浅地表地球物理技术在岩土工程中的应用与挑战

地球物理勘探方法在岩土工程的应用已有很长一段时间, 但其成效与工程师的期待往往有不小的落差, 以致于在一般的工程应用上仍不普遍.近年来浅地表地球物理技术有显着的进展, 特别是在走时速度层析成像(Traveltime Tomography)、电阻率层析成像法(Electrical Resistivity Tomography)及多道瞬态面波法(Multi-channel Analysis of Surface Wave).本文首先介绍这些方法在台湾岩土工程的应用, 主要包括地层土壤液化潜能评估、坝体的安全检测、土壤与地下水污染调查及地基改良的质量管控等, 应用案例以台湾常使用的地球物理勘探方法逐一介绍.虽然许多成功案例与新的应用方向对于浅地表地球物理技术在岩土工程应用的推广起了鼓舞作用, 本文从工程师的角度提出地球物理勘探工程大量应用的挑战与瓶颈, 包括如何提升探测数据的客观性、数据反演非唯一性问题、探测深度与分辨率的限制、实际条件违背反演基本假设的情况、以及地物性质与工程性质链接的不确定性问题, 并进一步针对这些问题说明相关研究的进展与实务对策.希冀透过上述探讨, 降低物探师与工程师认知上的差距, 提升地球物理勘探在工程的应用的合理性与普及性.     

一种动态参考站RTK模糊度解算方法

根据两空间的不同特性和两空间模糊度之间的匹配关系,提出了双空间搜索算法,使两空间的模糊度候选值明显减少,因此可以加快模糊度的搜索速度,并用车载试验数据验证了方法的正确性。车载"动对动"定位结果与常规RTK结果比较,精度达到mm级。     

基于模型的P-SV转换波AVA反演预处理

转换波AVA反演是利用转换波资料获取地下弹性参数的有效手段,AVA道集的准确抽取是利用AVA道集进行转换波资料反演的前提。基于模型抽取共转换点道集的处理思路是：首先依据目的层构造模型,采用基于模型的转换波速度分析方法获取目标层的纵横波速度比,在此基础上计算各道对应的转换点位置,进而抽取共转换点道集;以获得的共转换点道集为输入数据,采用三参量速度分析与动校正技术实现转换波资料动校正;在均方根意义下通过求取转换波的射线路径获得入射角信息并最终抽取转换波AVA反演道集。另外为消除因入射角分布不均造成的空道现象,提出了大面元法,该方法不仅对缺失的入射角有补偿作用,还能在一定程度上提高地震资料的信噪比。     

弹性矢量波成像域联合层析反演

在地震弹性矢量波场框架下,推导了多波联合层析速度反演方程以及走时残差与角道集剩余曲率的转换关系式,提出了一种利用成像域角道集更新P波、S波速度的走时层析反演方法.其实现过程可以概括为:将弹性波多分量数据作为输入,基于高斯束实现矢量波场成像并提取角道集,利用层析反演方程求解慢度更新量,最终获得多波联合反演结果.模型试算和实际资料处理验证了该方法的反演效果,能够为弹性矢量波联合深度偏移提供高质量的叠前速度场.     

多道中心式记录强震仪的设计与应用

介绍了多道中心式记录强震仪的工作原理,性能及技术指标,给出了仪器的设计方法、理论分析和具体电气功能控制、时间服务系统等结构框图。文中还介绍了强震仪在地震现场观测获取的很有价值的地震记录。     

Hausdorff分数维识别地震道初至走时

地震波初至走时的识别在地震勘探、人工地震层析成像以及全球地震层析成像方法研究中起重要作用．初至走时拾取的精度在很大的程度上影响地震层析成像及演的精度．本研究以提高地震波初至走时拾取的精度及定量化程度为目标,利用计算地震道时间序列分数维的方法,实现了地震波初至走时的自动拾取．本文以分形理论为基础,进行了地震道时间序列Hausdorff分数维的计算．计算结果表明地震道时间序列的分数维在初至到达前后具有不同的数值,其变化点能够定量指示出初至走时的位置．本文还给出了利用该方法对实测数据进行初至走时拾取的实例．     

共转换点道集的迭代算法及应用

对转换波共转换点道集选取进行了详细的研究,对水平层状和倾斜情况下共转换点的选取建立了统一的迭代公式,分析了影响共转换点选取的因素,给出了共转换面元的一般原则,最后给出了实际处理结果。     

海南岛洋浦深槽与拦门沙沉积特征和沉积环境分析

自L.J.Leconte和M.P.O'Brien于本世纪30年代初提出潮汐汉道理论以来,由于潮汐汊道在海岸航运上的重要性,以及在海岸演变过程、海洋和陆地之间物质和能量交换、口内海湾或淘湖生态和环境保护等方面意义重大,促使人们长期以来十分重视对这一特殊海岸动力地貌类型的研究[1],潮汐汊道的研究取得了很大进展.     

挡潮闸下港道清淤机具的改进及应用

我国许多挡潮闸，地睛淤泥质海岸，闸下港道淤积十分严重。为了清除闸下港道淤积，提高挡潮闸的排涝能力，对耙具作了改进，经历了单面齿耙、双面齿耙、掺气耙和改进型掺气耙四个发展阶段，本文介绍清淤耙的发展过程，并对各种耙具进行了对比。拖耙清淤机具具有效率高、费用低的特点，每立方米的清淤成本仅为常规挖泥船的三分之一左右。     

径向基函数网络在云检测中的应用

作者提出一种应用径向基函数网络 (RBF)的云检测方法。此方法要求晴空海域与有云海域均以一定数量的基函数来表征 ,两种基函数可组成一个径向基函数网络。使用欧空局沿轨道扫描辐射计 (ERS- 1/ ATSR)资料对径向基函数网络在云检测中的性能作了验证 ,重点研究网络结构的复杂度对分类结果的影响 ,并与人眼的目视解译作比较 ,结果表明径向基函数网络在云检测中性能良好。