VSP技术在工程勘查中的应用研究

垂直地震剖面(VSP)是一种有效地进行工程地质调查的方法技术。本文根据工程勘查的特点,从正演模拟问题入手,结合上海市第二越江隧道工程VSP勘查实例,讨论了工程VSP方法技术和应用效果,使用了多道井下仪器和电火花震源开展工作。在资料处理中,使用两次f-k滤波可有效地分离上、下行波场。     

含衰减的零偏移距VSP正演模拟及Q值的提取

VSP资料的特点是信噪比高,分辨率高,勘探范围小;三维地震资料勘探范围大,信噪比分辨率却低于VSP资料。因此最佳勘探方式是实施井中(VSP和井间地震)地震方法与地面地震数据联合采集与处理的方式,利用井中资料的分辨率来拓展地面地震分辨率。本文研究的是含衰减零偏移距VSP地震波场正演模拟,为利用VSP资料提取衰减信息,拓展三维地震频带提供基础理论数据。在正演模拟算法上采用了层状介质构造的波场递推理论,通过一系列理论地质模型模拟了零偏移距VSP合成记录,同时为了验证所做的正演模拟的正确性,用谱比法对理论模型中的Q值进行了提取。     

基于ADIPI的单程波三维VSP正演模拟方法

三维VSP正演模拟在三维VSP观测系统设计、三维VSP波场分析及三维VSP偏移成像方法研究中均有重要的作用。以三维单程波动方程为基础,采用基于正交方向加插值(ADIPI)的傅里叶有限差分(FFD)算子,实现了三维VSP正演模拟。克服了对三维算子的双向正交分裂所导致的方位各向异性误差,既保证了模拟精度,又提高了计算效率,还可根据实际需要单独模拟上行波或下行波。模型试验结果证明了方法的有效性。     

井中地震VSP观测系统正演模拟

在分析井中VSP地震观测系统特点的基础上,对观测到的地震波类型和特征作了阐释,分析了几种VSP模型(水平界面模型、倾斜界面模型、变偏移距模型、不同深度检波点模型)的射线追踪记录以及合成记录,利用射线追踪方法进行正演模拟,得到正演结果,并研究地震波的运动学特征.得出一些规律:钻孔穿过地层的数量等于合成记录上上行波和下行波的交点的数量;利用P波进行射线追踪和用转换波追踪其合成记录有差别,即转换波对VSP合成记录有影响;不同倾角的岩层对VSP上行波、下行波的走时特征和能量特征有影响;VSP合成记录的水平分量上会出现反极性现象,这与理论相一致.     

正演模拟在陇东页岩层反射波解释中的应用

基于波动方程理论,以陇东地层结构为基础建立地质模型,针对页岩层这一重点研究对象,采用Tesseral软件进行有限差分法全波场正演技术,模拟计算陇东地区较为发育的反射波组,以便分析研究包括页岩层在内的各个反射波组特征。同时结合人工合成地震记录,并与实际地震时间剖面匹配对比,从而标定各个反射波组的地质属性,最终对页岩层反射波做出准确、合理的地质解释。     

斜井三维VSP多波射线正演方法

基于费马原理和 Snell 定理,对三维 VSP两点射线追踪问题作了研究,给出了三维逐段迭代射线追踪算法的计算公式;同时考虑射线入射到界面时能量分配问题,探讨了三维介质条件下射线追踪计算方法。对斜井VSP三维任意起伏层状介质中多波进行正演模拟,结果表明：该方法可行性和有效性较高,计算速度快,且计算精度高。     

地震波正演模拟有限元法在微机上的实现

有限元法是复杂介质地震模拟的有力工具,它能比较客观地反映地震波传播过程,比较细致地再现地震图像。但由于有限元法地震模型所需网格节点数多、数据规模大,使它的计算受到限制。采用对角化集中质量矩阵、刚度矩阵变二维为一维存贮,并通过使用有限差分吸收边界条件来处理地质模型的人为边界反射问题,从而使计算所需内存降低,计算时间减少,并能比较好地实现地震声波用有限元法计算,理论模型的计算结果验证了算法的正确性和可行性。     

复杂条件下地震模拟和解释问题的研究

地震方法技术在能源和工程地质勘查中是一种有效的方法技术。由于在金属矿区所涉及到的地震地质条件十分复杂，地震方法技术在金属矿勘查中的应用受到了限制。为有效地识别和利用地震记录上复杂的地震波场，并使地震方法技术较好地应用在金属矿勘查中，结合内蒙古大井多金属矿区的地震试验，开展了复杂条件下的地震模拟和解释问题的研究，取得了一些初步研究结果。     

VSP 高斯射线束法叠加成像

叠加是地震数据处理的核心环节,可以有效地压制噪声提高信噪比。在 VSP 地震勘探中,常规的叠加方法在复杂构造中成像精度受到极大的限制。文中采用高斯射线束方法对复杂构造进行正演模拟,将得到的波场特征与实际资料波场特征进行对比,调整参数获得合适的速度场;在叠加过程中采用逆高斯的思想,对实际地震资料共炮集数据进行反射波场归位,得到共反射点道集数据,选择合适的面元尺寸进行叠加获得复杂构造的叠加波场特征。通过大量模型测试,VSP 高斯束叠加方法可以有效地反演地下结构特征。应用该方法对 M 地区进行成像研究,结果表明该方法能够准确反演地下结构特征,为数据处理与解释提供依据。     

煤炭采空区地震勘探正演模拟

采空区勘察是近年的热点和难点,实践证明,利用地震勘探对采空区进行探测,是一种较为有效的方法。本文通过建立典型的采空区地质模型,进行正演模拟,确定了不同采空区模型。     

上海地区桥梁工程地质勘察与评价

本文通过总结多年来桥梁工程勘察的实践经验,针对上海地区的工程地质特点,建造桥梁对勘察的要求,对桥梁墩、台基础型式,基础持力层的选择,地基土特性,勘察方法,土工试验项目的确定,勘察报告的编写等作了分析,论述 。     

冻土工程中力学问题的研究进展和思考

随着寒区工程,如青藏公路、青藏铁路、输油管道、西气东输等工程的日益增加,冻土的研究越来越深入,而力学问题是贯穿始终。本文从两个方面讨论冻土工程中力学问题的研究进展,(1)冻土受多种因素的影响,不能单一的用某一个条件解释,因此冻土水、热、力和变形的耦合问题已取得了长足的进展;(2)冻土路基受动荷载的影响非常显著,冻土的动力学性质的研究已全面开展。     

地面沉降的工程地质研究

本文论述了研究地面沉降的普遍意义;分析了地面沉降的各种诱发因素及其相对重要性;概括了产生地面沉降的地质环境模式;重点讨论了沉降机制;指出研究该问题应从地质成因—历史观点出发,着重研究岩土体的天然固结过程、固结状态。在此基础上,提山对该问题进行工程地质研究的途径应分为预测性阶段和工程开发中的实测阶段。而前一阶段尤为重要。     

广州南部滨海地区工程地质问题及对策

松软土地基、活动断裂、砂土液化和海水入侵是滨海城市普遍存在的主要工程地质问题。对广州南部地区这四种问题进行深入地研究,绘制广州南部工程地质专题分区图。对滨海城市建设可能引发的工程地质问题进行评价和分析,并提出相应对策。     

公路系统地勘现状分析

公路工程地质勘察和一般工民建相比,具有显著的行业特点,体现在线路长,穿越的工程地质单元较多,工点多,勘察手段多。另外,既要把握全线路地质情况,又要有重点突出,如高陡边坡和特大桥桥址区等工点为勘察工作的重点。随着地勘的无序市场化,公路勘察质量也引人担忧,本文通过整理参与的工程项目,分析其问题,指出勘察和设计脱节依然是客观存在的,是影响勘察成果的最主要因素之一。此外,甲方或设计院一味的压缩克扣勘察费用,难以发挥勘察工程师的才智,也不利于勘察设计水平的提高,甚至造成工程事故; 勘察单位一味地迎合市场,轻视勘察质量,同样不利于自身行业的健康长远发展。     

单孔声波测试及其工程应用应注意的几个问题

单孔声波测试是岩土工程勘察的重要原位物探测试项目。在测试方法和仪器样参数的选择、弹性纵波的识别、完整性系数的计算等方面以及测试结果的工程应用方面,测试人员不易掌握,常出现争议。笔者就波列包含的地质信息的应用、波速与完整性的关系问题进行探讨,以抛砖引玉,共同提高勘测技术水平。     

地质工程专业发展战略研究

从地质工程人才培养角度,重点分析了地质工程专业教育的现状,根据社会对人才的需求、科技进步和地质工程所面临的发展实际,从可持续发展战略的高度阐述了地质工程素质人才教育所需要采取的对策.