負視速度隧道超前地質(zhì)預(yù)報正反演.pdf

1、隨著社會的發(fā)展和科技的進步，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)危險因素比較多，如果冒然開挖，必將出現(xiàn)各種地質(zhì)險情，如坍塌、突泥突水等，隧道施工進度會受到很大的影響，甚至造成人員的傷亡和經(jīng)濟的損失。因此，研究隧道超前地質(zhì)預(yù)報勢在必行，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、比較詳細地闡述了隧道超前地質(zhì)預(yù)報的發(fā)展?fàn)顩r，通過對比說明隧道地震法超前預(yù)報的優(yōu)點。地震波反射波法有TSP、負視速度法等，其中負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。隧道超前負視速度法就是通過在隧道壁布置炮點和檢波點，炮點和檢波點在一條直線上，并且垂直于隧道掌子面，這樣得到的反射波時距曲線和直達波時距曲線的交點即是掌子面的位置。
　　論文通過波動方程有限差分正演，對掌子面前方存在各種界面時地震波場進行數(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，為負視速度法的解釋提供了合理依據(jù)。在正演計算中，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式擬合、連分式插值、一元三點插值

4、處理時距曲線，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波和反射波的時距曲線的特點。對于正演的得到地震記錄，傳統(tǒng)方式是通過順勢延伸時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距曲線，對比兩種方式，插值擬合的誤差很小，并總結(jié)了負視速度法時距曲線規(guī)律。對于多層界面，還要對時距曲線進行校正，采用能量守恒的方式來求出