凿岩台车钻头破岩震源地震记录重构方法

针对凿岩台车钻头震源连续冲击、回转造成地震波场混叠复杂,地震记录无法直接识别和解释的问题,重点研究凿岩台车钻头单次冲击信号提取和地震记录重构方法。首先,以凿岩台车单臂钻进激发震源为研究对象,分析凿岩台车钻头先导信号特征和噪声成分;其次,基于最小平方反褶积从连续的钻头先导信号中提取钻头单次冲击脉冲信号,通过长时互相关叠技术,重构破岩震源地震记录,形成一套适用于凿岩台车的地震记录重构方法;最后,依托实际工程对提出的方法进行评价。研究结果表明:凿岩台车先导信号中存在周期约为0.3 s的机械干扰;反褶积后先导信号与检波器信号分段互相关叠加后能够得到等效脉冲震源激励下的常规化地震记录、衰减周期干扰及不相关干扰,提高信噪比,识别了凿岩台车破岩震源地震记录中有效信号同相轴;重构地震记录结果与当前试验里程处TSP结果、实际开挖情况较吻合,初步验证了该方法的可行性和有效性。与传统方法相比,本文提出的方法能够大幅度降低隧道超前预报对隧道工期的影响,预报效率更高。

隧道凿岩台车破岩震源三臂混合先导信号盲源分离方法与工程应用

针对凿岩台车三臂破岩震动信号相互混叠、彼此干扰的实际问题,提出一种基于集合经验模态分解(EEMD)、奇异值分解(SVD)和鲁棒独立成分分析(RobustICA)的隧道凿岩台车破岩震源三臂混合先导信号盲源分离方法.通过仿真模拟,采用EEMD-SVD联合降噪方法对含噪混合先导信号进行分解、去噪与重构,实现强噪声影响下凿岩台车混合先导信号的提取,有效解决了信噪频谱混叠问题.经过降噪预处理,RobustICA对于凿岩台车混合先导信号的分离效果得到了有效提升.依托实际工程对该方法进行评价,结果表明,采用本文提出的盲源分离方法,地震记录中直达波与反射波同相轴较为清晰,预报结果与实际开挖情况大体吻合,初步验证了该方法的可行性与有效性.