利用地震回以资料反演界面位置与速度分布

论述了利用地震回折波资料以界面位置与速度分布的方法，推导了地震波走时对于界面位置偏导数的计算公式。数值模拟和实测资料的计算结果表明了该方法的有效性和编制的计算程序的实用性，该方法最的特点是充分地利用了透射波资料中所含的界面位置的信息。界面位置的分辩率与界面两边的速度反差有关，速度判别越大，则分辨率越高。     

逆时偏移对棱柱波和回折波的成像效果分析

断层或盐体悬伸侧翼等陡倾角构造可以产生棱柱波,当地震波的速度随着深度线性增加时则会产生回折波,这两类地震特殊波包含了一次反射波所不能反映的地下构造的信息.逆时偏移是一种成像精度高和能够处理强横向速度变化的双程波动方程偏移方法,不对方程进行近似,能够对高陡构造进行准确成像,其应用越来越广泛.本文将逆时偏移和棱柱波、回折波相结合,充分利用棱柱波和回折波的信息,探索了逆时偏移成像特殊波的能力,分析了逆时偏移成像棱柱波时对速度场精度的要求,用棱柱波来描述盐丘侧翼的垂直边界.同时分析了不同成像条件下逆时偏移成像回折波的效果,并用回折波成像盐体内部和盐体遮挡下构造.     

Rayleigh波勘探中“之”字形频散曲线“起跳点”频率研究

当层状介质中存在低速层的时候,实际提取到的Rayleigh波频散曲线往往会发生“之”字形回折.已有研究表明,“之”字形回折与各模式的激发能量有关.特别的,“之”字形回折的“起跳点”(发生“之”字形回折的点)与介质参数有一定关系,因此在应用中它反映了介质的一些特征.但是,这一关系是怎样的还没有人进行详细研究.本文计算了三...     

回折波CT成像及其应用

本文评述在研究岩石圈结构时，根据已往采用广角反射波和折射波的信息进行正反演的为研究岩石圈结构。这种研究方法对那种成层性比较发育的地区效果比较好，而对于花岗岩地区或成层性不好的地区，这种方法就无能为力了。这样我们运用了回折波时间场和回折波ＣＴ成像方法相结合的系统来研究下地介质的速度结构，这种方法精度高，简单易行。并用把这种方法与以往用的正反演解释方法相比较，二者结果一致。     

柴达木盆地低頻地震探測的“迴折”波和多次波

在柴达木盆地,利用低頻折射地震的方法,曾經得到許多不同类型的波,其中包括有: （i）沉积岩首波; （ii）基岩首波; （iii）大角度反射波; （iv）“迴折”波; （v）不同类型的多次波; （vi）地壳深界面的反射波. 本文专門討論“迴折”波和不同类型的多次波的性貭,以及辨认他們的主要标志;其他波的性貭,将在另文中討論.     

云南基底界面速度分布与浅层断裂的爆破地震研究

利用云南地区深地震测深3条剖面中经地形校正与回折波影响校正后的P_g震相资料,先用时间场法反演其界面深度变化。再以滑动平均法求出速度沿基底界面的横向分布。分析处理的结果表明,界面速度的横向变化为研究岩性横向变化提供了依据,也是判定断裂的存在及其性质的手段之一。在速度横向变化跳跃处往往存在断裂,某些大断裂在浅部还出现深度跳跃变化或等时间线分布畸变     

VSP直达波和反射波波动方程走时联合反演

地面资料全波形反演采用低波数回折波敏感核和高波数偏移等时线恢复地下模型的长波长和短波长分量.当回折波的穿透深度有限时,很容易陷入局部极值.波动方程反射波走时反演采用反射波的透射敏感核更新速度模型.当浅层速度存在较大误差时,仍无法得到满意的反演结果.VSP资料中直达波是一种透射波,穿透深度大,可用于井旁背景速度场建模.本文发展了针对VSP观测方式的波动方程走时联合反演(直达波和反射波)方法.采用全局优化参数反演法实现VSP上下行波和纵横波分离,构建了基于下行直达波和上行反射波走时残差的混合目标函数,推导了相应的伴随状态方程和梯度公式,给出了背景速度和反射系数分步反演流程.理论和实际VSP资料应用表明：直达波和反射波走时联合反演可以得到运动学特征精确的速度模型,为后续全波形反演提供可靠的初始模型;联合反演比单独直达波/反射波走时反演的精度高,比直达波和反射波走时级联反演的耗时少.     

利用地震回折波资料反演界面位置与速度分布

论述了利用地震回折波资料反演界面位置与速度分布的方法，推导了地震波走时对于界面位置偏导数的计算公式。数值模拟和实测资料的计算结果表明了该方法的有效性和编制的计算程序的实用性。该方法最突出的特点是充分地利用了透射波资料中所含的界面位置的信息。界面位置的分辨率与界面两边的速度反差有关，速度差别越大，则分辨率越高。     

浅层地震反射资料的多阶振型面波反演

浅层地震反射波法和面波方法是两种相互独立发展的地震勘探方法,在各自的数据采集和处理中,对方都是作为干扰信号而存在. 本文利用浅层地震反射资料中被视为干扰的面波信号,通过成熟的多道面波勘探技术处理浅层地震反射资料,在频率-波数域中提取多阶振型面波的频散曲线,并基于该曲线反演浅地表S波速度结构. 这种方法充分开发利用了已有数据,无需单独的面波数据采集系统,同时为解释浅层地震反射资料提供了额外的信息约束. 结果表明:浅层地震反射资料中可提取出可靠的多阶振型面波频散曲线,并能给出稳定的反演结果,同时,面波反演的多解性可以通过高阶振型反演得以进一步约束;低速层的存在是观测频散曲线出现振型跳跃或呈“之”字形回折的必要条件而非充分条件.      

利用初至波走时速度成像进行近地表静校正的方法

提出了一种利用常规地震初至波走时速度成像进行近地表静校正的方法。该方法的基础是回折波射线的走时层析成像，它能准确地求出近地表连续速度分布，用浅层速度成像结果能够得到准确的近地表静校正量。文中给出了初至波走时射线层析成像的理论模型试验结果，成像是令人满意的。     

利用含可控裂缝人工岩样研究裂缝密度对各向异性的影响

利用新方法制作出含可控裂缝的双孔隙人工砂岩物理模型,具有与天然岩石更为接近的矿物成分、孔隙结构和胶结方式,其中裂缝密度、裂缝尺寸和裂缝张开度等裂缝参数可以控制以得到实验所需要的裂缝参数,岩样具有真实的孔隙和裂缝空间并可以在不同饱和流体状态下研究流体性质对于裂缝介质性质的影响.本次实验制作出一组具有不同裂缝密度的含裂缝人工岩样,对岩样利用SEM扫描电镜分析可以看到真实的孔隙结构和符合我们要求的裂缝参数,岩样被加工成八面棱柱以测量不同方向上弹性波传播的速度,用0.5 MHz的换能器使用透射法测量在饱和空气和饱和水条件下各个样品不同方向上的纵横波速度,并得出纵横波速度、横波分裂系数和纵横波各向异性强度受裂缝密度和饱和流体的影响.研究发现流体对于纵波速度和纵波各向异性强度的影响较强,而横波速度、横波分裂系数和横波各向异性强度受饱和流体的影响不大,但是对裂缝密度的变化更敏感.     

不同性质岩块构成的样品破裂前的波速变化

用超声脉冲法研究了不同性质岩块构成的样品破裂前的波速变化。样品为长方形大理岩板,中心镶嵌大理岩、辉长岩、花岗岩,砂岩圆块。实验表明,样品破裂时裂纹穿过低强度镶嵌岩块而绕过高强度镶嵌岩块。在第一种场合样品破裂前,镶嵌岩块內波速变化显著,在第二种场合样品破裂前镶嵌岩块內波速变化不大。穿过两种岩石界面的波速测量表明,波速下降的起始点提前到样品破坏应力的60%左右。样品破裂前波速总的变化趋势是下降,但不是单调下降而呈现起伏。这说明介质不均匀性会对岩石破裂前的波速变化规律产生不可忽视的影响。      

模拟引潮力作用下的岩石破裂特征──加卸载响应比理论的实验研究之一

根据加卸载响应比理论，选用纵波速度作为响应参数，在实验室内，在模拟构造应力和引潮力的共同作用下，使岩石失稳破裂．在整个过程中测量纵波在岩石中的走时或速度，发现加卸载响应比Ｙ的值，在系统稳定时近于１；而在失稳前，逐渐增加，最大可达到１０．实验结果和理论预测曲线非常相近．认为可用纵波速度的响应比来表示岩石系统的稳定程度．     

煤系岩石物理力学参数与声波速度之间的关系

通过超声-时间动态测试方法系统地分析了煤系沉积岩石纵波和横波速度,计算了煤系岩石动弹性力学参数,同步测试了煤系岩石的静态力学参数,建立了煤系沉积岩石动弹性力学参数与静弹性力学参数之间和煤系岩石物理力学参数与其声波速度之间的定性定量关系.研究结果表明,煤系岩石的动弹性模量与岩石的纵波或横波速度具有很好的正相关关系,而与泊松比不具有这种正相关关系.煤系岩石的动弹性模量要大于其静弹性模量,而动泊松比要小于其静泊松比,它们之间呈线性相关关系.煤系岩石密度、单轴抗压和抗拉强度与其纵波或横波速度之间也呈正相关关系,它们分别服从二次函数、指数函数和线性函数分布.     

用地震资料估算珊溪水库岩层孔隙度和饱和度

本文首先从室内岩石力学实验数据出发,利用Biot-Gassmann方程和Pride模型建立的岩石骨架与岩石基质体积模量函数关系式求出珊溪水库区岩石基质模量和固结系数,然后分别利用联合地震波走时方程组和多台和达曲线求得P波速度和波速比,最后以流纹斑岩为例,计算了岩石饱和度、孔隙度,并分析了地震中造成的饱和度和孔隙度的变化。结果表明:(1)地震过程中岩石饱和度均大于99%,且大多为100%,即地震中岩石处于水饱和或接近水饱和状态,波速和波速比的变化主要由岩石孔隙度的变化引起。(2)珊溪水库震中区流纹斑岩孔隙度的上限值为6.6%~15.5%,下限值为3.6%~4.2%。下限值与地震前由实验室测得的孔隙度相近。如果实验室测得的流纹斑岩孔隙度是其初始值,则地震中岩石孔隙度增大了3.2%~12.09%。(3)2008年1月地震以后震中区岩石孔隙度逐渐闭合,直到2014年8月孔隙度开始迅速增大,9月15日起原震区再次发生一组新的地震活动,震群活动前岩石出现了扩容现象。     

基于弹性波CT与GPR的岩体综合病害识别及三维地质建模

本文以地铁深基坑岩体边坡为研究对象,采用弹性波CT初步判断基坑岩体病害的类型及空间分布并辅以地质雷达进行验证;进而用分水岭算法分析弹性波CT获得的波速分布,以提取病害处的细部声速变化,圈定病害范围;在此基础上,以弹性波CT三维空间波速数据库的坐标信息为基础,结合分水岭算法得到的空间坐标信息获得建模数据库,导入GOCAD...     

准噶尔盆地岩石品质因子与速度分析

为研究准噶尔盆地南缘地区地层中地震波的衰减机制及该区地震波传播、衰减规律，采用实验室测定的方法，对该区岩石的吸收特笥进行了测试和研究。根据实验观测结果，该区地震波速度与介质品质因子具有较好的对数线性关系；该区品质因子受岩石所处环境条件及岩石性质的影响比较大，其中岩石饱和度和介质所受的应力大小对品质因子的影响尤为突出。     

Seismic wave propagation in viscoelastic and saturated rock

Considering engineering practice, the viscoelastic two-phase model is adopted, seismic wave propagation in saturated rock is studied. Not only the effect of the viscosity of rock skeleton but also the effect of ground water on the propagation of the seismic wave can be considered by this model, the propagation characteristics of seismic wave in saturated rock can be understood comprehensively and the model is more reasonable than other model by which seismic wave propagation is studied. The effect of frequency, water content and viscosity constant on the wave velocity and attenuation are studied by numerical examples and some valuable conclusions are drawn.     

EXPERIMENTAL STUDY ON THE CHANGES OF ULTRASONIC CODA WAVE AND ACOUSTIC EMISSION DURING ROCK LOADING AND DEFORMATION

The coda wave propagation path has received extensive attention as it is more sensitive to small changes in the medium than the direct wave. During the process of loading, the wave velocity, medium or source changes may cause the coda wave to change. The physical mechanism of change in the ultrasonic coda wave varies during different deformation stages. Meanwhile, there exist local damages in the rock sample during the deformation, and it will be accompanied by acoustic emission. Combining the ultrasonic coda wave and acoustic emission is beneficial to characterize the coda wave characteristics and damage degree of the sample at different deformation stages. In this paper, three kinds of rocks, including granodiorite, marble and sandstone with the sizes of 50mm×50mm×150mm, are used to carry out observations of ultrasonic coda wave and acoustic emission during the whole process of loading so as to study characteristics of the coda wave at different deformation stages. The major results are given below: 1)There is a good correspondence between the coda wave variation and the acoustic emission evolution process. When the acoustic emission frequency increases, the coda wave changes accordingly. In particular, the coda wave changes in the early stages of increased acoustic emission frequency, which indicates that the early damage information of rock can be obtained by analysis of the coda wave. 2)The physical mechanism of the coda wave change is different in different deformation stages. At the initial stage of loading, there are obvious scatterer changes in the coda wave change; then, in the linear elastic deformation stage, the wave velocity change is dominating; in the late-stage of loading, the scatterer change increases and coexists with the wave velocity change, the scatterer change effect is related with the rock micro-fracture degree, the rock will locally be damaged before rupturing, and the role of the scatterer will be enhanced. 3)With the increase of loading, the amplitude of increase of the wave velocity generally decreases gradually, which is basically consistent with the understanding obtained through the direct wave. The interference of acoustic emission can be eliminated because of the Kaiser effect when analyzing the coda wave. The consistency of the wave velocity change and stress loading and unloading is further verified. 4)The micro-fracture generated during rock deformation will change the physical mechanism of the coda wave change, and the scatterer effect will be significantly enhanced. At the same time, the acoustic emission waveform will cause interference to the ultrasonic coda wave. This means that attention needs to be paid when analyzing rock damage using only coda wave data. In short, the ultrasonic coda wave and acoustic emission can reflect the damage inside the rock, and the change mechanism of the coda wave in different deformation stages is different. The joint observation of the two can play a mutual verification role, which is conducive to improving the reliability of the observation results.     

台湾双冬断层近场脉冲型地震动的数值模拟

根据我国台湾地区西部的地质地貌特征和1999年集集M_W7.6地震的震源参数,建立了三维速度结构模型和两类震源模型。基于地壳中断层的位错积累量和岩石破裂后应力应变的传播特性,采用三维有限差分法对双冬断层活动可能产生的近场脉冲型地震动进行了模拟研究。结果表明:走滑断层垂直于断层走向的水平分量和逆断层垂直分量的峰值速度较大;由方向性效应所产生的双向速度脉冲主要集中在垂直于断层滑动分量方向,而由滑冲效应所产生的单向速度脉冲则主要集中在平行于断层滑动分量的方向;受方向性效应和上盘效应的共同制约,近场脉冲型地震动呈不对称带状分布,速度脉冲多分布在距离走滑断层迹线15 km和逆断层迹线10 km的范围内;速度反应谱在断层面的覆盖范围内沿破裂方向逐渐增大,且速度脉冲可能会对大型建筑物产生严重的剪切破坏。受凹凸体特性的影响,地震波场显示南投、台中和苗栗处于强地震动危险区。