近垂直反射正演模拟及其地下工程应用

doi:10.11720/wtyht.2020.1314

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近垂直反射法是一种以垂直反射法为基础的地震探勘技术,不需要足够大的偏移距,适用于隧洞、巷道等空间较狭小的地下工程,能够对中大型地质构造(例如断层、溶蚀带等)进行定位与追踪。首先结合实际工程情况,对隧洞与断层模型进行建模,赋予与实际工程相符的模型参数,开展正演模拟研究,得到断层理论探测结果。然后利用正演模拟地震排列参数,在实际工程中开展了3次近垂直反射法探测工作,并结合正演模拟结果进行了对比与分析。最后经隧洞实际开挖验证,证明了近垂直反射法在断层探测中的有效性。

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关键词 ：近垂直反射, 正演模拟, 地震勘探, 地下工程, 断层探测

Abstract：

The approximate vertical reflection method is a seismic exploration technique with a minimum offset,which does not need a sufficiently large offset and is suitable for tunnel,roadway and other underground projects with narrow space.It can be used to locate and track medium and large geological structures such as faults and corrosion zones.Firstly,combined with the actual engineering situation,the tunnel and fault model are modeled,and the model parameters which are in accordance with the actual engineering are given.The forward simulation research is carried out,and the theoretical detection results of the fault are obtained.Then,approximate vertical reflection method detection is carried out three times in practical engineering by using forward simulation of seismic array parameters,and the results of forward simulation are compared and analyzed.Finally,the validity of approximate vertical reflection method in fault detection is proved by the actual excavation of tunnel.

Key words： approximate vertical reflection method forward simulation seismic exploration underground engineering fault detection

收稿日期: 2019-06-10 出版日期: 2020-06-24

P631.4

基金资助:长江设计院自主创新项目(CX2019Z40);中国工程科技发展战略湖北研究院咨询研究项目“城市管廊智慧管控及地面塌陷预警关键技术研究”

作者简介: 徐磊(1989-),男,工程师,硕士研究生,主要从事工程地球物理勘探与检测研究工作。Email: xulei3@cjwsjy.com.cn

引用本文:

徐磊, 汪思源, 张建清, 李文忠, 李鹏. 近垂直反射正演模拟及其地下工程应用[J]. 物探与化探, 2020, 44(3): 635-642.
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链接本文:

https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2020.1314 或 https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2020/V44/I3/635

Fig.1 垂直反射法原理示意

Table 1 典型岩石波阻抗参数

Fig.2 交错网格差分示意

Fig.3 PML吸收边界示意

Fig.4 主频400 Hz雷克子波示意

Fig.5 主频400 Hz雷克子波振幅谱示意

Fig.6 2#斜井工程地质图

Fig.7 正演模型示意

Fig.8 第1次正演模拟成果

Fig.9 第2次正演模拟成果

Fig.10 第3次正演模拟成果

Fig.11 近垂直反射法工作布置示意

Fig.12 现场工作照片

Fig.13 第1次探测成果

Fig.14 第2次探测成果

Fig.15 第3次探测成果

Fig.16 3次探测成果综合分析

Fig.17 右侧边墙围岩照片

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