电磁驱动可控震源系统在工程勘察中的应用

在浅层地质工程勘察中，缺乏一种可控、无损、高分辨率的探测工具，一种新型震源电磁驱动式轻便高频可控震源，填补了此项空白。通过调制扫描频率，可控震源具有探测深度大、分辨率高、工作稳定、抗干扰、效率高等优点。实际应用表明，该技术对于采空区、溶洞、隧道探测等浅层工程勘察是可行的，探测效果良好，进而拓宽了可控震源的应用领域。     

夏垫断裂北段浅部构造的高分辨率地震反射勘探研究

夏垫断裂是北京东部的一条活动断裂,研究该断裂的分布、性质、活动状况可以完善和优化城市规划,减小地质灾害的破坏.高分辨率地震反射勘探是调查活动断层的一种重要的地球物理方法,能够得到从深度几十米到几千米的地下构造信息.为探明夏垫断裂北段浅部构造,在北京马坊镇南部布置了一条东西向的高分辨率地震反射勘探测线.采用小道间距,中间激发,可控震源激发的方式,克服了城市地震勘探的不利条件,获得了高信噪比的浅层地震剖面,清晰反映了夏垫断裂在第四系底部基岩附近造成的地层错断,确定了该断裂的位置.地震反射时间剖面揭示,夏垫断裂在测区内是一条高倾角、错断至近第四纪内部的活动断裂.断裂性质为正断层,视倾角较陡,断距由深至浅逐步减小,在地震时间剖商到0.1s上超浅层时,本次地震勘探已经不能分辨断层两侧地层的错动.     

模拟退火法地表一致性剩余静校正在海洋电火花数据中的应用

近年来由于电火花震源技术的不断成熟,在海洋地震勘探中的应用越来越多,尤其是在海洋浅层地质勘探、井场调查等勘探项目中;相对于气枪震源,电火花震源采集时电缆沉放深度较浅,电缆深度受海浪影响起伏较大,同时纵向分辨率较高,地震数据对电缆沉放深度较为敏感,使得地震信号受电缆起伏、海浪等影响同相轴存在无规则抖动现象,这种抖动在叠加剖面上表现为同相轴连续性差,会影响地震资料解释的精度。本次研究分析了电火花地震数据静校正问题产生的原因,介绍了模拟退火法地表一致性剩余静校正的方法原理,并通过理论模型验证了该方法的可靠性,最后在电火花高分辨率浅层地质调查数据进行实际应用,较好地解决了数据中的静校正问题,静校正后电火花地震数据的层位连续性更强,并且真实的地质特征得到有效恢复。     

炸药震源和可控震源在厚砾石层覆盖区中的试验对比研究

随着勘探区地震地质条件的日益复杂,如何解决由于地形高差大、卵砾石层发育、潜水面较深等原因造成的原始数据质量较差的情况,这些常见问题成为地震勘探施工的关键。此外,在地震地质条件复杂地区,由于受成井困难、施工效率低、能量及高频衰减严重等因素的影响,采用常规的炸药震源激发很难取得理想效果。本次研究区通过炸药震源与可控震源的试验对比研究,认为在井炮很难实现的复杂地区,采用可控震源组合激发等一系列切实可行的技术措施,可以取得良好的激发效果,获得高信噪比的原始记录,为后续的地震地质解释工作奠定坚实的基础。本次研究,为同类地区的地震勘探施工提供了参考。     

中国东部复杂障碍区可控震源规模化生产管理措施及效果

我国东部平原区复杂的地表障碍给三维地震勘探的炮检点布设带来较大困难,尤其是炸药震源激发很难达到需要的炮点密度,同时《环境保护法》与《安全生产法》颁布实施后,炸药震源的使用受到极大的限制。为了提高采样密度,最大程度地降低炸药震源勘探中的安全风险,华北物探处首次在东部复杂障碍区开展了可控震源激发的三维地震勘探攻关试验。项目依托低频可控震源、高精度航拍、检波器打眼机等资源设备和技术支撑,通过超前精细谋划、强化质量意识、严格过程控制、创新质量管理,安全、优质、高效地完成了项目运作,实现了我国东部复杂障碍区可控震源激发的规模化生产,为在东部复杂地表区推广可控震源激发奠定了基础。解释成果显示,资料品质稳定性好,能够很好地满足地质需求。     

匹配滤波技术在江汉平原海相大剖面拼接处理中的应用

在江汉平原海相大剖面拼接处理中,不同年代和不同采集方式采集的地震资料的振幅、相位、频率会有很大的差异。为了使江汉平原海相大剖面拼接处理中的可控震源采集和炸药震源采集的重合区域的地震数据具有统一的地震特征,在地震资料处理中采用匹配滤波技术来解决这一问题。通过分析江汉平原探区不同数据的特征,设计了一套合理的流程进行匹配滤波解决该探区大剖面拼接的问题,首先进行极性调查,将负极性进行相位旋转;然后对炸药震源和可控震源道集进行分别叠加,在CDP点重叠部分进行分析判断两种震源是否有相位差;最后用匹配滤波技术来解决不同震源的相位时差,在可控震源和炸药震源两个数据集之间求出一个匹配滤波器,迫使一个数据集的相位和振幅特征与另外的数据集相匹配。江汉平原海相大剖面拼接处理采用匹配滤波处理方法,消除了地震记录子波在振幅、相位、频率上的差异,在不同震源衔接处的振幅、频率和相位都得到了较好的匹配,从而使深层、浅层的反射波数据都能得到较好的拼接,取得了较好的处理效果。     

小型可控震源在胜利油田东部复杂地区的应用

随着胜利油田东部探区勘探程度的深入,对浅层资料、安全施工以及问题的要求越来越高。然而,东部复杂地区地表障碍物众多,仅采用炸药震源激发,不仅会造成浅层资料缺口,还会引起施工安全与工农问题。文章针对胜利油田东部复杂区域地表特点,选取合适的小型可控震源因素施工,能够解决上述问题。SHC地区的采集资料显示,应用效果较好,说明了将小型可控震源与炸药震源配合使用,能够弥补因炸药无法激发而引起的浅层资料缺口,完成浅层地质任务,并确保施工安全,且无工农问题。     

基于GPU并行加速的VSP数据逆时偏移

基于VSP观测系统,利用VSP数据高分辨率、高信噪比的优势,采用叠前深度逆时偏移方法对VSP数据进行成像,并与地面地震叠前深度逆时偏移的成像效果比较,分析各自的成像优势及特点;在偏移处理过程中采用GPU并行加速,与传统CPU算法相对比.模型测试结果表明:VSP数据逆时偏移对地下深部地层及井旁微幅构造具有比地面地震逆时偏移更好的成像效果,而在浅层部分因接收不到浅层反射信息而不如地面地震成像清晰;在计算效率方面,GPU算法较原CPU算法提高70倍以上.该研究对深层复杂构造勘探具有一定的指导作用.     

抗干扰高分辨率浅层地震技术在工程评价中的应用——以沪杭磁悬浮交通线路(浙江段)工程场地地震安全性评价项目为例

沪杭磁悬浮交通线路工程场地地震安评近场工作属于线状并且是长线工程项目,该长线工程场地经过多条复杂活动断层。活动断层的探测是工程场地地震安全性评价近场工作中的重要工作。本文结合抗干扰高分辨率浅层地震技术在沪杭磁悬浮交通线路工程场地地震安评近场工作中的应用,通过对该长线工程沿线的城市干扰源及干扰源特征分析,总结一套应用于长线工程场地的野外数据采集及数据处理的方法。最后以沪杭磁悬浮沿线塘栖—越东断层探测为实例,进一步证实了抗干扰高分辨率浅层地震技术在长线状工程场地地震安评近场工作中的应用效果,从而为长线工程场地地震安坪、高速铁路等重大长线工程断裂活动性的探测提供方法和依据。     

分数Fourier变换在可控震源信号处理中的应用

可控震源浅层地震勘探中,参考信号与接收信号都会受到环境噪声的污染。为了提高信号的信噪比,笔者采用一种新的时频分析工具———分数Fourier变换来对参考信号进行噪声的压制,它利用了可控震源信号———Chirp信号在某个分数阶Fourier变换上具有很好的能量集聚的特征,即表现为一个冲击函数,而噪声的能量均匀分布在整个时域平面内,在任何的分数阶Fourier域上均不会出现能量集聚。利用这一特征,可以分离出参考信号中的噪声,使时间延迟剖面的信噪比得到提高,改善了剖面质量。     

子波一致性校正方法在海洋地震资料处理中的应用

在地表条件复杂多变地区的地震勘探中,野外地震资料采集通常采用多种震源联合施工方式,造成不同震源激发的原始单炮资料品质差异较大。为了消除这种差异,常规处理多采用频率匹配、振幅匹配和调整反褶积参数来调整不同震源单炮资料的频率和相位关系,但这种方式效率较低,甚至影响叠前处理效果。本文采用子波一致性校正方法,以振幅一致性校正为基础,通过选取信噪比较高、同一位置不同震源激发地震道,根据其中之一数据设计匹配滤波算子,将之应用到另外一个数据。本文将该方法应用到海洋地震数据中,可以解决不同震源海洋地震资料品质差异大的问题。     

爆破地震波幅值随地形变化的实验研究

通过靶场实验 ,探讨了不同地形条件下爆破地震波幅值的传播特性 ;研究了隔震沟尺寸、深度、位置等因素对隔震效果的影响 ;观测了不同隔震沟尺寸条件下爆破地震波的幅值 .实验得出 ,隔震沟的隔震作用与爆源位置、爆源距离、爆源能量和隔震沟本身的尺寸有关 .爆源距离越远、能量越小以及隔震沟位置越低、尺寸越大 ,则隔震效果越明显     

隔震技术及其在核电站中的应用

本文介绍了抗震设计的发展及隔震技术的特点与应用.通过结合隔震技术在核电站中的应用,进一步强调了它的重要性,探讨了该技术的发展趋势.     

Seismological method for prediction of areal rockbursts in deep mine with seismic source mechanism and unstable failure theory

The research on the rock burst prediction was made on the basis of seismology, rock mechanics and the data from Dongguashan Copper Mine (DCM), the deepest metal mine in China. The seismic responses to mining in DCM were investigated through the analyses of the spatio-temporal distribution of hypocenters, apparent stress and displacement of seismic events, and the process of the generation of hazardous seismicity in DCM was studied in the framework of the theory of asperity in the seismic source mechanism. A method of locating areas with hazardous seismicity and a conceptual model of hazardous seismic nucleation in DCM were proposed. A criterion of rockburst prediction was analyzed theoretically in the framework of unstable failure theories, and consequently, the rate of change in the ratio of the seismic stiffness of rock in a seismic nucleation area to that in surrounding area, dS/dt, is defined as an index of the rockburst prediction. The possibility of a rockburst will increase if dS/dt>0, and the possibility of rock burst will decrease if dS/dt<0. The correctness of these methods is demonstrated by analyses of rock failure cases in DCM.     

Pushover analysis of underground structures: Method and application

Pushover analysis is common because of its conceptual simplicity and computational attractiveness in computing seismic demand. Considering that traditional pushover analysis is restricted in underground structures due to the stark differences in the seismic response characteristics of surface structures, this paper proposes a pushover analysis method for underground structures and its application in seismic damage assessment. First, three types of force distribution are presented based on ground response analysis. Next, the target displacements and analysis models are established according to force-based and performance-based design. Then, the pushover analysis procedure for underground structures is described. Next, the applicability of pushover analysis to underground structures is verified by comparing the responses of a Chongwenmen subway station determined by the proposed procedure and by nonlinear response history analysis. In addition, two other points are made: that the inverted triangular distribution of effective earthquake acceleration is more practical than the other two distributions, and that performance-based design is more effective than force-based design. Finally, a cyclic reversal loading pattern based on one cycle of reversal loads as an earthquake event is presented and applied to the seismic damage assessment of underground structures. The results show that the proposed pushover analysis can be effectively applied to the seismic design and damage assessment of underground structures.     

隔震结构设计及应用分析

介绍了夹层橡胶隔震垫的特性,另外就一隔震结构设计,详细叙述了其隔震布置的确定、隔震模型的建立及荷载分析与简化,进而进行了隔震设计与计算;根据《建筑抗震设计规范》,对该结构进行了中震水平下的动力时程分析,与传统抗震结构做了全面的比较,结果表明:在地震区,隔震结构与传统抗震结构相比,具有很大的优越性。     

三分量地震映像技术在浅层裂隙调查中的应用

地震映像法在工程地质调查中应用广泛,三分量地震勘探技术能够获得丰富的地学信息。本文采用纵波激发,三分量检波器接收的三分量地震映像技术对某测区进行浅层裂隙调查试验。通过对三分量数据进行处理和解释,成果剖面特别是X分量上裂隙反映明显。裂隙的响应特征表现为同相轴的扭曲和错断。X分量的加入,弥补了Z分量对于某些方向裂隙的不敏感,增加了解释的可靠性。调查结果表明该方法用于浅层裂隙调查行之有效。     

大跨桥梁结构的长周期地震响应分析

以某大跨度斜拉桥为工程背景,采用ANSYS程序建立桥梁结构的三维有限元模型,选用两条典型的长周期地震波,对大跨桥梁结构进行地震反应分析,比较长周期地震波和普通地震波作用下桥梁结构反应的差异,探讨大跨桥梁结构的长周期行波效应问题。     

高密度水域地震映像在海上造船厂勘察中的应用

介绍了水域高密度地震映像勘查方法,论述了该方法中震源技术、GPS定位及测量技术、数据采集技术和资料处理技术不同于常规浅层地震反射波法的特点。通过对造船厂的海上地震勘察,并结合地质钻孔资料对地震映像时间剖面进行了综合处理、分析和解释,作出了地震波探测解释剖面图、覆盖层厚度分布等值线图和基岩埋深等值线图,查明了该区水下地形的起伏和变化情况,覆盖层的分层、深度和分布情况以及基岩面的埋深、起伏与构造情况,为整个工程的设计和施工提供了科学依据。结果表明,地震映像资料解释结果与海上钻孔资料基本一致,地震映像法是一种用于海上探测行之有效的方法,在近海工程物探领域具有广阔的应用前景。     

建筑结构隔震现状的探讨

隔震是地震发生时避免建筑物破坏倒塌的措施之一，隔震可分为地基隔震，基础隔震和上部结构隔震三种类型，而基础隔震是比较有前景的发展方向。