隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,在鐵路公路交通、水利水電、能源礦山、市政工程以及其它領(lǐng)域需要修建大量隧道。隧道施工中經(jīng)常遇到多種復(fù)雜地質(zhì)條件和不良地質(zhì)地段,涌水、巖爆、瓦斯突出、塌方等嚴(yán)重隧道地質(zhì)災(zāi)害時(shí)有發(fā)生,輕則影響施工進(jìn)度,重則引發(fā)重大工程事故,有時(shí)甚至?xí)斐删薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。因此,超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是隧道施工中必不可少的環(huán)節(jié)。采用隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)能夠提前探明隧道掌子面前方存在不良地質(zhì)體構(gòu)造、位置,對(duì)于保證施工安全、災(zāi)害預(yù)防與控制極為重要。隧道超前預(yù)報(bào)技術(shù)興起于20世紀(jì)70年代,其中隧道地震超前預(yù)報(bào)(Tunnel Seismic Prediction,TSP)能夠利用地震反射波勘探方法獲取前方不良地質(zhì)體的巖性、位置和規(guī)模等信息,具有探測(cè)精度較高、探測(cè)距離相對(duì)較遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)而備受工程界青睞。但是隧道復(fù)雜的圍巖地質(zhì)情況使得地震波場(chǎng)異常復(fù)雜,目前隧道地震波超前探測(cè)技術(shù)在工程應(yīng)用中仍存在一些亟待解決的問(wèn)題:(1)當(dāng)前TSP技術(shù)探測(cè)距離為100～200 m,具體情況與地質(zhì)條件和環(huán)境噪聲干擾等有關(guān),當(dāng)前工程界需要更遠(yuǎn)距離的探測(cè)技術(shù),進(jìn)而提高工作效率;(2)TSP探測(cè)中,采集系統(tǒng)除了收到掌子面前方的反射信...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖2.2變頻地震波方向特性圖

第2章針對(duì)隧道前方目標(biāo)的定向地震波超前探測(cè)理論及方法式中，為相鄰震源間的延時(shí)。由式(2.11)可知，第j道信號(hào)的能量在某個(gè)方向上得到了增強(qiáng)。根據(jù)式(2.11)，可以得到定向后的所有道信號(hào)，從而獲得一個(gè)方向能量增強(qiáng)的定向地震波記錄。2.2.2均勻介質(zhì)條件的變頻定向地....

圖2.3地震波傳播0.7s的水平分層速度模型及波場(chǎng)快照(a)水平地層結(jié)構(gòu)速度模型(b)單震源波場(chǎng)快照(c)9元陣列的波場(chǎng)快照(τ=0ms)(d)9元陣列的τ=1.08ms的快照(e)9元陣列τ=2.16ms的快照(f)9元陣列τ=3.24ms的快照

第2章針對(duì)隧道前方目標(biāo)的定向地震波超前探測(cè)理論及方法2.2.3水平層狀地下介質(zhì)結(jié)構(gòu)中的定向地震波方向特性水平層狀結(jié)構(gòu)是相對(duì)簡(jiǎn)單的地質(zhì)模型，它與隧道環(huán)境中的直立斷層地質(zhì)結(jié)構(gòu)十分相似。在此，我們首先研究水平層狀結(jié)構(gòu)中的定向地震波，為后續(xù)隧道環(huán)境中定向地震波的研究做準(zhǔn)備工作。

圖 2.4 多目標(biāo)地質(zhì)結(jié)構(gòu)中的定向地震波方向特性(a) 多目標(biāo)速度模型 (b) 單震源主波束方向能量圖(c) 9 元陣列τ = 0 ms 波束方向能量圖 (d) 9 元陣列τ = 1ms 波束方向能量圖(e) 低速目標(biāo)方向能量對(duì)比 (f) 高速目標(biāo)方向能量對(duì)比

圖2.4多目標(biāo)地質(zhì)結(jié)構(gòu)中的定向地震波方向特性(a)多目標(biāo)速度模型(b)單震源主波束方向能量圖元陣列τ=0ms波束方向能量圖(d)9元陣列τ=1ms波束方向(e)低速目標(biāo)方向能量對(duì)比(f)高速目標(biāo)方向能量對(duì)比一部分，我們會(huì)定量分析多目標(biāo)地質(zhì)結(jié)構(gòu)中....

圖2.5起伏界面中定向地震波方向特性

可以清晰地看到第一層(RI)和第二層(RII)的反射信號(hào)，還有高速目標(biāo)(T)的反射信號(hào)。圖2.5(c)為添加強(qiáng)隨機(jī)噪聲的單震源的單炮記錄，我們從中只能觀測(cè)到RI(-0.7253dB，-0.1018dB)的反射信號(hào)，很難發(fā)現(xiàn)RII(-1.4597dB)和T(-1.0....

本文編號(hào)：4017161