TST隧道地震CT地质超前预报技术及应用

国内外的隧道地质超前预报技术正在发展之中,4目前应用的负视速度法,水平剖面法,TSP技术等,由于观测方式和资料处理方法比较简单,不能准确确定掌子面前方围岩的波速,从而致使地质界面定位不准确,围岩工程类别划分缺乏依据,亟待改进。本文提出的TST技术采用空间观测方式,资料处理方法采用偏移成像和走时反演成像,解决了掌子面前方围岩速度结构的分析问题,实现了隧道围岩地质结构的精确成像,适合复杂地质条件下的地质超前预报应用。     

地震层析成像技术在岩体完整性测试中的应用

地震波层析成像借鉴了医学上X射线断面扫描的基本原理,利用地震波穿过地质体后走时及能量的改变等物理信息,通过数学处理重建地质体内部图像,从而得到所研究地质体的岩性及构造分布。本文利用这种方法,在一个钻孔中利用电火花震源激了弹性波,在另一个钻孔布设多个检波点同时接收,拾取弹性波初至时间,将接收到的数据利用SIRT方法进行反演迭代计算,最终形成一个弹性波速度谱图,然后利用岩土体的弹性波速度差异推断岩体完整性分布。与其它测试方法比较,该方法分辨率高,空间位置准确,在工程物探、岩土工程勘察中具有较好的应用前景。     

国内外隧道超前预报技术评析与推介

国内外的隧道地质超前预报技术正在发展之中,目前应用的负视速度法,水平剖面法,TSP、TGP等技术,由于观测方式和资料处理方法比较简单,不能准确确定掌子面前方围岩的波速,从而致使地质界面定位不准确,围岩工程类别划分缺乏依据,亟待改进.TRT与TST技术采用空间观测方式和偏移成像方法,技术比较先进,能解决了掌子面前方围岩速度结构可靠分析的问题,实现了隧道围岩地质结构的精确成像,适合复杂地质条件下的地质超前预报应用.目前的超前预报过于依赖地震方法,实际上地震方法对于解决构造问题比较有效,解决含水性问题不如电磁方法,高密度电法和瞬变电磁方法在超前预报领域会有广阔的应用前景.实际预报工作中要取得好的预报结果,必须提倡综合方法,提倡地质分析与工程物探相结合,地震方法与地磁方法相结合,共同解决不良地质构造、含水构造、含瓦斯气构造的超前预报问题.     

隧道地质灾害超前预报的地震反射法

介绍了利用地震反射法进行隧道地质灾害超前探测的基本原理、观测方法,讨论了反射波时距曲线方程和特点以及实际应用中存在的主要问题和影响因素,指出采用地震反射法与工程地质调查法相结合可以提高超前探测的准确性和精度.     

建筑物震害预测模糊震害指数法

建筑物震害预测是城市防震减灾的基础工作之一。本文在分析现有震害预测方法的基础上，提出了一种新的震害预测方法－模糊震害指数法。模糊震害指数法以现有震害预测资料为基础，采用模糊数学方法实现。本文详细阐述了模糊震害指数法的理论模型，推导了其数学公式，最后给出了实例分析。     

大同地震台远震波形走时残差的计算和应用

选取大同地震台记录的2010-2019年531个Ms≥5.0地震事件,根据发震区域的不同对其波形走时残差进行分析,得到不同发震区域地震波形的平均走时残差.结果 表明,日本、喜马拉雅地区地震波形的走时残差总体为负值,平均残差分别为-1.51 s、-0.70 s;斐济、中国台湾地区、南美洲西海岸地区大多为正值,平均残差为0...     

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.     

概率增益方法及其应用

应用金学申、王晓青等推广的以时空概率增益模型为基础的综合预测模型,选取东南沿海地震带区域,分别计算了地震活动的时间和空间上的地震概率增益,并对其中的概率增益等参数进行分析,结果表明本区域的未来控震构造是北东向活动断裂带,未来3年本区域发生5级以上的地震概率较小。     

一种新的地震子波提取与层速度反演方法

粒子群优化算法是近十年发展起来的一种基于群智能的非线性全局最优化新方法.本文详细介绍了粒子群优化算法的基本原理,并将其应用到子波提取与层速度反演中.通过模拟数值算例,从不同角度研究了粒子群优化算法的可行性及其效率问题.试算结果表明,粒子群优化算法在不同分辨率、不同信噪比、不同相位子波合成的地震记录反演中效果明显.     

地震资料非高斯信息分析提取方法及油气预测

从讨论实际地震记录高阶累积量分析入手,研究利用高阶累积量计算高阶谱的方法.在分析高阶累积量及高阶谱提取分离具有非高斯分布信号时,详细讨论了产生非高斯分布的地震记录的特征规律.阐明了用地震资料的低频高阶谱预测砂体含油气性的机理.从理论模型和实际资料论证了研究方法的正确性.最后利用该方法计算的高阶谱结果和实际产油气井资料进行符合率验证分析.在此基础上,利用该方法进行有利含油气层预测.     

双场点地震危险性分析方法及其应用

提出了双场点地震危险性分析方法,用以计算在相同地震构造环境中,相同地震作用下的相邻两个工程场点同时超越其给定地震动参数的概率.该方法是确定系统的危险段落、场点遭受的附加地震危险的有效工具.基于汶川MS8.0地震后大渡河干流及邻近地区的地震环境,以大渡河干流梯级水电站系统为例,确定了大渡河干流梯级水电站各个河段的地震危险性.其中危险性最高的3个河段是:龚嘴—铜街子河段、沙坪—龚嘴河段和大岗山—龙头石河段.     

张渤地震带及邻区近震体波成像及孕震环境分析

针对张渤地震带深部孕震构造环境和地幔岩浆对地壳底侵作用的问题, 本文充分收集了华北地区区域数字地震台网176个固定台站记录到的观测数据, 应用近震体波层析成像方法, 获得了华北地区地壳的P波三维速度结构和V_P/V_S波速比.依据V_P/V_S波速比能反映岩石物理性质和流变学特征的特性, 并结合人工地震测深剖面、大地电磁测深、地球化学等成果, 讨论了张渤地震带的孕震环境和动力学机制等问题.研究结果显示:张渤地震带强震位于高低速异常分界线附近或偏向高速体一侧, 震源体下方均存在广泛的低速异常分布, 据此推测这些低速异常的存在可能与流体有关, 同时也揭示出张渤地震带地震主要分布在上地壳, 从震源深度分布及地壳物性结构分析上地壳具有发震的构造背景, 也有发震的物性基础, 是一个易震层和多震层.张渤地震带地壳内部在20 km下方存在偏高的波速比特征, 这些可能反映了在该区域内中、上地壳幔源物质的侵入和热状态的岩体在横向上的变化, 可能是地幔岩浆长期底侵作用的结果.由于深部幔源物质的侵入, 使得地壳深部流体的供给量增加, 在地壳发震层下长期存在的流体会影响断裂带的结构, 降低断裂带的强度, 使区域应力场发生变化从而导致断裂带上应力的集中, 进而引发地震发生.

     

地震资料预测薄层厚度方法研究与应用

薄层厚度预测一直是公认的难题之一,其难度就在于如何准确地识别和提取薄层的地震属性.常规方法是利用时间域或频率域地震属性与薄层厚度的线性关系计算.但是理论与实际资料表明,不同的薄层和地层组合对地震波的动力学的信息影响很大,各种参数与薄层厚度成非线性关系,使用单一的信息不可能准确预测薄层厚度.本文利用三种线性预测原理（模型）,经数学变换为属性参数,采用非线性BP网络预测薄层厚度,取得了令人满意的效果.     

Exploring seismic inversion methodologies for non‐stationary geological environments: a benchmark study between deterministic and geostatistical seismic inversion

This paper presents a comparison between subsurface impedance models derived from different deterministic and geostatistical seismic inversion methodologies applied to a challenging synthetic dataset. Geostatistical seismic inversion methodologies nowadays are common place in both industry and academia, contrasting with traditional deterministic seismic inversion methodologies that are becoming less used as part of the geo‐modelling workflow. While the first set of techniques allows the simultaneous inference of the best‐fit inverse model along with the spatial uncertainty of the subsurface elastic property of interest, the second family of inverse methodology has proven results in correctly predicting the subsurface elastic properties of interest with comparatively less computational cost. We present herein the results of a benchmark study performed over a realistic three‐dimensional non‐stationary synthetic dataset in order to assess the performance and convergence of different deterministic and geostatistical seismic inverse methodologies. We also compare and discuss the impact of the inversion parameterisation over the exploration of the model parameter space. The results show that the chosen seismic inversion methodology should always be dependent on the type and quantity of the available data, both seismic and well‐log, and the complexity of the geological environment versus the assumptions behind each inversion technique. The assessment of the model parameter space shows that the initial guess of traditional deterministic seismic inversion methodologies is of high importance since it will determine the location of the best‐fit inverse solution.     

井中地震三维高效黏声逆时偏移成像方法及应用

井中地震是井中激发地面接收的一种新型地震采集方法, 与地面地震相比, 具有采集成本低, 作业效率高的优点.此外, 井中地震资料信噪比高、频带宽、波场丰富, 可实现井周小尺度构造精细成像.在油藏开发中, 井中地震可实现油藏描述与监测.鉴于上述原因, 近年来, 井中地震受到业内越来越多的关注.然而, 井中地震震源能量弱, 地层吸收衰减效应的影响强于地面地震.因此, 需要发展针对性的井中地震衰减补偿偏移成像方法.本文基于Kelvin-Voigt模型推导新的振幅衰减和相位频散解耦的黏声波动方程, 通过改进激发振幅成像条件, 实现高效的井中三维地震黏声逆时偏移成像方法.此外, 本文采用时变低通滤波器压制高波数噪声, 提升黏声逆时偏移方法的稳定性.数值算例及实际资料应用表明, 本文提出的井中三维黏声逆时偏移成像方法计算效率高、稳定性好, 实用化潜力大.

     

类比预测法在城市群体建筑物震害预测中的应用

群体建筑物量大面广,为了简化群体建筑物震害预测的工作,采用类比预测法对群体建筑物震害进行了预测.从城市建筑中选取具有典型破坏特征的建筑物作为样本,通过建筑物结构类型、高度、建设年代、现状质量和用途作为震害影响因子进行震害类比预测.建立规划区内建筑物易损性矩阵.最后以宁德市为例,利用本文方法给出了宁德市建筑物的易损性矩阵...     

静海地震台地磁短周期变化及其在地震短临预报中的应用

近年来的一些研究表明，由于地震前孕震区地下介质的电性结构的变化，将导致地磁短周期转换函数发生异常变化。通过对地震前后的地磁短周期转换函数的参数的计算、分析和研究，有可能提取出可靠的地震短临前兆异常（曾小苹等，１９９０）。为了进一步开展对该方法研究工作并使其在我区地震预测预报研究中得到应用，我们使用了静海台的地磁记录资料，分析计算了该台地磁短周期转换函数在地震前后的变化情况，确立了该方法应用天津地区地震预报的短临异常特征及指标，取得了较好的效果。     

广州市部分城区地震小区划和震害预测

在特大城市开展地震小区划和震害预测在我国是一次新的尝试。广州密集的建筑物群、到处耸立的高楼大厦、横贯市区的高架路桥和立交桥,是其它中小城市不具有的。海量的数据资源、复杂的空间结构给地震灾害分析、空间数据处理带来了诸多挑战,在数据资料调查收集、分析处理技术、信息系统开发平台等方面要求更高,加深了研究难度。介绍了广州市部分城区地震小区划和震害预测的工作区概况、研究方法和内容及成果特点。     

偏移速度分析与速度反演方法评述

本文阐述了各向同性介质中纵波偏移速度建模中的速度分析方法原理及其优缺点,包括常规速度分析、偏移速度分析、层析偏移速度分析以及全波形反演。其中着重阐述了深度域速度建模中的速度分析方法原理及其在实用中的优缺点。最后对深度域偏移速度分析方法进行了展望。     

人工地震目录的评估及其在青藏高原东北缘的应用

如何使用古地震序列数据评估数值模拟得到的长期人工地震目录的准确度是地震数值预报研究所面临的重要问题.为探讨上述问题,本文开发了计算人工地震目录与古地震序列匹配度的平均绝对误差法和余弦相似度法,并将其应用于青藏高原东北缘地区,获得了与该地区古地震序列数据匹配较好的人工地震目录.基于匹配较好的目录,本文还计算了海原断裂及香山天景山断裂发生大地震后,大地震在区域四条主要断裂的迁移概率.研究结果表明：（1）以上两种方法均可用于评估人工地震目录与古地震序列的匹配度;（2）与未进行匹配的人工地震目录的迁移概率计算结果比较,通过古地震数据匹配的人工地震目录的计算结果更优,即更接近于基于古地震数据计算的地震迁移概率;（3）当大地震在海原断裂上发生后,海原断裂再次发生大地震的概率最大,约为47%,其次是香山天景山断裂,约为23%~27%.本文对评估基于动力学数值模型产生的长期人工合成地震目录的准确度做出了调查与探索,为区域地震数值预报研究提供了参考.