综合物探方法在广州市金沙洲岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害调查中的应用

综合运用跨孔地震CT、探地雷达、高密度电阻率法、浅层地震反射波、土壤氡浓度和波速测试6种物探方法,对广州市白云区金沙洲岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害进行探测,查明了该区的溶洞、土洞及构造破碎带的分布。介绍了各种方法技术,对综合物探成果进行总结,结合实例说明综合物探方法在该区的应用取得了显著效果,为地质灾害防治提供了基础地质资料。在广花盆地岩溶发育区,首次应用跨孔地震CT探测建筑物地下岩溶分布,为评价受岩溶地质灾害影响的建筑物安全提供依据。     

黄土塬梁峁区三维地震采集方法研究

针对黄土塬梁峁区复杂地形及特殊的浅层地震地质条件,以鄂尔多斯盆地南缘陇东黄土高原彬长矿区DFS煤矿首采区为研究区．提出了一种规则束状接收不规则沟中激发的三维地震采集方法。即依据区内地震地质模型,按照三维地震观测系统设计原则,使用地震采集软件进行人机对话,并通过映像区分析等手段,考察炮点、检波点设计和修改时对反射区的影响程度,来确定最佳的炮检点分布。DFS煤矿首采区的三维地震勘探成果表明,该方法得到的三维地震数据体信躁比较高,其解释的地质构造位置、规模准确,反映清晰。根据勘探成果,建议矿方修改工作面,经采掘验证真实可靠,可见规则束状接收不规则沟中激发是黄土塬梁峁区复杂地形条件下行之有效的勘探方法。     

横波浅层地震在城市勘探中的应用

常规反射波法地震勘探中,80 m以内是勘查盲区,为解决这一难题,采用横波浅层地震勘探,在城市浅层地震勘查中,使用200 kg冲击锤的强力横波机械震源激发,小排列、点组合的接收方法,可有效获得80 m以内的有效信息,对城市建筑地基、浅层地质构造及工程勘查等勘探效果明显好于常规地震勘探。     

江苏滩涂区浅层地震探测方法技术应用

针对海陆衔接带地质调查工作不足、现有地球物理调查手段缺失等问题,在江苏省南通市如东县试点滩涂区开展浅层反射地震探测方法技术试验研究。该浅层反射地震探测选用锤击震源激发,自然频率60 Hz的检波器接收。通过试验确定了合理的观测系统参数及仪器记录参数,获得了能清晰反映第四系地质结构的高精度浅层反射地震剖面,并据此总结了在滩涂区开展浅层地震探测影响数据采集的因素,为在滩涂区开展浅层地震探测工作提供了经验性建议。通过此次浅层地震工作,探测到测区内第四系底界面位置,并对第四系内部层位进行了划分,查明了测线敷设范围内的隐伏活动断裂,发现了测线敷设范围内浅层气的存在,并圈定了浅层气沿测线方向的分布范围。     

浅层地震P波折射法在高速公路隧道勘察中的应用

浅层地震P波折射法是高速公路勘察中常用的一种探测手段。结合高速公路路线工程勘察,列举该方法在查明基岩埋深、测定基岩波速中的运用,有助于查明低速带以及划分隧道围岩类别。     

城市三维地震资料处理浅层成像关键技术

浅层三维地震勘探数据量大、偏移归位准确、横向分辨率高,能够克服二维地震勘探在城市中受障碍物限制致使测线布设与构造走向斜交,浅层小构造控制程度较差和断层归位不够准确等问题。因此浅层三维地震探测可以为城市地下空间探查、活动断裂探测和地质灾害勘查等方面提供更高质量的数据。然而城市三维地震勘探面临表层速度分布不均匀、环境干扰大和障碍物多导致炮点分布不均匀等影响浅层成像的问题。本文以实际三维地震资料为例,针对城市三维地震资料的特点,采用了层析静校正、叠前多方法组合去噪、叠前数据规则化插值和精细动校拉伸切除等技术手段对城市三维地震资料进行处理,提高了浅层成像质量。     

综合物探方法在某水电站坝前滑坡勘察中的应用

某水电站坝址下游左岸分布一堆积体,在正常泄洪条件下,堆积体的稳定状况影响坡体上居民安全。本次采用高密度电法和浅层地震反射法相结合的综合物探方法,用以查明堆积体的厚度、范围及基岩顶板界面的起伏形态,为工程地质提供物性参数。成果显示,该堆积体覆盖层与下伏基岩在电性及波速上均存在着明显的物性差异;堆积体厚度变化范围在8～80m之间。     

综合物探方法在某水电站坝前滑坡勘察中的应用

某水电站坝址下游左岸分布一堆积体,在正常泄洪条件下,堆积体的稳定状况影响坡体上居民安全。本次采用高密度电法和浅层地震反射法相结合的综合物探方法,用以查明堆积体的厚度、范围及基岩顶板界面的起伏形态,为工程地质提供物性参数。成果显示,该堆积体覆盖层与下伏基岩在电性及波速上均存在着明显的物性差异;堆积体厚度变化范围在8～80m之间。     

跨孔地震CT技术在地铁工程施工溶洞探测 方面的应用

本文介绍了在南京地铁4号线某区间应用跨孔地震CT技术进行现场数据采集的方法,并运用Matlab语言编制程序,通过最小二乘法对大型线性稀疏矩阵方程进行求解,由生成的三维网格数据绘制波速等值线图,从而实现了孔间介质波速层析成像的功能。根据成像图中低速带范围及波形分析确定了溶洞位置和充填情况,经checkerboard测试,并与钻探资料和地质雷达影像对比分析,结果表明跨孔地震CT技术用于地下岩溶探测时可靠性高,能够实现对孔间岩溶发育状况的超前预报。     

浅震剖面分幅多页打印和预览的VC++实现

受浅层地震野外工作条件的限制,往往不能提供合适的硬件条件来实现地震剖面的连续打印。这里在VC 打印程序设计方法的基础上,提出浅层地震剖面的多页打印和预览的VC 程序实现方法,给出剖面图像的分页模式,并对打印和预览过程的差异进行分析,指出在正式打印之前进行预览的必要性。经打印测试,该方法是有效的。     

地震CT及其地质解释

在金川公司龙首矿东采区1 280中段井下500m深的巷道中应用地震CT技术进行寻找深部隐伏矿体的实验。波速图像表明,研究区内中西部有一高速异常区,推断为花岗岩体和含矿的超基性侵入岩体。区内还有一个横贯测区中央近东西走向的低速断裂带。这些推断结果为后期的钻探和巷道开掘所证明。     

青藏高原羌塘盆地中央隆起近地表速度结构的初至波层析成像试验

利用2条衔接并横过青藏高原羌塘盆地中央隆起的反射地震剖面探测数据,进行了初至波层析成像试验,以揭示羌塘中央隆起的表层结构特征。研究结果表明,大量的反射地震单炮记录初至清晰,长排列接收丰富了浅表构造趋势特征的信息,层析走时射线密度随地下构造的复杂程度而变化。层析反演得到的速度结构显示了高速层起伏剧烈的变化特征,其厚度与地表出露地层的年代负相关。深反射地震初至波走时层析成像可以提供丰富的地壳近地表结构信息。     

微测井时深关系质量控制方法研究

微测井是目前公认的精度最高的表层调查方法,其主要作用是宏观下的质控建模及静校正各方法应用精度的量化检验。在野外施工时,往往会遇到如电缆堆积等问题,使微测井的时深关系出现异常点,影响表层建模精度。本方法在不改变原微测井观测方式基础上,增加中远偏移距接收点记录,依据井中激发点之间的旅行时初至时差关系,准确判定出波阻抗界面位置,保证了微测井采集的可靠性。此方法在准噶尔盆地不同表层介质条件下进行测试和应用,均获得良好效果。     

半无限介质内异质体方位探测数值研究

用数值模拟方法研究了地下异质体对波散射,分析了散射波对表面波相速度影响,结果表明：由相速度曲线扰动难以有效确定异质体方位。在表面波场中,散射波能量相对较小,不易辨别,以振源为中心,在测线上对称布置一组测点,通过两侧测点质点响应曲线比较,得到表面散射波场。在表面散射波场中,散射瑞利波是主要的,由散射瑞利波走时随测点位置变化可判断地下异质体的方位。最后,给出地下异质体方位测试方案。     

Kirchhoff积分法OBS数据地震波场延拓

针对海底地震仪(OBS)数据基准面校正的特殊性,采用Kirchhoff积分法对中国南海实际OBS资料进行了基准面校正处理,将炮点延拓到OBS所在处的海底面上,取得了预期的效果。分析表明该延拓法对地震波场的分辨率及信噪比影响不大,且与静校正方法相比较,该方法能够得到地下地层较真实的速度场,这对于后续的动校正、叠加等常规处理十分重要。     

Studying the stress redistribution around the longwall mining panel using passive seismic velocity tomography and geostatistical estimation

Generally, knowledge of stress redistribution around the longwall panel causes a better understanding of the mechanisms that lead to ground failure, especially to rockbursts. In this paper, passive seismic velocity tomography is used to demonstrate the state of stress around the longwall mining panel. The mining-induced microseismic events were recorded by mounting an array of receivers on the surface, above the active panel. To determine the location of seismic events and execute the process of tomography, double-difference method is employed as a local earthquake tomography. Since passive sources are used, the ray coverage is insufficient to achieve the quality images required. The wave velocity is assumed to be the regionalized variable and it is therefore estimated in a denser network, by using geostatistical estimation method. Subsequently, the three-dimensional images of wave velocity are created and are sliced into the coal seam. These images clearly illustrate the stressed zones that they are appropriately in compliance with the theoretical models. Such compliance is particularly apparent in the front abutment pressure and the side abutment pressure near the tailgate entry. Movements of the stressed zones along the advancing face are also evident. The research conclusion proves that the combined method, based on double-difference tomography and geostatistical estimation, can potentially be used to monitor stress changes around the longwall mining panel continuously. Such observation could lead to substantial improvement in both productivity and safety of mining operations.     

Characterization of Sabkha Jayb Uwayyid, eastern Saudi Arabia using seismic refraction profiling

Sabkhas are dominant geomorphic features in eastern Saudi Arabia and are of geologic and economic significance. Seismic refraction method was used in the inland sabkha of Jayb Uwayyid to depict its general stratigraphy and determine velocities and thicknesses of the sabkha’s uppermost layers and the water table depth. Data were acquired using a reversed-refraction profile consisting of 48 receivers spaced at 5 m. Data processing included amplitude gain, band-pass filtering, and manual picking of first and second arrivals. Interpretation of the data shows three main layers. The first layer is a sandy layer having an average velocity and thickness of 600 m/s and 15 m, respectively. The second layer has an average velocity and thickness of 2,300 m/s and 113 m, respectively. The third layer has an average velocity of 3,850 m/s. The topmost part of the first layer is composed of a dry to partially saturated clean sand underlain by fully saturated clean sand. However, arrivals from the interface between the partially saturated and fully saturated sands were not recognizable in any shot record, which might be due to the gradual increase of saturation with depth. Arrivals from the second layer were always recognizable on all shot records as first arrivals. On the other hand, arrivals from the third layer were not recognizable on any shot record as first arrivals probably due to the limited extent of the profile relative to the depth of the third layer. Therefore, the velocity of the third layer was calculated by manually picking the second head wave arrival.     

影响跨孔雷达层析成像效果的几个因素

利用合成数据研究并讨论了影响基于射线的跨孔雷达走时层析成像的几个重要因素,包括射线覆盖角度、正则化因子以及测量装置排布等。对比不同射线覆盖角度下层析成像的结果表明,40°~70°为跨孔雷达层析成像的最佳角度。对比不同正则化因子情况下层析成像的结果表明,正则化因子太小或太大,都会导致反演结果与实际模型差别较大,因此选择合适的正则化因子对反演成像极其重要。通过研究水平和不同倾斜异常体的层析成像结果以及波场快照发现,由于发射和接收装置通常放置在2个平行的钻孔中,使得射线主要在近水平方向上传播,因此横向异常体的反演效果好,而纵向或高角度异常体的反演效果不佳,且反演出的异常范围要比实际尺度大。     

高坝泄洪水面曲面及流速场的原型测量方法

构建了基于双高速摄像机的立体摄影测量与大范围PIV测量系统,实现了对高坝泄洪的水面曲面和流速场的原型观测.摄影测量系统将相机内外参数分开标定,既保证了相机标定精度,又减少了布置标定点的工作量;使用SIFT关键点标识法提取不同照片中水流表面流动纹理的特征点.大范围PIV系统中,使用灰度标准化、背景移除、中值滤波等方法提取水流表面流动纹理作为PIV计算的示踪物,解决了原型观测中释放示踪物的难题.根据重构出的水面曲面形态对大范围PIV所得流场进行尺度换算与水面贴合,得到真实的表面流场.在向家坝消力池运用实例表明,本方法的计算结果合理.     

Seismic depth migration with pseudo-screen propagator

The generalized screen propagator (GSP) is a fast and accurate method for computing wave propagation in laterally varying velocity media. The method solves the acoustic one-way wave equation by shuffling FFTs between frequency-space and frequency-wavenumber domain. The velocity model is decomposed into a vertically varying reference velocity and a laterally varying perturbation. Downward continuation of the wavefield is performed with a phase shift in a background medium followed by a correction that accommodates the lateral velocity variations. All frequencies of interest are migrated and summed to produce an image at each depth level. The screen propagators are applicable to both poststack and prestack depth migrations. We illustrate the method with the SEG-EAGE salt model and Marmousi data set. The image results show that the pseudo-screen propagator is a big improvement over the phase-screen propagator for steeply dipping events in strong-contrast heterogeneous media.