井間地震CT技術(shù)及其在鐵路巖溶勘察中的應(yīng)用.pdf

1、在鐵路巖溶地質(zhì)勘察中,傳統(tǒng)的鉆探和常規(guī)的地球物理方法提供的地下巖溶信息往往是不全面的。在井孔間開展地震勘探,利用射線理論進(jìn)行層析成像,可以獲得清晰的波速圖像,通過(guò)地質(zhì)解釋來(lái)判定巖溶的分布和發(fā)育程度,滿足新建高速鐵路的精細(xì)化巖溶勘察設(shè)計(jì)要求。
　　論文首先回顧了國(guó)內(nèi)外井間地震的發(fā)展歷史,介紹了射線追蹤方法和層析反演方法的研究現(xiàn)狀。然后基于射線理論中的費(fèi)馬原理和Snell定律,分析了線性插值射線追蹤方法中向前處理和向后處理的過(guò)程和算法

2、原理。推導(dǎo)了網(wǎng)格單元體內(nèi)的最小旅行時(shí)和射線路徑與單元邊界交點(diǎn)的公式。
　　通過(guò)層狀均勻地質(zhì)模型中的射線走時(shí),建立了形如B=AX的線性反演方程,將反演問(wèn)題歸結(jié)為求取大型稀疏矩陣方程的解。選用了聯(lián)合迭代重建技術(shù)對(duì)反演方程求解,闡述了該方法的算法原理和流程。
　　本文將巖溶在地下介質(zhì)空間的存在模擬為彈性波速在正常背景中的異常體,建立了不同的異常體模型,利用線性插值射線追蹤方法對(duì)模型求取射線走時(shí),然后應(yīng)用聯(lián)合迭代重建算法進(jìn)行反演,計(jì)

3、算出模型離散單元的慢度值,生成波速分布圖像,定性分析了地震層析成像在井間巖溶勘察中的可行性。
　　依托鐵路巖溶勘察項(xiàng)目,開展了井間地震CT與綜合測(cè)井的物理試驗(yàn),驗(yàn)證了地震CT成像結(jié)果與聲波、電阻率測(cè)試結(jié)果具有很好的一致性,證實(shí)了地震CT成像結(jié)果的可靠性和精確性。通過(guò)井間地震CT在長(zhǎng)昆鐵路巖溶勘察中廣泛應(yīng)用,提出了巖溶勘察的物探解釋原則。總結(jié)了井間地震CT從野外數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)處理各環(huán)節(jié)中影響質(zhì)量的關(guān)鍵因素。井間地震CT技術(shù)在今后的巖