电磁波CT技术在探测堤坝工程中的应用

应用电磁波CT探测技术对流溪何竹料段大堤和丰顺县虎局水库大坝渗水通道进行了探测研究，由于电磁波的吸收系数和地层结构有密切关系，因此，电磁波CT是通过能量的变化观测反演吸收系数的分布，进而推测地下构造的分布，利用电磁波的吸收系数为层析物理量，在钻孔中进行透射观测，以优于0.5m的分辨率清楚地揭示了测区内渗水层位的分布情况。     

地震波速与吸收系数综合层析成像

阐述了地震波在粘弹性介质传播过程中具有的衰减特性，探讨了地震波吸收层析成像的机理，得知地震吸收CT成像方法，对岩体软弱结构面、裂隙和规模较小的断层破碎带的识别能力，要强于波速成像方法.针对这两种层析技术的优缺点，采取多参数（波速、吸收系数）综合地震层析成像的方法，使波速CT与吸收CT两者能相互印证、互为补充.作者综合利用两种成像方法，把它用于在云南省某水电站坝基岩体质量检测中，取得了较好的效果，达到了提高地震层析成像的分辨率与可靠性的目的.     

煤矿巷间地震层析成像技术探测煤体构造

本文对煤矿井下巷间地震波透射观测资料在平滑弯曲射线的基础上，利用联合迭代法（ＳＩＲＴ）进行煤体波速场的反演成像，并结合数值计算结果给以验证。其结果表明：采用平滑弯曲射线追中学地震波射线可以大大提高成像质量；地震层析成像技术用于探测煤体中的构造是一种有效且可行的方法。     

利用海底电缆探测太平洋地区地幔结构的研究进展

介绍了地幔电性结构、地幔温度、地幔含水量等参数对地球动力学和地幔动力学过程的重要科学意义,综述了近年来利用海底电缆在该领域的主要研究进展.本文首先介绍了日本利用海底电缆探测地幔深部结构的方法原理与发展历程,然后阐述了该方法的观测方式、观测系统与仪器,综述了国际上近年来利用海底电缆在环太平洋地区海底的观测资料进行地幔一维电导率结构、三维电导率分布的研究进展.基于海底电缆的观测数据进行反演的结果表明,太平洋海域地区地球深部存在410 km,660 km的电导率不连续面,此不连续面与地震资料的波速不连续面基本一致,为地幔不连续面提供了新的地球物理证据.在根据由海底电缆观测数据反演得到的太平洋地区地球内部电导率分布基础上,综述了综合深部地震波速、岩石高温高压实验等,将电导率的分布转换为地球内部的温度场分布、推导地幔过渡带水的浓度进而转换为地幔过渡带的含水百分比(含水量)的方法技术与研究进展.研究结果表明,夏威夷和北日本海地幔过渡带电导率异常主要受温度控制,菲律宾海域地幔过渡带的电导率异常除了和温度有关外,还受含水量影响,该处地幔过渡带的含水量大约在1％左右.这些研究表明,海底电缆探测方法,在地球深部探测尤其是地幔不连续面的探测、地幔温度场分布与特征、地幔含水量等方面有重要的作用.最后,展望了海底电缆探测方法的研究与发展,这些研究方法及成果对认识中国海域地球内部机构提供一定的参考.     

中国大陆科学钻探孔区的地震波速模型

大陆钻探区地震资料的解释正确与否取决于对该区确定地震波速模型, 地震波速模型的确定是反射地震处理极为困难的问题.中国大陆科学钻探提供了难得的深孔岩性、构造与地球物理测井资料，可以对结晶岩区地震资料时深转换的精度与地震波速模型的确定进行检验.本文介绍了科学钻探前根据地表资料建立波速模型的方法及钻探后由钻孔资料建立波速模型的方法.由地表资料建立的波速模型其精度分布是不均匀的，其波速反演的方差将随深度成正比地放大，在有钻孔时应尽量根据钻孔资料加以修正.由地球物理测井和岩芯的波速测试结果建立的波速模型结予波速估计值均匀的约束，说明由钻孔资料取得的波速模型可以有效地降低在深部的误差,提高地震反射与岩性变化和波阻抗合成的地震道之间的相关性.为检验波速模型，由测井资料与波速模型作出的合成地震道与反射地震剖面对比时还必须考虑到井孔的实际轨迹，否则对比相关性可能明显减小.     

频率域地震吸收CT方法及其工程应用

频率域地震吸收CT方法的主要技术要点是在地震波频谱分析的基础上 ,进行几何扩散校正 ,通过对共炮点记录引入共炮点参数的方法 ,将震源的影响与介质的吸收效应区分开来 ,对地质介质的吸收系数成像 .吸收系数对介质的宏观和微观结构缺陷敏感 ,因而用来研究工程岩体的断裂、破碎带及空区等可得到更清晰的图像 .将波速和吸收两种CT方法联合使用 ,可为地质与工程的结构诊断提供更充分的依据 .在工程地质、矿床构造及稳伏矿体研究中取得了满意的效果 .     

基于高密度电法温纳装置的三维电阻率反演应用

在金矿采空区钻孔定位时,较多地依据二维高密度电法剖面反演来计算采空区的位置及产状,由于金矿采空区产状变化复杂,二维反演仅反映了采空区沿纵断面的展布形态,因采空区影响范围内测点较少至使反演目标边界误差较大,盲目布设钻孔会造成探测成本的提高,为实现精确探查,精准反演采空区的边界范围、走向及倾向,提高钻孔准确率,降低勘察成本,在蓬莱大柳行金矿试验通过布设多条等距高密度电法剖面(剖面间距为50 m、点距20 m),构造了不均匀测网,利用高密度电法仪采集温纳排列测深数据,将该排列数据进行了对称四极测深数据格式转换.采用该测网建立了三维电阻率反演数据格式,进行了三维电阻率反演,经钻探验证采空区中心埋深与三维电阻率反演低阻体埋深误差3.1 m.最终反演迭代精度与二维高密度电法剖面反演精度相差9.5%,为准确布钻提供资料.     

煤矿井巷间地质构造及其异常多波联合探测技术与应用

影响煤矿层安全高效开采的最主要的地质因素是断层构造及其异常，特别是落差在3~5m的中小断层构造对生产影响最大.为了保证开采工作的顺利进行，通常需在工作面回采前对面内地质条件进行探测与评价.利用地震波CT多波联合探测反演与解释，可精确确定工作面内的地质构造及异常范围.其弯曲射线追踪SIRT法反演可获得收敛性好的探测区域波速结果，以纵波波速结果为主，高速区代表断层构造迹线，低速区代表煤层增厚，同时结合其它参量成图，可有效识别各种地质构造及其特征.3241工作面的探测与回采实例有效地说明了，多波联合探测技术可为面内生产解决大量的实际地质问题.     

矿井工作面地质条件震波CT探测模拟试验与应用

煤层工作面内存在诸多影响安全生产的地质因素,利用层析成像技术可以进一步查明其速度分布特征并进行地质异常体特征解释。本文通过构建工作面测试模型,利用模型试验确立地震波CT探测技术方法、观测系统布置、数据采集参数、数据处理及地质解释等系统内容。现场探测工程实践结果表明:地震波CT成像精度和分辨率能够满足现场生产技术要求,可对矿井工作面地质异常体进行有效探查。     

中心回线TEM法探测多层积水采空区的可行性（英文）

随着煤矿的深部开采,多层积水采空区探测成为煤田水文物探工作的新内容,中心回线瞬变电磁(简称TEM)法因场结构与地层的耦合关系,对低阻层探测有利。但低阻层的屏蔽作用不仅使得探测同样的深度需要更长的观测时间,而且还会减弱下伏地层的异常响应。本文通过直接时域数值模拟和水平分层大地的模型正演,估算了探测目的层所需要的时间长度,根据噪声对观测数据造成的影响,给出了多层积水采空区可分辨的标准。山西大同达子沟煤矿水文勘探中获得的TEM实测曲线,表现了对多层积水采空区的探测能力。在实测曲线的定量反演解释中,利用电测井资料作为初始参数进行定量反演,约束了煤系薄层的等值性。所推断的三层和两层积水采空区,为钻孔所证实。研究结果表明,当观测时间有足够的长度、下伏地层的异常显示大于观测误差,中心回线TEM法探测多层采空区积水是可行性的。     

The Application of Geotomography in Engineering

It seems that electromagnetic tomography is quite suitable to be used in metal and groundwaterexploration. especial for limestone areas where the absorption coefficient of electromagnetic wave is smalland geological body has a large property contrast with country rock it should be pointed out that there exitsome uncertainties in geological interpretation of EM tomogram, corresponding laboratory tests for rockphysical property are always necessary.Resistivity tomography provides us a new useful…     

基于Matlab平台GUI的地震走时层析成像快速实现

地震走时层析成像是地球物理反演中的成熟方法之一,已在许多领域得到广泛应用,并取得了良好的效果。本文围绕地震走时层析成像GUI的快速实现,首先简要介绍了地震走时成像方法的原理和方法,并基于Matlab软件平台,利用GUI开发环境编写了二维横向非均匀地震走时层析成像图形用户界面（GUI）,实现了方便快捷地反演地震测深资料的速度结构并以人机交互方式快捷灵活地将图像显示出来;结合实际观测资料处理结果表明,本文编制的GUI软件能够有效地实现地震走时层析成像结果的窗口化、图像化和快捷化。     

时间域相邻道地震波衰减成像研究

在时间域中,利用地震记录中的振幅与上升时间信息可以计算出岩石介质的品质因子Q值.由于震源能量难以测量,本文通过共炮点道集相邻道循环对比的方法,消除了震源对计算过程的影响,推导出时间域相邻道振幅与上升时间衰减成像的计算公式,并在振幅衰减成像的计算过程中,去除了非粘滞性衰减成分.为了更全面地综合利用波形信息,并充分利用各种方法的长处,将波速成像、振幅衰减成像、上升时间衰减成像集成到一个处理流程中,通过在岩体结构研究中的实际应用,证明这种综合方法具有灵活、实用、可靠的特点.     

Application of travel-time seismic tomography for archaeological studies of building foundations and basements

The applicability of the travel-time seismic tomography algorithm with the adaptive environment parameterization for the engineering and archaeological studies is investigated. The investigation object is the environment under the ruins of the St. Onuphrius Church at the Big Solovetsky Island. Experimental geometry for the tomography studies is designed and the data are acquired and processed. The goal is to study in detail the church basement and underlying geological environment structure that can not be recovered with other geophysical methods. The synthetic experiments are performed using the standard checkerboard tests with the cells of 2, 3, and 4 m in size in order to estimate the adequacy of the results obtained. The recovered three-dimensional velocity pattern is in a good agreement with the data on the church and archaeological information.     

逐次线性化衰减层析成像方法研究

在时间域衰减成像的基础上,建立了一种与当前走时层析成像类似的衰减成像方法——逐次线性化衰减层析成像方法,这是一种基于射线理论的方法.文中推导了逐次线性化过程的一系列公式,给出了相应的迭代算法及实现技术,并通过数值实验验证了方法的可行性.作为走时层析成像的补充方法,实现多参数成像.工程勘察实践表明,走时与衰减联合成像方法的应用效果良好.     

Tomography and the Herglotz-Wiechert inverse formulation

In this paper, linearized tomography and the Herglotz-Wiechert inverse formulation are compared. Tomographic inversions for 2-D or 3-D velocity structure use line integrals along rays and can be written in terms of Radon transforms. For radially concentric structures, Radon transforms are shown to reduce to Abel transforms. Therefore, for straight ray paths, the Abel transform of travel-time is a tomographic algorithm specialized to a one-dimensional radially concentric medium. The Herglotz-Wiechert formulation uses seismic travel-time data to invert for one-dimensional earth structure and is derived using exact ray trajectories by applying an Abel transform. This is of historical interest since it would imply that a specialized tomographic-like algorithm has been used in seismology since the early part of the century (seeHerglotz, 1907;Wiechert, 1910). Numerical examples are performed comparing the Herglotz-Wiechert algorithm and linearized tomography along straight rays. Since the Herglotz-Wiechert algorithm is applicable under specific conditions, (the absence of low velocity zones) to non-straight ray paths, the association with tomography may prove to be useful in assessing the uniqueness of tomographic results generalized to curved ray geometries.     

复杂介质小波多尺度井间地震层析成像方法研究

复杂介质井间地震层析成像是一个很复杂的非线性反 演问题，常规的线性化反演方法无法得到好的解. 采用基于图形的弯曲射线追踪方法， 并将小波多尺度思想引入到井间层析成像，提出了小波多尺度井间地震层析成像方法，很好 地解决了非线性成像的难题，提高了图像的质量和分辨率. 物理模型实验结果表明， 该方法适合于复杂介质成像，并具有良好的实用性和效果.     

P-wave complex-valued traveltimes in homogeneous attenuating transversely isotropic media

Computation of complex-valued traveltimes provides an efficient approach to describe the seismic wave attenuation for applications like attenuation tomography, inverse Q filtering and Kirchhoff migration with absorption compensation. Attenuating acoustic transverse isotropy can be used to describe the directional variation of velocity and attenuation of P-waves in thin-bedding geological structures. We present an approximate method to solve the acoustic eikonal equation for an attenuating transversely isotropic medium with a vertical symmetry axis. We take into account two similar parameterizations of an attenuating vertical symmetry axis medium. The first parameterization uses the normal moveout velocity, whereas the second parameterization uses the horizontal velocity. For each parameterization, we combine perturbation theory and the Shanks transform in different ways to derive analytic solutions. Numerical examples show that the analytic solutions derived from the second parameterization yield better accuracy. The Shanks transform solution with respect to only the anellipticity parameter from the second parameterization is demonstrated numerically to be the most accurate among all the analytic solutions.     

地震反问题研究评述

本文分析了地球物理反演问题在古典提法下存在的固有缺陷,继而讨论波动方程反问题的研究进展,然后讨论地震层析成象和偏移问题,最后对当前研究中存在的问题及发展方向作一评述.