声波层析成像在特大涌水地质区域探测中的应用

介绍了声波层析成像(声波CT)的基本原理、数据采集与处理方法,并结合工程实例对声波CT在某水电站涌水通道探测的应用效果作了较为深入的探讨.实践表明,声波CT能够有效弥补单孔声波检测工作的局限性,成果图像形象地描述了地下水的涌水通道位置及规模,可较好地探测该类地质问题,为后续施工设计提供科学依据.     

速度层析成像正反演技术研究

利用层析成像的基本原理对地质异常体进行速度层析成像正、反演研究,计算结果可以确定出地质模型中速度异常体的大小、位置和慢度值等物性参数。首先通过建立正演模型,将含有异常体的模型区域剖分成规则的矩形网格,在区域两边的钻孔中分别安置发射和接受装置,采用多点发射、多点接收的方法获得已知地质条件下的每条速度射线的走时值,而后根据线性回归的原则对所得的时间数据加入20%的噪声,采用医学中成熟的ART算法进行模型的反演计算,计算表明反演结果与正演模型十分地逼近,计算精度和速度都能达到满意的效果。     

声波CT技术的应用

文章通过3个实例,说明声波CT技术在工程勘查、金属矿探测、油气储层描述领域中的实际应用效果.     

透射槽波相邻道质心频率的层析成像方法

槽波勘探是煤层工作面小构造探测的主要方法之一,该方法主要是利用槽波的能量衰减特征。当检波器的耦合差或工作面存在较大地质异常时,会显著影响槽波在不同频段上的能量分布,降低槽波探测结果的稳定性和准确性。利用槽波信号的质心频率变化特征进行反演成像是一种创新且有效的方法,但该方法存在震源质心频率准确估算及兼顾震源差异性的难题。为此,提出基于透射相邻道槽波信号,估算其质心频率相对变化量的层析成像方法。基于理论分析,推导出相邻道槽波质心频率相对变化量(M_i)的计算公式;采用二维数值模拟方法,验证槽波M_i值与传播距离的正向线性变化规律;通过槽波实测试验,对比分析了相邻道质心频率成像方法的效果。结果证明,槽波信号存在频移现象,槽波相邻道M_i值层析成像方法是有效,该方法克服了震源差异性和震源质心频率人为选择不当对成像结果造成的影响,为槽波勘探数据处理提供了一种新的思路。      

利用体波层析成像技术研究欧亚及邻区地幔三维速度结构

根据体波层析成像技术,利用大量走时数据,做出0°~180°E,30°S~90°S范围内0~2889km深的三维速度分布图像,得到欧亚地区局部区域岩石圈及地幔的高分辨率速度结构,并从地球动力学角度出发对这些成像结果做进一步解释。     

井间声波层析成像技术在油田开发中的应用

这里叙述了在大港油田进行的羊11~12井和羊11~13井及港9~72~1井和港8~71~1井井间声波层析试生产的成果,层析图上含油砂体在二口井边棱的深度与以往地质和测井解释的油层深度相吻合,层析解释深度和测井解释的油层深度最大差异为0.8 m~1.6 m,并圈定了含油砂体的分布形态。表明了井间声波层析成像技术对查明油层横向分布,确定油层尖灭位置和圈定含油砂体的分布形态是有效的,同时也显示出井间声波层析成像作为一种油田开发、监测技术更具有潜力和应用前景。     

声波无损检测技术在南昆铁路隧道检测中的应用

文章简要地介绍了声波检测技术检测隧道衬砌质量的基本原理及应用实例。     

龙凤山水库土石坝电阻率层析成像无损检测技术

层析成像是近年来得到蓬勃发展的一项无损检测新技术,具有信息量丰富、准确、直观的独特优势,因此,在土石坝无损检测中正发挥着越来越重要的作用。在阐述电阻率层析成像基本理论的基础上,对龙凤山水库土石坝进行一系列层析成像无损检测,查明了龙凤山水库土石坝的渗漏通道,同时也证实了利用这一方法进行土石坝无损检测的可靠性。现场试验表明,层析成像无损检测技术可以在土石坝的病害检测中推广应用。     

水对不同岩石声波速度影响的研究

通过分析不同成因类型岩石的声波速度,提出了水对不同岩石声波速度的影响,从岩石孔隙及隐微裂隙的发育程度及岩石的水理性质解释了在水的作用下岩石声波变化规律,利用这些规律可以初步判断岩石的隐微裂隙发育程度及水理性质。     

甚高频电磁波多参数层析成像技术及其应用研究

电磁波速度或衰减层析成像技术单独用于岩溶勘察存在多解性缺陷,降低了应用的准确性.基于电阻率和相对介电常数直接反映溶洞与周围介质存在的电性差异,以电磁波速度和衰减层析成像理论为基础,提出了电阻率和相对介电常数层析成像理论,并应用于实例工程.通过对其电磁波速度、衰减、相对介电常数、电阻率4参数层析成像结果进行对比分析和钻探验证,证明了基于电磁波的电阻率和相对介电常数层析成像技术是可行的,形成了电磁波速度、衰减、相对介电常数、电阻率多参数层析成像综合分析方法,提高了电磁波层析成像技术探测溶洞及其充填情况的准确性.     

跨孔电波衰减成像初始振幅估算方法比较

跨孔电磁法衰减层析成像是一种利用电磁波振幅信息的方法,通过发射端到接收端电磁波的振幅变化来反演介质衰减常数分布。发射端振幅也就是初始振幅,一般情况下是未知的,它的精度很大程度上影响到层析成像结果,需要在反演前得到或者通过特殊反演方法来处理。本文总结了4种初始振幅处理方法——线性拟合法、矩阵反演法、双频电磁波法以及相邻道比值法,通过合成数据验证了这四种方法的可行性,并且指出了每种方法的优缺点:线性拟合法适合物性变化不大的情况;矩阵反演法对物性情况要求不高,但计算量较大;双频电磁波法能直接得到电导率分布,但只适合良导体情况;相邻道比值法适用情况最广,但容易受干扰影响。     

瑞利波探测技术用于矿井地质超前探测

鹤岗矿区煤系曾遭受多次构造运动的改造,地质情况复杂。为满足采区和生产布置的需要,采用瑞利波探测技术对地质情况进行精细探查和预报。在井下用瑞利波方法探测下部煤层、超前探测煤巷、岩巷前方的构造,取得了满意的效果。该技术方法提高了地质预报的准确性,在煤矿有良好的应用前景。     

基于qp 波及qs 波衰减系数检测裂缝的方法

裂缝储层预测是当前国内外油气勘探中的重点和难点,而裂缝储层预测最关键的问题是裂缝发育带的检测。基于qp 波、qsh 波、qsv 波的衰减系数对裂缝发育带的检测,利用Hudson 理论模型经数值计算,分别研究了裂缝密度、入射角及频率对qp 波、qsh 波、qsv 波衰减系数的影响。理论模型试算表明,频率和裂缝密度是影响衰减系数的主要参数,而裂缝中充填物不同时,衰减系数也表现出很大的差异,这为利用qp 波、qsh 波、qsv 波衰减属性检测裂缝发育带提供了理论依据。     

不同损伤程度下岩石力学参数变化的声波测试

声波波速变化可有效表征岩体损伤程度。通过对岩样进行人工预损,利用声波检测标定岩样的不同损伤程度,然后通过三轴压缩试验来研究不同损伤程度下岩石的力学特性,建立了声波速度下降幅度与岩体力学参数变化幅度间的关系。研究表明,当岩样的声波速度下降5%～8%时,黏聚力c值降低15%～25%,内摩擦角? 值则升高14%～32%,因此,用声波速度的下降幅度来描述岩体参数的变化是可行的。根据现场实测的岩体损伤区内的声波速度的变化值,可以从一定程度上估计岩体参数的跌落情况,从而更进一步地说明损伤区内岩体的承载力。     

波速-旁压联合测试法在红层软岩中的应用研究

将波速测试及高压旁压试验运用于长沙地区的白垩纪红层软岩勘察中,获取了大量红层的声波测试结果及旁压试验特征参数,经过多参数的综合分析,为红层软岩的风化程度与岩体强度变化分析提供了有效参数。并在大量试验资料的基础上,建立了红层的动、静参数之间的相关方程。实践证明,波速-旁压联合测试方法是一种快速、经济、有效的工程勘察手段。     

地电影像技术在水利堤坝隐患探测中的应用

阐述了最新发展起来的物探方法——地电影像技术的原理及其应用在水利堤坝隐患探测中的地质—地球物理基础,并结合实例讨论了该领域的应用前景