負(fù)視速度隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)正反演.pdf

1、隨著社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步，工程質(zhì)量的要求越來越高，鐵路、公路需要在隧道中修建，那么隧道的挖掘就成為重要的環(huán)節(jié)。但是由于掌子面前方地質(zhì)狀況不清楚，潛在的地質(zhì)危險(xiǎn)因素比較多，如果冒然開挖，必將出現(xiàn)各種地質(zhì)險(xiǎn)情，如坍塌、突泥突水等，隧道施工進(jìn)度會受到很大的影響，甚至造成人員的傷亡和經(jīng)濟(jì)的損失。因此，研究隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)勢在必行，很多專家和學(xué)者都在努力的研究，希望能盡可能的了解掌子面前方的地質(zhì)情況，為更安全的隧道施工提供依據(jù)。
　　論文

2、比較詳細(xì)地闡述了隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的發(fā)展?fàn)顩r，通過對比說明隧道地震法超前預(yù)報(bào)的優(yōu)點(diǎn)。地震波反射波法有TSP、負(fù)視速度法等，其中負(fù)視速度法的資料處理簡單快捷，甚至在現(xiàn)場就可以得到預(yù)測結(jié)果。隧道超前負(fù)視速度法就是通過在隧道壁布置炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)，炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)在一條直線上，并且垂直于隧道掌子面，這樣得到的反射波時(shí)距曲線和直達(dá)波時(shí)距曲線的交點(diǎn)即是掌子面的位置。
　　論文通過波動(dòng)方程有限差分正演，對掌子面前方存在各種界面時(shí)地震波場進(jìn)行數(shù)值模擬，并

3、在垂直和水平方向布置檢波器取得地震記錄。通過波場快照和地震記錄研究了隧道壁激發(fā)條件下各界面反射波的特征，為負(fù)視速度法的解釋提供了合理依據(jù)。在正演計(jì)算中，采用分區(qū)衰減法來處理隧道自由邊界，使隧道內(nèi)波場值衰減為零，有效地降低了隧道的影響；用完全匹配層（PML）來處理人工邊界，消除了邊界造成的干擾。
　　對于小傾角界面（<60°）的負(fù)視速度法的常規(guī)順勢延伸法，存在誤差大的問題，論文通過理論模型分析建立多項(xiàng)式擬合、連分式插值、一元三點(diǎn)插值

4、處理時(shí)距曲線，能夠有效的降低誤差到1％-5.5%，提高了解釋的準(zhǔn)確性。文中設(shè)置了五個(gè)模型來研究掌子面前方地震波場的特征和地震記錄中直達(dá)波和反射波的時(shí)距曲線的特點(diǎn)。對于正演的得到地震記錄，傳統(tǒng)方式是通過順勢延伸時(shí)距曲線來確定界面位置，這樣得到誤差隨著界面傾角變小越來越大，本文提出采用插值擬合的方式來處理時(shí)距曲線，對比兩種方式，插值擬合的誤差很小，并總結(jié)了負(fù)視速度法時(shí)距曲線規(guī)律。對于多層界面，還要對時(shí)距曲線進(jìn)行校正，采用能量守恒的方式來求出