基于改进型TSP观测装置的地震波场正演模拟及分离

发布时间：2021-11-20 21:36

　　摘要：隧道施工过程中,往往因为不了解施工前方地质情况而引发地质灾害,不仅影响施工进度,甚至造成人员伤亡等重大安全事故。超前探测是隧道地质灾害预测和防治的基础,因此,隧道超前探测的理论和实践研究意义重大。在众多隧道地震超前探测方法中,隧道地震反射波法超前探测应用最为广泛。针对改进型TSP观测装置,本文主要做了以下基础性研究：1、分析了传统TSP观测装置的不足,建立了易于实施、对隧道施工影响小、可获得隧道全方位波场信息的改进型TSP观测装置,且该装置易于实现地震反射的多次覆盖观测,以提高成果资料的信噪比,有利于复杂地质介质的准确成像和地质解释。2、从弹性波场理论的本构方程、Cauchy方程和Navier方程出发,推导了一阶速度—应力弹性波动方程,并结合交错网格,推导了用于波场正演模拟的任意偶数阶时间—空间差分精度的交错网格差分格式。3、设计了垂直断层、软弱夹层地质模型,采用MATLAB编程语言进行编程实现了正演模拟,得到了波场快照和单炮记录。模拟结果清晰显示了直达波、反射波以及转换波等全波场信息。4、利用F-K滤波、τ-p滤波、基于偏振特性的纵、横波分离方法对模拟的波场进行了上、下行波分离... 

【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

现有TSP观测系统示意图

两个传感器之间的距离在0.25?0.5m之间，在钻孔周围用地震锤激发地震波，利用多路地震信号采集仪器接收，其观测系统如图2-3所示。‘.：：魏挪::.:\.::._点图2-3改进型TSP观测系统示意图该方法由于使用了锤击震源，易于进行多次重复叠加，而且不同方向激发的地震波，对前方的构造反射特征不同，携带了不同的信息，有利于更精细的地质解释；而且该方法可以在狭小的險道空间进行施工探测，钻孔方向改变灵活，极大地提高了施工效率，获得多方位的反射波，在保证一定的探测深度的10

图2-7速度对时距曲线的影响3本章小结本章主要介绍了地震波的基本理论；分析了现有的和改进的随道地震超前测（TSP)装置的优缺点；针对改进后的TSP观测系统的时距曲线进行了分，为后续研究奠定了理论基础。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于散度和旋度纵横波分离方法的改进[J]. 李志远,梁光河,谷丙洛.  地球物理学报. 2013(06)
[2]基于隧道空间全波场二维数值模拟与特征分析[J]. 刘江平,程飞,范承余,曹进.  岩土工程学报. 2012(09)
[3]瑞雷波探测技术在公路隧道超前地质预报中的应用[J]. 房曰荣,沈斐敏.  安全与环境工程. 2012(02)
[4]隧道超前预测地震波伪谱法数值模拟[J]. 李嫣.  福建建设科技. 2011(04)
[5]煤巷地震超前探测数值模拟及波场特征研究[J]. 杨思通,程久龙.  煤炭学报. 2010(10)
[6]隧洞施工期地质超前预报方法现状[J]. 胡兴.  贵州工业大学学报(自然科学版). 2008(05)
[7]井间地震弹性波传播特征数值模拟[J]. 李万万,裴正林.  物探与化探. 2008(02)
[8]TSP地质超前预报在浅埋隧道中的应用[J]. 高炳魁,朱自强.  西部探矿工程. 2008(01)
[9]复杂近地表弹性波波场特征研究[J]. 杨旭明,裴正林.  石油地球物理勘探. 2007(06)
[10]国内外隧道超前预报技术评析与推介[J]. 赵永贵.  地球物理学进展. 2007(04)

博士论文
[1]隧道地震超前预报中波场分离与反演方法的数值模拟研究[D]. 王朝令.西南交通大学 2012
[2]矿井巷道地震超前探测三维全波场数值模拟与探测方法研究[D]. 杨思通.山东科技大学 2011
[3]隧道地质灾害反射波法探测数值模拟及围岩F-AHP分级研究[D]. 鲁光银.中南大学 2009
[4]隧道施工地质地震波法超前探测技术研究[D]. 杜立志.吉林大学 2008

硕士论文
[1]岩溶地区公路隧道施工中的超前地质预报[D]. 王胤.吉林大学 2008
[2]TSP隧道超前预报中典型地质异常体的射线追踪数值模拟研究[D]. 杨峰.西南交通大学 2007
[3]TSP-203系统在隧道超前地质预报中的应用研究[D]. 何刚.中南大学 2005
[4]用高分辨率双曲线Radon变换实现波场分离[D]. 陈见伟.长安大学 2005



本文编号：3508133