DOI:10.3969/j.issn.1001-2206.2024.06.007
摘" " 要:管道定向鉆穿越工程需提前查明巖溶裂隙地層發(fā)育狀況,為穿越工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)??缈讖椥圆▽游龀上窈碗姶挪▽游龀上穹椒ㄔ趲r溶裂隙調(diào)查中具有明顯優(yōu)勢(shì),但存在單一反演多解性和局限性的問(wèn)題。提出了一種新的彈性波CT和電磁波CT聯(lián)合反演方法,實(shí)施過(guò)程簡(jiǎn)單,反演收斂穩(wěn)定,克服了單一反演多解性和局限性的問(wèn)題。該方法的技術(shù)路徑是將電磁波觀測(cè)場(chǎng)強(qiáng)數(shù)據(jù)等效轉(zhuǎn)換為彈性波旅行時(shí),然后同彈性波數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合迭代反演。數(shù)值模擬分析表明,能夠?qū)χ睆綖榭拙?/10的溶洞實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確成像,比單獨(dú)反演精度更高。實(shí)際應(yīng)用中,對(duì)16對(duì)彈性波數(shù)據(jù)和13對(duì)孔電磁波數(shù)據(jù)實(shí)施了三維聯(lián)合CT反演,對(duì)巖溶裂隙發(fā)育的空間展布進(jìn)行了精細(xì)刻畫,取得了較好的效果。
關(guān)鍵詞:管道穿越;巖溶探測(cè);電磁波CT;彈性波CT;聯(lián)合反演
Abstract:Early identification of the development status of karst fissures is necessary for the pipeline crossing project, providing a reference for the design of crossing engineering. Though cross-hole elastic wave tomography and electromagnetic wave tomography methods have obvious advantages in investigating karst fissures, they are limited by the simplification and multiple solutions of the single inversion. This article proposes a new joint inversion method involving elastic wave CT and electromagnetic wave CT, which overcomes the above problems with an easy operation process and stable convergence.The technical path of this method includes equivalently converting electromagnetic wave observation field strength data into elastic wave travel time and performing joint iterative inversion with elastic wave data. Numerical simulations prove its ability to more accurately image karst caves having a diameter of only one-tenth of the hole spacing than single inversion. In practical applications, the three-dimensional joint CT inversion is conducted based on 16 pairs of elastic wave data and 13 pairs of hole electromagnetic wave data, accurately depicting the space distribution of karst fissures development.
Keywords:pipeline crossing; karst detection; electromagnetic wave CT; elastic wave CT; joint inversion
定向鉆穿越施工一旦遇到巖溶裂隙地層,會(huì)有大量泥漿漏失,致使施工過(guò)程出現(xiàn)鉆具卡鉆、鉆桿斷裂、回拖卡管、管道變形等極端風(fēng)險(xiǎn)。為保障巖溶裂隙地層穿越施工的安全性,提高穿越工程的成功率,盡量規(guī)避管道穿越施工的風(fēng)險(xiǎn),保證管道穿越一次性成功回拖,查明溶洞裂隙發(fā)育的大小、形狀、位置及充填屬性十分重要。
當(dāng)前用于巖溶裂隙探測(cè)的方法主要有鉆探法和物探法。鉆探法只能進(jìn)行點(diǎn)樣勘查,無(wú)法做到快速大面積調(diào)查。物探法包括地面物探和鉆孔物探。地面物探法主要有:直流電法中的高密度電阻率法,電磁法中的瞬變電磁法、探地雷達(dá)法,地震波法中的折射波法、反射波法、面波法等[1-2]。
由于巖溶裂隙不良地質(zhì)體賦存屬性(形態(tài)、位置、充填)非常復(fù)雜,常規(guī)地面物探方法難以取得較好效果,目前主要采用高分辨率跨孔層析成像(Computed Tomography,CT)探測(cè)技術(shù),包括電磁波CT、電阻率CT、彈性波CT等[3-5]。各種方法的層析反演原理基本相同,但利用的物理場(chǎng)信息不同,因此各種跨孔CT方法具有不同特征的異常表征能力。其中,跨孔彈性波CT和跨孔電磁波CT的適用場(chǎng)景更為廣泛且分辨率更高。根據(jù)彈性波反演的速度場(chǎng)和電磁波反演的吸收系數(shù)分布,結(jié)合地質(zhì)資料進(jìn)行綜合分析,可以有效解釋斷裂破碎帶的邊界與產(chǎn)狀、巖土分界面,以及溶洞的邊界、產(chǎn)狀、發(fā)育與分布情況[6-10]。
當(dāng)前,跨孔彈性波CT和跨孔電磁波CT反演方法已比較成熟。當(dāng)采用彈性波CT和電磁波CT聯(lián)合勘探時(shí),主要技術(shù)路徑是采用獨(dú)立反演,但容易出現(xiàn)因結(jié)果矛盾而導(dǎo)致難以解釋的問(wèn)題。對(duì)反演結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合是一種傳統(tǒng)的改進(jìn)方法,能夠在一定程度上提高解釋準(zhǔn)確度。2019年陳湘華等[11]對(duì)于電磁波和彈性波層析成像探測(cè)的聯(lián)合分析方法進(jìn)行了研究。
此外,近年來(lái)有學(xué)者對(duì)跨孔彈性波和跨孔電磁波聯(lián)合CT反演方法開展了研究,試圖改善單一反演方法多解性和局限性的問(wèn)題。20世紀(jì)70年代,Vozoff等[12]首次提出地球物理聯(lián)合反演理論,對(duì)直流電阻率法和大地電磁法展開了聯(lián)合反演工作。Gallardo等[13]首次利用交叉梯度函數(shù)來(lái)構(gòu)建不同物性參數(shù)之間的結(jié)構(gòu)耦合關(guān)系,令交叉梯度函數(shù)為零,來(lái)達(dá)到不同模型空間結(jié)構(gòu)相似性一致的目的。李桐林等[14]進(jìn)行了部分區(qū)域約束下的交叉梯度多重地球物理數(shù)據(jù)聯(lián)合反演研究。張镕哲等[15]開展了大地電磁、重力、磁法和地震初至波走時(shí)的交叉梯度聯(lián)合反演研究。2022年師學(xué)明等[16]開展了跨孔電磁波與地震波CT交叉梯度聯(lián)合反演算法研究與應(yīng)用,取得了一定的成效。
然而,基于交叉梯度理論的聯(lián)合反演仍然存在諸多難題,如收斂速度慢、抗干擾能力不高等問(wèn)題。為此,本文提出一種新的彈性波和電磁波聯(lián)合CT反演方法。其基本思路是將電磁波觀測(cè)場(chǎng)強(qiáng)數(shù)據(jù)等效轉(zhuǎn)換為彈性波旅行時(shí)。在每次迭代反演過(guò)程中,遍歷所有數(shù)據(jù),達(dá)到相互約束,共同修正模型速度參數(shù),實(shí)現(xiàn)聯(lián)合反演的目的。首先,本文詳細(xì)推導(dǎo)了該方法原理基本公式;然后,開展了有效性檢驗(yàn)的數(shù)值模擬分析;最后,在平度輸油管道定向鉆穿越巖溶段的探測(cè)中進(jìn)行了應(yīng)用。
1" " CT成像方法原理
按照波的傳播理論劃分,層析反演分為射線層析和波動(dòng)方程層析,后者又稱為散射層析(全波形反演)。射線層析的理論基礎(chǔ)穩(wěn)定、方法比較簡(jiǎn)單、干擾因素較少、應(yīng)用效果好;盡管信息量比較少,如果采用誤差較小的反演算法,并且能夠充分利用可觀測(cè)空間和介質(zhì)的先驗(yàn)信息,仍能夠獲得理想的效果。波動(dòng)方程層析理論能夠根據(jù)地震波旅行時(shí)、振幅、相位、頻率等因素獲得地層介質(zhì)更多的信息量,提高了分辨率;但是,實(shí)際應(yīng)用中卻存在很多問(wèn)題,比如散射數(shù)據(jù)的提取較為困難,而且不易消除影響波形的干擾因素等,所以應(yīng)用上不如射線層析反演廣泛[17]。
為便于闡述本文提出的聯(lián)合反演方法,下文首先簡(jiǎn)要介紹基于射線理論的彈性波走時(shí)CT成像和電磁波吸收衰減CT成像原理,在此基礎(chǔ)上導(dǎo)出聯(lián)合反演數(shù)據(jù)處理方法流程。
1.1" " "彈性波走時(shí)CT成像原理
彈性波走時(shí)CT成像是根據(jù)接收到的初至旅行時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)反演該剖面的速度分布v(x, y)或慢度s(x, y)=1/v(x, y)。在高頻近似下,彈性波傳播路徑近似為射線,假設(shè)第i條彈性波傳播路徑為L(zhǎng)i,其旅行時(shí)為Ti,如圖1所示,則有如下彈性波路徑和走時(shí)關(guān)系式:
式(1)是一曲線積分,ds為射線弧長(zhǎng)微元,v(x, y)和Li均為未知,Ti為已知。這實(shí)際上是一個(gè)非線性問(wèn)題。在速度場(chǎng)變化不大的情況下,可以把射線路徑近似看作是直線,即Li為直線,實(shí)際上地下地質(zhì)情況是復(fù)雜的,射線路徑也往往是曲線?,F(xiàn)將反演區(qū)域離散化,如圖1所示,假如離散化后的單元數(shù)目為N。第1至第N單元的慢度依次記為s1、s2、…、sN。這樣,第i條射線的旅行時(shí)Ti表示為:
式中:rij是第i條射線穿過(guò)第j個(gè)網(wǎng)格的射線長(zhǎng)度。 當(dāng)有大量射線(如M條射線)穿過(guò)反演區(qū)域時(shí),根據(jù)式(2)就可以得到關(guān)于未知量sj(j =1, 2,…, N)的M個(gè)方程(i =1, 2,…, M),M個(gè)方程組合成一線性方程組,即:
寫成矩陣形式如下:
式中:R=(rij)M×N稱作距離矩陣;T=(Ti)M×1為旅行時(shí)向量,即檢波器接收得到的初至旅行時(shí);S=(si)N×1為慢度列向量。
通過(guò)求解方程組(4)就可以得到離散慢度分布,從而實(shí)現(xiàn)跨孔區(qū)域的速度場(chǎng)反演成像。
1.2" " 電磁波吸收衰減CT成像原理
跨孔電磁波CT由發(fā)射端、接收端和主機(jī)3部分組成。發(fā)射端有效電磁波初始輻射場(chǎng)強(qiáng)為E0,與發(fā)射機(jī)輻射功率、天線周圍介質(zhì)有關(guān);接收端觀測(cè)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為Er,觀測(cè)沿孔軸方向的電場(chǎng)分量,二者關(guān)系如下:
式中:β為介質(zhì)對(duì)電磁波吸收系數(shù),r為收發(fā)點(diǎn)距離,f(θ)為發(fā)射天線方向性因子,θ為發(fā)射天線(激發(fā)孔軸)與電磁波射線路徑的夾角,φ為接收點(diǎn)處天線(接收孔軸)與電場(chǎng)方向的夾角。
跨孔電磁波測(cè)量采用的是半波對(duì)稱偶極天線,因此方向性因子通常按照均勻介質(zhì)中的公式f(θ)=cos(π/2cosθ)/sinθ計(jì)算。一般地,激發(fā)和接收天線相互平行,則有θ和φ互為余角。則式(5)簡(jiǎn)化為:
式中:[f] (θ)=cos(π/2 cosθ)。
為更好與實(shí)際生產(chǎn)接軌,對(duì)式(6)進(jìn)行一定處理,把公式兩端都取10為底的對(duì)數(shù),然后乘以20,則式(6)改為:
將式(7)左端定義為觀測(cè)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)讀數(shù),用Di表示;右端第一項(xiàng)定義為初始場(chǎng)強(qiáng)分貝數(shù),用D0表示。實(shí)際場(chǎng)強(qiáng)大小用測(cè)點(diǎn)電壓來(lái)衡量,因此場(chǎng)強(qiáng)E0和Er計(jì)量單位為V,換算為分貝后,Di和D0計(jì)量單位為dBV,吸收系數(shù)β的單位為dBV/m。如圖1所示,根據(jù)式(7)得到第i條射線場(chǎng)強(qiáng)觀測(cè)值公式為:
式中:ri為第i條射線的長(zhǎng)度。其中,D0是未知的,是影響反演精度的重要參數(shù),在固定頻率測(cè)量過(guò)程中通常是變化不大的,因此可將其視作常數(shù)。實(shí)踐中,可先求出初始場(chǎng)強(qiáng)D0,再進(jìn)行層析反演。
線性擬合法是求取初始場(chǎng)強(qiáng)廣泛應(yīng)用的有效方法之一。在均勻介質(zhì)假設(shè)條件下,式(8)可以寫成變量為射線長(zhǎng)度ri,截距為初始場(chǎng)強(qiáng)D0的線性關(guān)系式:
式中:Mi=Di-20lg[[f](θ) ri-1],A=-20(ln10)-1[β]。利用式(9),選擇無(wú)地下異常體影響且只反映背景值的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合,即可求出初始場(chǎng)強(qiáng)D0,也可獲得背景場(chǎng)吸收系數(shù)[β]。
按圖1所示非均勻介質(zhì)條件離散化,把式(8)重新整理可得:
式中:rij是第i條射線穿過(guò)第j個(gè)網(wǎng)格的長(zhǎng)度,βj(j=1, 2, …,N)是第j個(gè)網(wǎng)格的吸收系數(shù)。
式(10)右端定義為第i條射線場(chǎng)強(qiáng)衰減量,用Ui表示,即:
當(dāng)有大量射線(如M條射線)穿過(guò)反演區(qū)域時(shí),根據(jù)式(11)就可以得到關(guān)于未知量βj(j=1, 2, …,N)的M個(gè)方程(i=1, 2, …,M),M個(gè)方程組合成一線性方程組為:
寫成矩陣形式如下:
式中:R=(rij)M×N稱作距離矩陣;U=(Ui)M×1為衰減量向量,即接收天線測(cè)量校正后得到的場(chǎng)強(qiáng)衰減量;β=(βi)N×1為吸收系數(shù)列向量。
通過(guò)求解方程組(13)就可以得到離散系數(shù)分布,從而實(shí)現(xiàn)跨孔區(qū)域電磁吸收系數(shù)場(chǎng)反演成像。
1.3" " 彈性波和電磁波聯(lián)合CT反演
在傳統(tǒng)彈性波和電磁波獨(dú)立層析成像原理的基礎(chǔ)上,提出了一種聯(lián)合層析成像的算法,具體步驟如下。
在均勻介質(zhì)和高頻近似條件下,式(2)和式(11)可寫為:
式中:[s]為成像區(qū)域的平均慢度,[β]為成像區(qū)域的平均吸收系數(shù)。
由上述兩個(gè)公式可得第i條彈性波射線走時(shí)表達(dá)式,即:
利用式(16)可以將跨孔電磁波的衰減量轉(zhuǎn)換為彈性波走時(shí),轉(zhuǎn)換后再進(jìn)行層析反演,可獲得慢度量綱的場(chǎng)分布。式中的平均吸收系數(shù)[β]可以根據(jù)式(9)線性擬合求得,平均慢度[s]可按下式計(jì)算。
按式(16)將電磁波衰減量進(jìn)行轉(zhuǎn)換后,聯(lián)合彈性波走時(shí)數(shù)據(jù),可進(jìn)行聯(lián)合反演,達(dá)到相互約束,提高成像分辨率的目的,聯(lián)合反演的結(jié)果為慢度量綱。
值得注意的是,在層析成像過(guò)程中距離矩陣R往往為大型無(wú)規(guī)則的稀疏矩陣(R中每行都有N個(gè)元素,而射線只通過(guò)所有N個(gè)像元中一小部分),而且常是病態(tài)的。實(shí)際應(yīng)用中要反復(fù)求解方程組,來(lái)得到重建區(qū)域的慢度場(chǎng),本文采用廣泛使用的聯(lián)合迭代重建技術(shù)(SIRT)進(jìn)行反演,其迭代初始值使用反投影重建技術(shù)(BPT)求取[18]。
2" " 彈性波和電磁波聯(lián)合CT反演數(shù)值模擬
2.1" " 模型參數(shù)
為了驗(yàn)證本文提出的聯(lián)合CT反演方法有效,設(shè)計(jì)了如圖2所示的跨孔數(shù)值模型,模型跨孔距離為30 m,孔深為50 m,模型中含有兩個(gè)直徑均為3 m的圓形異常體,其圓心坐標(biāo)分別為(x1=15 m,z1=15 m)和(x2=15 m,z2=35 m)。淺部為充氣溶洞,深部為充水溶洞,用于檢測(cè)不同方法的探測(cè)分辨能力。模型詳細(xì)物性參數(shù)如表1所示。
2.2" " 波場(chǎng)模擬
在所建模型基礎(chǔ)上,彈性波和電磁波傳播過(guò)程均采用有限差分法模擬,激發(fā)間距和接收間距均為1 m,總激發(fā)點(diǎn)數(shù)51炮,總接收點(diǎn)數(shù)51道。彈性波模擬中,采用主頻800 Hz的雷克子波作為震源子波,采樣間隔0.2 ms,記錄長(zhǎng)度40 ms。電磁波模擬中,采用主頻6 MHz的雷克子波為脈沖源,激發(fā)和接收均為Y方向電場(chǎng)(Ey),采樣間隔0.25 ns,記錄長(zhǎng)度700 ns。
由于模型中的2個(gè)溶洞深度分別為15 m和35 m,因此圖3所示記錄所對(duì)應(yīng)的激發(fā)點(diǎn)深度分別為15 m和35 m,正好與溶洞中心深度相同。
在彈性波記錄中,拾取所有地震道的縱波初至?xí)r間,如圖4所示。對(duì)電磁波記錄進(jìn)行包絡(luò)計(jì)算,取包絡(luò)最大幅值作為觀測(cè)場(chǎng)強(qiáng),所有激發(fā)接收點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小如圖5所示??梢钥闯觯煌涮铑愋偷娜芏磳?duì)彈性波和電磁波的影響是不一樣的,這是CT反演識(shí)別異常的基礎(chǔ)。電磁波模擬中,激發(fā)和接收采用的都是Ey分量,因此在估算初始場(chǎng)強(qiáng)時(shí),取方向性因子f?(θ)=1。然后根據(jù)式(16),將電磁波場(chǎng)強(qiáng)轉(zhuǎn)換為圖6紅線所示的等效初至?xí)r間。
2.3" " 聯(lián)合CT反演
對(duì)彈性波初至?xí)r間和電磁波電場(chǎng)強(qiáng)度分別按走時(shí)層析和相對(duì)衰減層析的反演結(jié)果如圖7(a)和圖7(b)所示。結(jié)果顯示,彈性波的CT分辨率比電磁波分辨率高;彈性波對(duì)充氣溶洞更敏感,而電磁波對(duì)充水溶洞更敏感,這與彈性波場(chǎng)和電磁波場(chǎng)的傳播特性是一致的。此外,盡管空氣的電磁波吸收系數(shù)很小,但由于電磁波在充氣溶洞壁上產(chǎn)生散射,導(dǎo)致透射能量減小,使得電磁波反演結(jié)果顯示充氣溶洞為高吸收系數(shù),這與模型正好相反??梢?,電磁波CT無(wú)法區(qū)分溶洞是充氣還是充水。采用圖7(c)所示聯(lián)合CT反演方法,對(duì)充水和充氣溶洞均得到較好成像,這對(duì)提高巖溶地層探測(cè)分辨率具有重要意義。
3" " 管道穿越巖溶段探測(cè)應(yīng)用
為了查明某輸油管道工程平度市黃同河穿越區(qū)巖溶及裂隙發(fā)育情況,為后期設(shè)計(jì)、施工提供基礎(chǔ)資料,采用了跨孔彈性波CT和跨孔電磁波CT綜合勘探的方法。
根據(jù)鉆孔資料揭示,場(chǎng)地在勘察深度范圍內(nèi)的地層主要為第四系全新統(tǒng)-上更新統(tǒng)陸相沉積砂土及粉質(zhì)黏土,下部為下元古代荊山群(Pt1j),上覆一定厚度的人工填土。包含如下地層類型:①素填土,②粉質(zhì)黏土,③粗砂,④層全風(fēng)化大理巖,⑤層強(qiáng)風(fēng)化大理巖,⑥層中風(fēng)化大理巖,⑦層中風(fēng)化片麻巖。部分鉆孔揭露存在巖溶裂隙發(fā)育情況。
本次探測(cè)在穿越段設(shè)計(jì)了鉆孔8個(gè),根據(jù)孔位實(shí)施了16對(duì)跨孔彈性波CT、13對(duì)跨孔電磁波CT的數(shù)據(jù)采集。鉆孔及CT剖面布設(shè)如圖8所示。
在上述二維數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上,為進(jìn)一步檢驗(yàn)聯(lián)合CT反演策略的有效性,選取ZK1-ZK2剖面進(jìn)行不同方法CT反演對(duì)比,結(jié)果見圖9。
由圖9可知,彈性波和電磁波CT數(shù)據(jù)采集時(shí),均將ZK1作為激發(fā)孔,ZK2作為接收孔。相比圖9(b)所示的電磁波CT結(jié)果,圖9(a)所示的彈性波CT分辨率更高。鉆孔揭露巖溶分布情況與彈性波CT基本吻合,與電磁波CT結(jié)果不完全一致。圖9(c)所示的聯(lián)合CT反演結(jié)果,與鉆孔揭露情況一致性更好。
數(shù)據(jù)處理過(guò)程:首先將彈性波和電磁波分別進(jìn)行獨(dú)立的二維CT反演和聯(lián)合CT反演,然后結(jié)合鉆孔資料檢查反演結(jié)果的正確性。根據(jù)鉆孔資料對(duì)所有鉆孔反演結(jié)果進(jìn)行分析,經(jīng)統(tǒng)計(jì)得到如下認(rèn)識(shí):素填土、粉質(zhì)黏土的縱波波速Vp1000~1 500 m/s,電磁波相對(duì)吸收系數(shù)0.5~0.6 dB/m;全風(fēng)化大理巖縱波波速Vp 2 000~3 000 m/s,電磁波吸收系數(shù)0.3~0.5 dB/m;中風(fēng)化片麻巖、中風(fēng)化硅質(zhì)大理巖、中風(fēng)化大理巖的縱波波速Vp 3 500~5 000 m/s,電磁波吸收系數(shù)0.2~0.4 dB/m;各風(fēng)化層的波速和電磁波吸收系數(shù)存在極為明顯的差異。巖溶裂隙帶的縱波波速,因充填物和充填程度的不同在1 500~2 500 m/s之間,電磁波吸收系數(shù)在0.4~0.6 dB/m之間。
本文提出的聯(lián)合反演策略不僅適用于二維反演,也可用于三維反演中。為了獲得更加全面準(zhǔn)確的巖溶空間分布信息,利用本文提出的聯(lián)合反演方法,對(duì)本應(yīng)用采集獲得的所有跨孔數(shù)據(jù)開展了多孔三維聯(lián)合CT反演。圖10為三維聯(lián)合反演結(jié)果在高程80、85、90、95 m的水平切片圖。
反演結(jié)果揭示巖溶主要在東部ZK1、ZK2、ZK3和ZK4較發(fā)育,并在高程95 m水平形成連通??梢娫O(shè)計(jì)管道線路穿越溶洞發(fā)育區(qū),因此建議此處實(shí)施定向穿越施工前,進(jìn)行局部注漿處理。
4" " 結(jié)論
1)本文提出了一種新的彈性波CT和電磁波CT聯(lián)合反演方法,實(shí)施過(guò)程簡(jiǎn)單,反演收斂穩(wěn)定,克服了單一反演多解性和局限性的問(wèn)題。數(shù)值模擬分析表明,能夠?qū)χ睆綖榭拙?/10的溶洞實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確成像,比單獨(dú)反演精度更高。
2)在平度穿越工程巖溶探測(cè)中,對(duì)16對(duì)彈性波數(shù)據(jù)和13對(duì)孔電磁波數(shù)據(jù)實(shí)施了三維聯(lián)合CT反演,對(duì)巖溶裂隙發(fā)育的空間展布進(jìn)行了精細(xì)刻畫,取得了較好的應(yīng)用效果。
3)基于本文提出的聯(lián)合CT反演策略,今后可以拓展更多類型的CT源數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合反演,有望進(jìn)一步提高探測(cè)精度。
參考文獻(xiàn)
[1]" 張健,馮旭亮,岳想平. 綜合物探方法在隱伏巖溶探測(cè)中的應(yīng)用[J]. 物探與化探,2022,46(6):1 403-1 410.
[2]" 張學(xué)亮,謝濤,周煒,等. 等值反磁通瞬變電磁和微動(dòng)勘探在淺部巖溶探測(cè)中的應(yīng)用[J]. 煤田地質(zhì)與勘探,2023,51(12):157-166.
[3]" 趙武陽(yáng). 跨孔地震波層析成像在巖溶探測(cè)中的應(yīng)用研究[D]. 桂林:桂林理工大學(xué),2021.
[4]" 趙威.電磁波CT幾種常用成像方法應(yīng)用效果對(duì)比[J].工程地球物理學(xué)報(bào),2019,16(5):749-754.
[5]" 李陽(yáng)陽(yáng). 基于測(cè)井約束反演的跨孔電阻率CT在城市巖溶探測(cè)中的應(yīng)用[D]. 濟(jì)南:山東大學(xué),2020.
[6]" 王運(yùn)生,王家映,顧漢明. 彈性波CT關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例[J]. 工程勘察,2005,33(3):66-68.
[7]" 羅術(shù),金俊俊,甄大勇,等. 基于數(shù)值模擬分析的彈性波CT巖溶探測(cè)能力研究與應(yīng)用[J]. 工程地球物理學(xué)報(bào),2023,20(3):330-336.
[8]" 陳春飛,沈曉武,張秉政. 基于電磁波層析成像技術(shù)的巖溶探測(cè)正演模擬及應(yīng)用研究[J]. 工程地球物理學(xué)報(bào),2021,18(1):98-106.
[9]" 朱鑫磊,楊磊,馮光福,等. 地磁波CT和微動(dòng)技術(shù)在盾構(gòu)穿越巖溶地層中的綜合應(yīng)用研究[J]. 工程地球物理學(xué)報(bào),2022,19(5):619-629.
[10] 王薇,鄧小虎,金聰,等. 電磁波CT揭露重大工程巖溶發(fā)育特征——以某地鐵巖溶勘察為例[J]. 科學(xué)技術(shù)與工程,2020,20(34):13977-13982.
[11] 陳湘華,王啟明.基于電磁波和彈性波層析成像探測(cè)的聯(lián)合分析方法[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2019,19(16):304-312.
[12] VOZOFF K,JUPP D L B.Joint inversion of geophysicaldata[J].Geophysical Journal Royal Astronomical Society,1975,42(3):977-991.
[13] GALLARDO L A,MEJU M A. Joint two-dimensional DC resistivity and seismic travel time inversion with cross-gradients constraints[J]. Joural of Geophyssical Research:Solid Earth,2004,109(B3):3311-3315.
[14] 李桐林,張镕哲,樸英哲. 部分區(qū)域約束下的交叉梯度多重地球物理數(shù)據(jù)聯(lián)合反演[J].地球物理學(xué)報(bào),2016,59(8):2979-2988.
[15] 張镕哲,李桐林,鄧海,等.大地電磁、重力、磁法和地震初至波走時(shí)的交叉梯度二維聯(lián)合反演研究[J].地球物理學(xué)報(bào),2019,62(6):2139-2149.
[16] 師學(xué)明,商祥,柳思龍.跨孔電磁波與地震波CT交叉梯度聯(lián)合反演算法研究及應(yīng)用[C]//2022年中國(guó)地球科學(xué)聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集. 北京:中國(guó)地球物理學(xué)會(huì),2022:19-22.
[17] 何云川,黃金強(qiáng). 基于初至波層析的全波形反演[C]//2022年中國(guó)地球科學(xué)聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集. 北京:中國(guó)地球物理學(xué)會(huì),2022:83-86.
[18] 楊艷,秦克偉,張東,等.一種改進(jìn)的近地表層析成像SIRT算法[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版),2009,55(2):201-205.
基金項(xiàng)目:中石化石油工程設(shè)計(jì)有限公司科研課題“巖溶裂隙地段定向鉆勘察及施工技術(shù)應(yīng)用研究”(KY2023)。
作者簡(jiǎn)介:牟曉東(1972—),男,山東濰坊人,高級(jí)工程師,2004年畢業(yè)于中國(guó)海洋大學(xué)環(huán)境工程專業(yè),碩士,現(xiàn)主要從事巖土工程勘察、工程物探、地質(zhì)災(zāi)害勘察與治理,以及巖溶發(fā)育區(qū)定向鉆穿越場(chǎng)地適宜性評(píng)價(jià)。Email:mouxd1972@163.com
收稿日期:2024-08-19