基于慢度矢量与偏振矢量的采动裂隙岩体各向异性研究

采动裂隙诱发地层各向异性对矿山灾害防治及环境保护至关重要。以各向异性介质中地震波传播扰动理论为基础,采用纵波可控震源激震及Walkaround VSP采集技术,利用"五点三项式求导法"及"协方差矩阵特征向量法",分别提取直达qP波在单组采动裂隙岩体中传播的慢度矢量和偏振矢量,预测单组采动裂隙走向及地层各向异性程度。结果表明,预测的采动裂隙走向与区域地质、构造应力场、矿山开采条件较为吻合;采动裂隙走向在地层中会发生转向,分析认为是岩性、强度及刚度差异导致地层移动破坏不同步引起的。采动裂隙岩体各向异性程度与覆岩"三带"特征相关性强,由浅至深呈现出由小增大再变小的趋势,弯曲下沉带及底板下未受开采影响地层的各向异性程度均小于1%,裂隙带小于2%,垮落带2%~4.5%,为覆岩"三带"定量评判提供了新指标。