Application of multi-channel two-dimensional transient Rayleigh wave exploration in goaf detection

The transient Rayleigh wave exploration has high detection accuracy in shallow exploration. The effect of detection array is comprehensive reflection of the velocity of rock and soilmass. Therefore, the rolling multi-channel transient acquisition system has been adopted in this study, which turns one dimensional transient Rayleigh wave exploration into two dimensions, consequently, the two-dimensional velocity distribution of rock and soil mass under the survey line has been achieved. Through comparing with the shallow seismic reflected wave exploration, the result indicates that the rolling multi-channel transient acquisition system has accurate resolution. Thus, in the process of the shallow reflected wave exploration, if the surface wave has developed, the coalition between the reflected wave exploration and the two-dimensional transient Rayleigh wave exploration should actualize the accuracy of exp loration.     

PS测井在机场隧道地基勘查中的应用

PS测井技术是地震勘探方法之一,也是一种简便、快速、准确的原位测试技术。该文介绍了单孔法PS测井的原理及其在铁路工程勘察中的应用,主要包括根据等效剪切波,进行建筑抗震场地类别划分,铁路工程抗震场地类别划分。根据岩土动力学参数,达到评价岩体质量和划分围岩类别目的,利用剪切波速法估算岩土的承载力基本值。通过青岛机场隧道场地的工程实例说明了PS测井技术在岩土工程勘察设计中的应用情况及应用效果。     

层析静校正技术在烟台九目山岩体完整性评价中的应用

以国家石油战略储备地下水封洞库备选基地——烟台福山区九目山岩体完整性勘探评价项目为例,阐述了层析静校正技术的原理,比较了层析静校正和折射静校正的应用效果,认为复杂地表区折射波静校正方法效果一般,而走时层析静校正方法则能准确地反演地表速度模型,较好地解决复杂地表的静校正问题。利用层析反演建立的地表速度模型剖面,计算出岩体完整性分级剖面,结合层析静校正反射波剖面进行综合解释,有效地解决了工程勘探中的地质问题。     

近地表弹性介质瑞雷波勘探研究进展与展望

瑞雷波法已在研究地球内部结构、近地表地球物理工程和超声无损检测等领域中获得了广泛应用,尤其是近年来瑞雷波法作为近地表场地表征新兴领域的前沿技术已成为国际学术研究与应用的热点。对国内外近地表弹性介质瑞雷波勘探的主要研究成果与进展进行了综述,通过对瑞雷波勘探现有的研究成果和进展密切追踪发现当前近地表瑞雷波勘探主要基于水平地表弹性水平层状介质模型,利用单分量瑞雷波相速度频散曲线单目标反演获得一维横波速度剖面和相关岩土力学参数。但是,该方法也存在着现有瑞雷波频散曲线反演极易出现模式误识别、现有单分量单目标瑞雷波反演未充分利用多分量信息、现有瑞雷波相速度反演未充分利用群速度传播特性、现有瑞雷波反演未充分利用质点椭圆极化振动特性等挑战性学术难题和不足。基于上述问题,建议未来近地表弹性介质瑞雷波勘探重点研究方向应集中在进行多模式表面波全速度谱反演研究、多站多分量表面波相速度多目标全速度谱反演研究、单站多分量表面波群速度多目标全速度谱反演研究和单站多分量表面波椭圆极化振动特性多目标反演研究。由此构建新的近地表多分量瑞雷波多目标全速度谱反演理论,引领多分量瑞雷波多目标反演学科前沿,拓展现有单分量瑞雷波单目标反演理论范畴,推动多分量瑞雷波高精度实用勘探技术的发展。      

瞬态瑞利波检测法在铁路路基软弱层检测中的应用

研究了瞬态瑞利波法在铁路路基检测方面应用的理论基础并结合宁沪铁路某段检测的应用效果 ,说明瑞利波法在评价路基强度、探测路基软弱层是非常有效的 ,同时其安全准确、快速经济的优点 ,也为路基检测提供了方便。     

弹性波法在水库坝基检测中的应用

许多水库大坝,特别是土、石坝,由于长年自然因素和人为破坏,普遍存在渗漏现象.为了维护水库的正常使用,对水库大坝的隐患进行检测,显得尤其重要.采用弹性波法中的垂直反射波法和瞬态面波法,利用坝基缺陷可能造成的反射波场和速度变化特征,给出了综合检测水库土、石坝基缺陷情况的方法技术.通过实践,验证了采用综合方法技术进行检测的有效性和实用性.     

Application of artificial bee colony algorithm in Rayleigh wave inversion

In order to solve the problems of multi-parameter,multi-extreme and multi-solution in the nonlinear iterative optimization process of Rayleigh wave inversion,the artificial bee colony(ABC)algorithm is selected for global nonlinear inversion.The global nonlinear inversion method does not rely on a strict initial model and does not need to calculate the derivative of the objective function.The ABC algorithm uses the local optimization behavior of each individual artificial bee to finally highlight the global optimal value in the colony,and the convergence speed is faster.While searching for the global optimal solution,an effective local search can also be performed to ensure the reliability of the inversion results.This paper uses the ABC algorithm to perform Rayleigh wave dispersion inversion on the actual seismic data to obtain a clear undergrounding of shear wave velocity profile and accurately identify the location of the high-velocity interlayer.It is verified that the ABC algorithm used in the inversion of the Rayleigh wave dispersion curve is stable and converges quickly.     

内蒙古阿拉善高放废物地质处置预选场址近地表花岗岩体地震成像

在内蒙古阿拉善高放废物地质处置预选场址采用高分辨多次覆盖反射波法与初至波旅行时层析反演相结合的地震勘探技术,跨目标岩体完成了2条总长度约27 km的地震探测剖面。获得的地震探测成果揭示了目标岩体的空间展布、南侧不整合边界、岩体内部结构,尤其是断裂构造的存在情况和产状特征,对岩体南侧中新生代盆地内部的断裂和不整合地层接触关系也有清晰的反映。     

利用SH横波反射资料中的勒夫面波反演浅部横波速度结构

由于勒夫波速度与纵波速度无关,勒夫波多道分析方法具有频散曲线简单、能量清晰、反演过程中未知参数少、对初始模型依赖小、反演结果稳定、分辨率高等特点。实验结果表明,利用浅层SH横波反射地震数据中的勒夫面波信息,反演得到近地表横波速度结构,在浅层地质构造、断层位置、上断点埋深等方面与浅层SH横波反射地震剖面以及地质钻孔数据吻合较好。该方法可为地下构造解释提供更多依据,提高探测成果的可靠性。     

瑞雷面波勘探的过去、现在和未来

回顾了瑞雷面波勘探发展的历史,剖析了面波频散曲线正反演的进展及存在的问题,重点指出在石油和煤炭反射地震中,应从剔除面波转变为利用面波,并借助现有石油“大炮”反射地震资料中“有害的”瑞雷面波提取浅层地质结构信息,为反射地震静校正、近地表工程地质评价等提供物性参数,把反射地震的面波干扰变为对勘探十分有利的参数提取源,实现以强干扰面波为主要数据源的浅层结构探测,以促进瑞雷面波勘探技术的进一步发展。     

高速岩体反射地震探测中的数据采集与处理

为了调查内蒙古阿拉善某高放废物地质处置库预选场址中目标花岗岩体的空间展布、内部结构和边界接触关系,应用人工反射地震探测技术,采集数据并进行处理,获得了针对大型高速岩体的近地表速度剖面和地震反射波法成像剖面。针对崎岖地表工区近地表速度建模与层析静校正、强散射干扰波压制等问题,引进基于MSFM射线追踪算法的初至波旅行时层析反演与层析静校正技术、改进的矢量分解压噪方法等,并在常规高分辨反射地震数据处理流程的基础上形成了适合于高速岩体地震探测的精细数据处理流程。     

饱和孔隙弹性介质中的Rayleigh波及一维动力学问题

本文依饱和孔隙介质动力学的基本方程组,对Rayleigh波在二相介质中的传播及一维土层动力学问题进行了探讨。数值计算表明:Rayleigh波速度在饱和孔隙弹性介质中大大小于在非饱和弹性介质中传播的速度;一维土层地面位移对有惯性力作用(a≠0)与忽略惯性力作用(a=0)也有很大差异。并对一维土层在阶梯形加载、脉冲式加载、正弦加载状态进行求解,为在实践中定性估计地基由于这类荷载作用产生的运动性态提供参考。     

烟台市地质灾害与岩土体类型相关性分析

根据最新一轮地质灾害排查结果,烟台市共发育471处地质灾害隐患点,主要类型包括崩塌、滑坡、泥石流、采空塌陷和岩溶塌陷。该文以烟台市地质环境背景和岩土体类型特征为基础,通过对471处地质灾害隐患点进行统计,首先从地质灾害发育数量和发育密度2个方面分析了烟台市地质灾害在各类岩土体类型中的分布特征,然后重点分析了崩塌、滑坡、泥石流、采空塌陷和岩溶塌陷地质灾害与岩土体类型的关系,分析结果表明,崩塌、滑坡、泥石流主要分布在层状变质岩组中,采空塌陷主要分布在侵入岩岩组中,岩溶塌陷发育区土体结构主要为上部第四系松散土体、下部灰岩或大理岩的二元结构。依据地质灾害与岩土体类型相关性分析,可以有针对性地开展地质灾害易发性分区和监测预警工作。     

厚碳酸盐岩覆盖区RVSP三维地震勘探应用效果分析

该文以中国南方一厚碳酸盐岩覆盖区的RVSP三维地震勘探实例,对RVSP三维地震勘探观测系统和数据采集参数的确定、地面等效处理和波场分离等关键处理技术及地质效果进行了阐述和分析,说明了RVSP在克服表浅层复杂地质条件及环境条件对资料的影响及提高地震资料的分辨率有其特定的优势,同时也提出了RVSP三维地震在采集和处理过程中的难点。     

厚碳酸盐覆盖区RVSP三维地震勘探应用效果分析

该文以中国南方一厚碳酸盐岩覆盖区的RVSP三维地震勘探实例,对RVSP三维地震勘探观测系统和数据采集参数的确定、地面等效处理和波场分离等关键处理技术及地质效果进行了阐述和分析,说明了RVSP在克服表浅层复杂地质条件及环境条件对资料的影响及提高地震资料的分辨率有其特定的优势,同时也提出了RVSP三维地震在采集和处理过程中的难点。     

基于包络检波和STFT谱分析的探地雷达土壤分层信息识别

土壤分层信息,特别是表土层结构,对土地生产力具有重要影响,是评价土壤质量的一个重要指标。为了快速、准确地获取土壤分层信息,本文利用探地雷达对分层土壤进行了回波信号采集,并分别在时域和频域分析土壤层位置和层厚信息。首先在信号预处理的基础上,借助包络检波方法确定在土壤分层界面在时域上的位置;然后获取电磁波速度,得到土壤分层厚度。考虑到土壤介电常数与电磁波在土壤中传播速度的相关性,采用短时傅里叶变换方法（Short-time Fourier Transform,STFT）获取各土壤层时频域特征值,并利用回归分析建立特征值与介电常数之间的数学关系,实现对各土壤层的介电常数估算,从而计算出电磁波传播速度,进而确定土壤各层厚度。为验证算法的有效性,分别对理想模拟实验环境和农田环境进行了探地雷达实验,结果表明利用包络检波对探地雷达回波信息进行分析,土壤层检出率达到94.5%,借助STFT谱分析进行探地雷达回波速度估计,对于70 cm深度以上土层厚度计算误差大都保持在10%以下,但随着土壤深度的增加,误差变大。总体来说,本方法能有效识别浅层土壤的分层信息,可应用于实际生产中耕层厚度的估测。     

泗河冲洪积扇松散岩土体地温场自恢复能力研究

泗河冲洪积扇区域分布厚层松散岩土体,浅层地温能开发利用潜力巨大,查明地温场的温度自恢复能力并分析其影响因素,对地源热泵工程换热器的设计具有重要参考价值。笔者开展了多组现场热响应试验,并采用高精度测温线缆,长期监测地埋管换热器周边不同岩性、不同深度岩土体温度变化情况,以查明其变化规律。研究表明:在同种工况下,砂性土的温度恢复能力要远强于粘性土,地温的恢复主要发生在负荷停止的初期。研究区粘性土温度自恢复能力差,岩土体热物性参数、地下水径流条件、埋管循环水温度、气温及变温带深度是影响地温场恢复能力的因素。     

川滇地区壳幔方位各向异性研究

利用2011～2013年在川滇地区布设的190台宽频带流动地震台站,采用背景噪声程函层析成像方法和远震面波亥姆霍兹方程层析成像方法对川滇地区的地壳上地幔各向异性结构进行研究,得到高分辨率下的6～60 s瑞利面波相速度和方位各向异性结构。结果表明：1)川滇地区上地壳各向异性方向与地表构造走向一致,反映出川滇块体向东南向挤出的构造运动特征;2)川滇地区中下地壳存在较强的方位各向异性相速度低速异常,符合中下地壳流模型;3)以26°N为界,川滇地区南部地壳与上地幔的各向异性方向不一致,表明其下方可能存在壳幔解耦变形;4)川滇地区南部长周期瑞利面波的方位各向异性特征与剪切波分裂方向一致,均为近EW向,推测可能为印度板块东向俯冲回撤引起的东西向地幔流。     

日本Mw9.0强震的高频GPS形变波特征初探

利用高频GPS数据长基线双差精密定位技术,获取2011年3月日本Mw9.0强震近场和远场GPS连续参考站的瞬时动态形变。分析表明：距震源较近的IGS站（USUD）的同震动态形变水平方向幅度超过60 cm,震后水平形变达到30 cm;位于远场的GPS连续参考站（JLYJ）的动态形变,清晰地给出了地震面波引起的地表形变波形。对JLYJ站的谱分析表明,地震面波引起的动态形变周期为10～17 s,并出现了两次峰值,东西向和垂向上的动态位移量远大于北南向,说明JLYJ站的形变主要由Rayleigh波及其谐波所主导,Rayleigh波的传播速度为3.5 km/s,波长约50 km。     

反射波和折射波VSPCDP同时成像

介绍了反射波和折射波的 Ｖ Ｓ Ｐ Ｃ Ｄ Ｐ 同时成象方法，通过模型资料试算证实，对于大偏移距与深度比 Ｖ Ｓ Ｐ 资料或速度梯度大的 Ｖ Ｓ Ｐ 资料，反射波和折射波 Ｖ Ｓ Ｐ Ｃ Ｄ Ｐ 同时成像方法行之有效，而反射波 Ｖ Ｓ Ｐ Ｃ Ｄ Ｐ 迭加方法会得到错误的成像结果。