基于MASW和SPAC的主-被动源面波联合探测方法及其应用

以贵州独山变电站内地层为研究对象,将主动源面波多道分析法(multichannel analysis of surface waves,MASW)和被动源面波空间自相关法(spatial auto correlation,SPAC)频散能量叠加,得到一条复合频散曲线。该曲线频带更宽,既能保证表层的分辨能力,避免形成较大的勘探盲区,又可以有效提高反演深度,获得更加精细化的横波速度模型。结合钻探资料对比标定,可赋予该模型地质意义。研究结果表明,采用MASW和SPAC相结合的分析方法,有利于从表层到深层对地层进行精细成像,了解地层的岩性结构特征。与钻探相比,该方法成本低、效率高,可为复杂城区不良地质体的探测提供重要参考依据。

超短时长被动源面波成像在浅地表空洞识别中的应用

为解决城市物探工作中由于勘探场地的监管限制导致无法进行长时间数据采集工作的问题,笔者使用超短时长被动源噪声数据,通过相位加权叠加互相关函数法提取出频散曲线,并对基阶频散曲线反演得到一维横波速度剖面,以一维横波速度剖面为初始模型反演得到第二阶段反演结果,指示出地下空洞的存在。研究结果表明超短时长被动源面波成像方法在空洞识别方向应用的可行性。

主动源面波采集装置改进及在地铁施工勘察中的应用

随着城市的快速发展,地铁隧道的加速施工,对隧道掘进前方不良地质体探测的需求越来越迫切。传统的电磁类方法在高电磁干扰的城镇环境中,难以取得良好的探测效果。主动源面波勘探因抗干扰能力强、采集装置便捷、施工成本低等特点,在城市浅地表勘察、工程物探中越来越受人们的青睐。而传统的主动源反射地震法仅能采用激发能量有限的重锤作为震源,且采集信号极易被城市活动干扰,同时城市柏油或水泥路面不利于检波器的放置以及锤击震源信号的激发,本文针对这一问题,分别对检波器装置和震源装置进行了低成本改进,改进后的面波采集装置使用起来方便高效。经实际工程探测验证,装置改进后所采集的面波信号能量强、信噪比高,数据质量好,反演成像效果好,揭示的地质缺陷与实际情况对应良好。改进后的采集装置在城市主动源面波勘探中,具有良好的推广价值和借鉴意义。

天然源面波勘探方法在安徽小包庄铁矿区的应用研究

为研究天然源面波勘探方法在固体矿产勘查尤其是在深部找矿中的应用效果,选择小包庄铁矿区已知勘探线进行方法试验。在前期研究的基础上,采用线性排列的方式部署了天然源面波测点,共完成了32个测点、总长度3100 m的数据采集工作;采用扩展空间自相关法获取了每个测点的频散曲线,并对频散曲线进行反演并通过插值计算,获得了整条剖面的横波速度结构;根据地质和钻孔资料,划分了岩性层和断裂。通过与已知资料对比分析,认为该方法取得了较好的勘查效果,表明天然源面波勘探方法在深部找矿中具有较好的应用前景,该区深部具有较大的找矿潜力。

被动源面波法在城市居民区建筑间的应用

城镇中的人文噪声和工业生产对传统的地球物理调查方法(重、磁、电、震)有极大的干扰限制,鉴于此,文章采用抗干扰能力强、受场地条件影响小的被动源面波法在城市居民区进行地下空间勘探的应用。研究结果表明:(1)被动源面波法在城市地区地下空间勘探中是一种有效的物探方法,其施工排列灵活多变,适应性强且不受外界干扰;(2)根据扩展的空间自相关法(ESPAC)处理得到视横波速度剖面能有效地对地下土洞、岩溶破碎带及溶洞等进行响应;(3)结合多条网状测线剖面结果,绘制不同深度的视横波速度水平切片图能有效对地下空间结构进行评价。

双源面波勘探技术在工程中的应用研究

简要回顾面波勘探的发展历程及相关处理方法,着重分析了天然源与人工源面波勘探的特点,尝试采用"L"阵型进行双源面波勘探技术研究,解决一定深度范围内地层结构波速探测问题。通过现场试验,资料处理,获取了天然源信号与人工源信号合成后的能量谱,为地质岩性划分,横波波速测定提供了基础资料。

复杂工况条件下天然源面波方法的探测效果研究

天然源面波方法因其抗干扰能力强、安全环保、探测深度深、分辨率高等特点,正广泛运用于城市强干扰背景、藏区脆弱环境等复杂工况的物探工作中,在岩土体细致分层、深部目标体探测等方面皆有不错的探测效果.该文旨在剖析典型复杂工况下的天然源面波方法岩土体分层和深部岩溶探测案例,分析其探测效果,总结可供工程借鉴的规律.

被动源面波法在大粒径不均匀体的适应性研究

通过在堰塞体上开展一系列被动源面波法试验,包括台阵形式、噪声及地形影响等,讨论了在堰塞体等大粒径不均匀体上利用被动源面波法进行密实性评价的可能性。通过在红石岩堰塞体的实际工作表明,针对大粒径不均匀体被动源面波能够得到有效的频散曲线,通过建立面波波速与密实性的相对关系,可以得出堰塞体等大粒径不均匀体的整个密实性空间分布情况。

天然源面波技术在城市规划区场地评价中的应用

天然源面波技术作为一种快速、无损的地球物理探测技术,利用天然地球震动提取面波等信息,可在复杂城市环境中取得良好的探测效果。本文在城市规划区中引入天然源面波探测工作,通过剖面解释、提取等效剪切波速度及卓越周期两类场地评价参数、三维可视化绘图等技术工作,查明了规划区内地层分布特征,认为规划区内未发育隐伏断裂,场地条件良好。本次成果对类似地区的场地评价工作具有重要的借鉴意义。

天然源面波勘探台阵对比试验

为了对比天然源面波勘探不同台阵布局的探测效果,筛选出探测成果可靠、效率高和便于野外施工的天然源面波勘探台阵阵形,在天水市黄土覆盖区的同一场地分别用4种常见的阵形进行数据采集试验,并对各种阵形数据使用空间自相关法或扩展空间自相关法提取相应的频散曲线,通过反演得到了试验点地下的浅层速度结构模型.分析对比试验结果表明:4种台阵提取的频散曲线数值很相近;频散谱能量集中度较高的是嵌套式等边三角形和圆形台阵,L形和直线形台阵相对分散;L形台阵低频段(4—8Hz)比直线形台阵差,其高频段(8—40Hz)比直线形台阵好.针对直线形台阵在高频段信噪比较低的情况,在确保探测成果可靠性的前提下,为了提高探测效率,提出了在同一直线形台阵开展天然源与人工源面波联合勘探的数据采集方法.实验结果证实,这种联合勘探方法不仅可弥补直线形台阵高频段的不足,确保探测精度和结果的可靠性,而且还能实现"高低"频兼顾,即"深浅"兼顾.

主动源与被动源面波联合勘探在黄土覆盖区三维成像中的应用

黄土盖层对地震波、电磁波等有很强的衰减作用,限制了地震反射波法、电磁波法等多种物探方法在黄土覆盖区的应用。针对黄土盖层厚度大、分层细的特点,采用主动源与被动源面波法联合勘探,使两种面波方法优势互补,达到准确探测黄土覆盖区地质分层的目的。研究区位于渭河盆地凤翔县郊,为典型的黄土覆盖区,黄土覆盖层厚度为80~120 m。通过对研究区主动源与被动源面波实测资料的处理,得到的二维横波速度剖面上的主要地层分层位置与实际钻孔测试结果基本一致,同时得到了研究区的三维地层结构。联合成像结果表明采用被动源与主动源面波联合勘探进行黄土覆盖区地层结构分层是可行且有效的,为黄土覆盖区地质填图提供了技术支持和有益思路。

主动源与被动源面波勘探方法对比分析与应用

以福州地铁象山站勘探工程为背景,从瑞利面波基本理论出发,根据现场试验、工程实例及相关经验,对主动源面波与被动源面波勘探方法进行对比与研究,探讨各方法特点和工程应用特性,并综合主动源面波与被动源面波勘探各自的优势,更好地实现面波勘探方法在工程中的应用。

WD智能天然源面波数据采集处理系统及其应用试验

我国自主研发的WD智能天然源面波数据采集处理系统,改变了迄今为止现场仪器只采集天然微振动波形记录的现状。该系统利用大数据计算、筛选、叠加、归一化等技术,创先性研制出现场仪器在采集微震信号的同时,可直接显示勘探成果的面波频散曲线;信号采集过程中,无需震源,无需人工控制;装置系统安置在地面,10-30min可获得上百米深度地层的面波频散曲线,得知土层软硬。在不同岩性地区的试验结果证实,该系统能快速、准确地进行地层划分,操作便捷,适应性强,为天然源面波勘探广泛应用于工程勘查提供了技术保障。

天然源面波在采空区探测中的应用

利用天然源面波信息的微动勘查方法具有简便、快捷、低成本、对观测环境无特殊要求的特点,在实际应用中越来越受到重视。微动勘查方法与其它物探手段相结合,对解决资源勘探领域的采空区构造问题已显现出其潜在的优势及前景。文章以九台市羊草沟煤矿采空区为研究对象,分析了基于空间自相关法的微动勘探技术对采空区探测的可行性。工程实例证明,基于空间自相关法的微动勘探技术可以有效地实现对采空区的探测。

天然源面波技术在城市工程勘察中的应用效果分析

天然源面波勘探技术具有无需震源、勘探深度大、抗干扰能力强等特点。目前天然源面波法的应用研究主要以空旷的远郊区为主,在城市勘察中的应用效果研究较少。本文分别以北京冬奥会综合管廊工程岩体接触带勘察、南水北调配套工程断层破碎带勘察、北京深部排蓄廊道工程覆盖层厚度勘察为例,分析天然源面波技术在城市工程勘察中的应用效果,说明天然源面波技术在中深部勘探中的应用潜力,在城市地球物理勘探中,尤其是地下空间勘探中更有着不可替代的重要作用。

天然源面波勘探技术在工程中的应用研究

介绍了天然源面波勘探发展的历史,技术特点以及几种数据处理方法,讨论了2.5Hz检波器在天然源面波勘探中各个阵型(采用三角型、L型两种)以及不同排列边长(三角型不同边长、L型不同边长)与勘探深度之间关系,并通过分析各种阵型在同等条件下所采集的信号,对比各个信号的分析结果,得出在天然源面波勘探中使用2.5Hz检波器的最佳阵型。

用于被动源面波的无线检波器研制及现场试验验证

旨在推动被动源面波技术在工程场地勘察中的使用,介绍了该方法的基本技术环节。为提高现场测试工作效率,研制了一种重量轻、功耗低、成本便宜的无线检波器,并介绍了其技术要点。在某风力发电场岩土工程勘察中采用了被动源面波技术,试验证明了无线检波器的可靠性;并进一步在一老采空区的初步探查阶段使用了被动源面波技术,获得的采空层深度范围和地质资料基本吻合。2个实测实例表明:在工程场地勘察中有效的利用被动源面波探查技术可以经济高效完成初步勘察阶段的任务,且这种方法无需钻孔和人工激励,环境干扰小;研制的无线检波器可以进一步提高被动源面波测试的现场工作效率。

人工振动场源下的被动源面波试验研究

传统的被动源面波测量过程中,因环境噪声过于均衡安静,造成高频信息缺失。为拓宽被动源面波信号的频带范围,在被动源面波连续测量过程中加载人工振动震源,具体采用直线排列的方式对马路边、废弃工厂内两个不同噪音水平的区域进行连续16 min的野外数据采集,人为地控制马路上、废弃工厂内的车辆进出等方式来观测不同噪音水平的面波数据,并对采集的数据分别应用空间自相关法(SPAC/ESPAC)进行分析。结果显示:相同位置同样的观测方式下,有车辆经过相比安静环境下采集的数据,面波频散曲线高频信息显著增加,因此,在通过人工加载振动震源的情况下,能够拓宽被动源面波的高频信息,提升浅部地层分辨率,此具有重要应用价值。

人工源面波在某地下空间探测中的应用研究

以天府新区地下空间勘探工程为背景,从人工源面波基本理论出发,根据现场试验、工程实例及相关经验,人工源面波勘探的优势,探讨工程应用特性,研究人工源面波的勘探效果,更好地实现面波勘探方法在工程中的应用。

天然源面波频率-波数法的应用

在借鉴国外资料的基础之上,通过分析面波的基本特性,成功开发了天然源面波频率波数法野外采集观测系统及数据处理系统,并通过大量已知孔的试验,在检验该方法的同时,确立了随机布阵的野外观测方法。