Studying surface structure in desert areas using multiple kinds of surface wave data

浅表面波浪方法主要在非荒芜的区域在环境、工程的地球物理为表面速度结构的调查被使用。为 Takelamagan 荒芜的区域的特殊地质的特征，我们使用处理多信道的浅表面波浪的方法记录在荒芜的区域决定近的表面速度结构的表面波浪(MASW ) 的多信道的分析。我们也处理，分析，并且比较在从在区域的油探索射击集合提取的许多踪迹记录的表面波浪。我们证明 MASW 方法能决定在荒芜的区域和许多踪迹记录的详细浅速度结构能被用来变得详细深地质的结构。二不同数据集的联合能获得准确速度结构上面在调查区域的 60 m 深度。

多道瞬态面波法在地铁岩土勘察中的应用

为了解决传统钻孔勘察方法有损、效率低、风险高的问题,采用多道瞬态面波法对地铁岩土进行勘察,数据采集后开展分析处理,得到对应的地层剖面;通过与钻孔资料进行对比分析,多道瞬态面波法应用于地铁岩土勘察的效果较好。

多道瞬态瑞雷面波法在城市工程地下障碍物探测中的应用

在城市工程施工中常常由于遇到地下障碍物而产生不良后果,因此在工程设计与施工前会对施工场地地下障碍物进行探测。与常规的地震反射波法或折射波法相比,多道瞬态瑞雷面波法因瑞雷波在垂向激震产生的波组中能量最强而易于识别、对场地的要求不高、有一定的穿透能力且浅层分辨率高等优势,在解决浅层工程地质问题方面具有重要的作用。本文结合工程实例,阐述了多道瞬态瑞雷面波法的探测原理以及在城市工程地下障碍物探测中的应用。结果表明瑞雷面波法可以对工程场地地下存在的含混凝土块、抛石等不良地质体的杂填土层的分布和埋深进行了准确探测,在城市工程地下障碍物探测中有良好的效果及前景。

航道辅助地波雷达机动目标跟踪研究

交互多模型(Interacting Multiple Model,IMM)方法应用于高频地波雷达(High Frequency Surface Wave Radar,HFSWR)机动目标跟踪时,其固定的模型集合与转移概率矩阵会导致模型竞争与模型概率切换滞后,降低了目标状态估计的准确性,容易引起航迹断裂、丢失等问题。为此,对基于航道辅助的交互多模型地波雷达机动目标跟踪方法进行了研究。首先,利用有向图模型估计海上航道并提取航道信息,判定目标所处的航道位置并据此自适应切换目标运动模型集合;然后依据确定的模型集合进行多模型滤波,利用滤波新息构造运动模型的极大似然函数并计算每个模型的似然值,通过计算运动模型之间似然值比值计算概率修正因子,采用概率修正因子与原模型转移概率矩阵的乘积更新模型转移概率矩阵。利用仿真与实测数据开展了海上机动目标跟踪实验,结果表明,与传统IMM算法相比,本文方法可显著提升模型概率的切换速度,跟踪得到的航迹维持时间提高了54.2%,算法运行时间减少了30%,运动模型匹配平均概率提高了14.1%,实现了对海上目标的长时跟踪。

面波信息约束的初至波走时层析反演方法

射线层析反演过程中,有多种因素都会影响反演效果,如初始模型误差、低速夹层等。传统的初至波走时层析成像方法对模型进行约束或平滑处理,不仅会破坏模型参数与射线之间的相对关系,还会影响反演的稳定性。本文首先测试了不同初始模型下初至波走时层析反演的效果,提出一种面波信息约束的初至波走时层析反演方法。地震数据中面波具有能量强以及频散的特性,通过多道面波分析方法获取面波频散曲线,采用阻尼最小二乘法反演浅地表横波速度,以横波速度结构作为约束,建立纵波初始模型,在此基础上实现带有正则化的初至波走时层析反演。该方法充分利用了地震数据中的面波信息,弥补了层析反演的固有缺陷,提高了浅层结构反演的精度与稳定性,利用实际资料测试了该方法的有效性。

基于瞬态面波法的道路地下病害无损探测技术应用

针对杭州市某道路产生塌陷和裂缝的问题,利用瞬态面波法开展道路地下病害无损探测。根据地基波速试验探测结果分析不同地层情况,确定道路地下病害范围,为处理道路安全隐患提供了及时准确的数据资料。探测结果表明,道路下方7 m范围内存在土体疏松病害,给出的建议为部分区域进行注浆加固,部分区域清除表面碎石;瞬态面波法图像直观、经济快速,能够确定出具有工程灾害隐患的病害,为道路的检修和维护提供充分的科学依据。

基于面波多道分析法的无砟轨道性能劣化反演方法

提出了基于面波多道分析法的无砟轨道性能劣化反演方法。以无砟轨道理论面波频散曲线为基础,分析具有不同劣化程度的无砟轨道面波频散特性,构建无砟轨道性能劣化反演方法,并研究激振频率与检波器布设方式对反演效果的影响。结果表明:无砟轨道的面波频散曲线在低频与高频段分别取决于CA砂浆与轨道板的横波速度。为提高反演效果,建议将激振频率取为50 kHz,最小偏移距取大于或等于0.05 m,道间距取0.05 m,并尽可能增大检波器排列长度。

基于深反射数据的多道面波成像揭示申扎裂谷浅层S波速度结构

青藏高原普遍发育的南北向裂谷对认识青藏高原陆内造山过程和变形机制,探讨岩浆活动、成矿成藏机制具有重要的意义。位于青藏高原南部的申扎裂谷,发育在班公—怒江缝合带和雅江缝合带之间,垂直切割了冈底斯成矿带。本文针对申扎裂谷地震波信号弱、干扰强、频率变化大的特点,利用多道面波成像方法处理申扎裂谷及其邻区的81 km深地震反射剖面数据,获得了高质量的S波速度剖面。结合已有地质、地球物理资料对S波速度结构进行解释,重点研究了申扎地区的沉积层厚度以及S波高速异常特征,探讨了申扎裂谷的延伸情况,分析了浅部矿产分布与断裂的关系,讨论了热泉形成的可能成因,获得以下认识:申扎裂谷处的沉积厚度约1000 m;在剖面0~30 km范围下方1000 m以下有成矿潜力;热泉的存在印证了高温岩体的存在,为热液成矿提供了证据。

瞬态面波测试技术在岩土工程评价中的应用分析

文中通过案例分析法,分析了瞬态面波测试技术在岩土工程评价中的应用效果。以泉州市某项目为例,依据瞬态面波测试技术原理,设计该测试技术在勘探中的应用流程,评价应用效果。试验结果表明,该技术应用效果良好,依据探测点面波频谱曲线可准确评价岩土工程的地质条件。

多道瞬态面波法与微动法联合推断岩溶塌陷区覆盖层的结构和厚度分布

为了大尺度范围内获取岩溶塌陷典型调查区覆盖层的结构和厚度分布,采用多道瞬态面波法与微动法,对柳州市柳城县东泉公社幅岩溶塌陷重点调查区进行了野外观测,根据微动法提取的特征频率与地层厚度的关系,结合已知钻孔资料,得出覆盖层厚度与特征频率的函数关系,获取了覆盖层的厚度分布,根据面波的频散特性,得出覆盖层的横波速度分布,获取了覆盖层的结构分布,结合得出的覆盖层结构和厚度分布,推断出测区内发育4条断层或溶沟等局部构造。研究表明,利用微动法提取的特征频率和面波的频散特性,可以有效地推断出塌陷区覆盖层的结构和厚度分布。

多通道大功率电法勘探仪集成试验

采用自主研发的多通道大功率电法勘探仪进行了深部矿勘探测试.首先在河北省张家口市张北县进行了仪器整体的调试和波形测试等试验,试验结果表明,在大偏移距情况下,尽管存在50 Hz电磁干扰,也能获得与发射波形相关的波形曲线,验证了仪器系统的正确性和稳定性.然后在内蒙古曹四夭钼矿区采集了4.8km的剖面数据,并进行了相应的数据处理工作.对所采集的数据进行了大地脉冲响应计算、峰值时刻提取和视电阻率计算,以及电阻率二维反演工作,反演的的电阻率断面结构与已知地质资料相吻合,验证了数据流程和处理方法的正确性.此次多通道大功率电法勘探仪的成功集成,为进一步大规模比对试验和装备整装勘探打下了基础.

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(Multichannel 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.

多道瞬态面波勘探频散曲线唯一性问题

针对多道瞬态面波勘探在频率-波数域提取频散曲线会出现多解性这一现象进行了研究,并利用3种不同的激震方式在多处进行了对比试验,给出了不同激震方式在频率-波数域提取频散曲线唯一性的深度范围,认为频散曲线的唯一性是进行正确地质解释的依据。

多道瞬态瑞利波法场地数据采集参数实验

为了使多道瞬态瑞利波法在工程中得到更广泛的应用,提高多道瞬态瑞利波法所采集数据的质量,增加数据质量的可靠性,通过场地实验的方法,对多道瞬态瑞利波法场地数据采集中的记录道数、道间距、偏移距等参数以及不同震源对测试结果的影响进行了研究。通过对实验数据的处理、分析和对比,总结出了适合工程应用的多道瞬态瑞利波法场地数据采集参数设置。

基于瑞雷波法的成都盆地场地剪切波速结构确定

在2008年的汶川地震中获得了大量的有价值数据和资料,使得成都盆地成为了研究的热点。为了能够获得成都盆地场地剪切波速结构,为成都盆地及汶川地震的进一步研究提供基本数据支持,本文利用多道面波分析方法在成都盆地(E:103°～105°,N:30°～32°)布置了40个面波测点进行场地剪切波速结构和覆盖层厚度的调查,测点间距约20 km。获得了成都盆地场地等效剪切波速(VS20)和场地覆盖层厚度分布。结果显示,成都盆地的等效剪切波速呈现出明显的条带状分布,与盆地的地质构造形态相似;盆地中央等效剪切波速主要介于235～330 m/s之间。而在西北侧盆地边缘,等效剪切波速增大;等效剪切波速主要介于330～440 m/s之间。覆盖层厚度也有同样的趋势;盆地中央较厚,覆盖层厚度在8～32 m;在西北侧盆地边缘较薄,覆盖层厚度在7～12 m之间。

基于瑞雷波法的都江堰市区场地剪切波速结构

场地剪切波速是建筑抗震设计中不可缺少的基础资料。因此,本文通过多道面波法对都江堰市区进行了剪切波速调查,为都江堰市区的建筑抗震设计及汶川地震的进一步研究提供基本数据。文中利用多道面波分析方法在都江堰市区(E:103°35’～103°41’,N:30°57’～31°02’)布置了35个面波测点进行场地剪切波速结构和覆盖层厚度的调查,测点间距约2 km。获得了都江堰市区场地等效剪切波速(VS20)和场地覆盖层厚度分布。结果显示,都江堰市区的等效剪切波速介于267m/s与389 m/s之间;覆盖层厚度在6～20 m之间。另外,本文利用欧美规范的方法计算了都江堰市区的5 m至20 m的平均剪切波速(TAV),通过对比各个深度的平均剪切波速发现,各个深度的平均剪切波速和VS20具有较高的线性相关性。利用这一特征,本文建立了都江堰市区利用不同深度的平均剪切波速估计VS20的经验公式(VS20=(a±Δa)+(b±Δb).VSz+σ)。利用这一经验关系式可以在都江堰市区钻孔深度或其它测试深度达不到20 m的情况下估计VS20。

多道瞬态瑞雷波和探地雷达技术综合评价柔性复合地基加固质量

以夯扩挤密桩柔性复合地基为例,应用多道瞬态瑞雷波和探地雷达技术的优势互补,辅以少量载荷试验方法综合评价柔性复合地基加固效果及均匀性的可行性,并与传统的检测方法进行综合对比。研究结果表明,以2种技术并辅以少量载荷试验方法可以快速有效地半定量-定量评价柔性复合地基加固效果及其均匀性,反映地基加固效果变化的连续性和加固范围,在许多方面比传统的检测方法更加快速、经济、有效、客观。

多道瞬态瑞雷波技术在公路采空塌陷区探测中应用

地下采空塌陷区岩体结构具有明显的结构不连续、松散、断裂、空洞等异常结构特征,本文在分析公路采空塌陷区地球物理场特征的基础上,详细讨论了应用多道瞬态瑞雷波技术探测采空塌陷区的可行性以及相关技术,深入分析基于瑞雷波波场特征、频谱结构、能量衰减、频散特征、相速度以及多阶模等特征探测和评价地层结构的均匀性、地下空洞及异常结构体等地下障碍物的存在及其空间分布的解释标志.滚动式多道瑞雷波探测技术可以有效地探测地下采空区、软弱结构体等异常结构体的赋存状态及空间分布.

预测摩擦桩极限承载力的新方法

在桩极限端阻力、极限侧阻力与标准贯入击数的统计模型以及剪切波速度与标准贯入击数统计模型的基础上,建立了常见土质条件下桩极限侧阻力、极限端阻力与剪切波速度的相关模型。应用瞬态面波测试技术可快速地获取地下不同深度的剪切波速度值,从而提出了应用瞬态面波预测摩擦桩极限承载力的新方法。模型桩试验分析及实际工程应用表明,该方法具有良好的应用前景。

综合物探在滑坡地质灾害勘察中的应用

介绍利用多道瞬态瑞利面波勘探和高密度电阻率法勘探的综合物探方法在滑坡体勘察中的应用效果。