成像在盾构隧道超前地质预报中的应用

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跨孔地震CT层析成像在盾构隧道超前地质预报中的应用

2015年全国工程地质学术年会

作者：陈志超罗旋郭云峰吴钟腾福建省地质灾害重点实验室

利用跨孔地震CT层析成像技术对地铁盾构隧道区间地层进行高精度的探测,获取测试孔间的地层信息和不良地质体分布情况,从而达到对盾构隧道施工超前地质预报的目的。通过引入尺寸误差和区位误差参数,进一步对比分析了跨孔地震CT层析成像... 详细信息

利用跨孔地震CT层析成像技术对地铁盾构隧道区间地层进行高精度的探测,获取测试孔间的地层信息和不良地质体分布情况,从而达到对盾构隧道施工超前地质预报的目的。通过引入尺寸误差和区位误差参数,进一步对比分析了跨孔地震CT层析成像技术对于探测目标体的区位探测效果、尺寸探测效果。误差分析成果显示,跨孔地震CT层析成像技术对于目标体区位的探测效果要优于对目标体尺寸的探测效果。对于不同探测目标,探测精度主要由探测目标体与周围环境间的地震波波速差异决定。此外,通过对比测试断面不同区位的探测效果,可得出测试孔中间区域探测精度要高于邻近测试孔区域。根据分析结果及结论,最终形成一套基于跨孔地震CT层析成像技术的盾构隧道超前地质预报方法。

关键词：跨孔地震 CT层析成像盾构隧道超前地质预报

来源： cnki会议评论

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城市地下管线综合地球物理探测

科学 2020年第6期72卷 35-37页

作者：赵文轲余立刚方朝涯谢博赵云生浙江大学地球科学学院杭州310027 浙江图维科技股份有限公司杭州311121

城市现有地下管线现状亟待查清,并建立地下管线数据库和信息管理系统,以符合精细化城市动态管理的需求。地球物理方法的创新、技术的发展,以及新型商用仪器的不断涌现,为城市地下管线探测创造了良好的条件,探测效率和质量也得到了极大... 详细信息

城市现有地下管线现状亟待查清,并建立地下管线数据库和信息管理系统,以符合精细化城市动态管理的需求。地球物理方法的创新、技术的发展,以及新型商用仪器的不断涌现,为城市地下管线探测创造了良好的条件,探测效率和质量也得到了极大提高。

关键词：城市地下管线地球物理方法跨孔地震探地雷达电阻率法