城市地裂缝多波地震精细探测技术研究

论文摘要

地裂缝是指地下岩土层在内外应力的作用下发生变形,当外力超过岩石的内部结合力时发生破碎,形成裂隙。又再在围岩压力下,向上部沿自由地表发生开裂,表现为裂缝。这一常见地质灾害具有隐蔽性强、发育广泛、尺度不一、勘查难度大等特点,在雨水天气下可诱发造成滑坡、泥石流等严重灾害,危及建筑基础设施和公众人群安全。因此,开展地裂缝探测,查明现有城市地裂缝的成因、形态特征等具有重要意义。到目前为止,前人已经通过InSAR、GPS、水准测量、土体损失理论、面波勘探、数值模拟等方法查明了大多数地裂缝的成因机理。探测地裂缝诸多方法中,综合地质调查法只能对已出露地裂缝进行判断;钻探、槽探能观测到地裂缝节理形态,但勘查范围局限性大;地球物理手段常用于探测地裂缝,面波勘探、探地雷达方法能高分辨率地探测浅地表地层结构,但探测深度有限。地裂缝与地质构造有着本质上的不同,发育形态差异大,也使得地裂缝地震勘探难度系数大大增加。地震勘探对地裂缝的形态特征、成因分析、控制因素等方面皆获得了良好的勘探效果,但多为构造型地裂缝。而中小型复合成因地裂缝复杂剖面的探测,不能再依据传统断层的反射同相轴错断、断点等特征识别,需要提出新的适应于地裂缝探测的方法。本次研究的主要内容是分析地裂缝在区域地质背景下的成因机理和发育过程,总结地裂缝的平面剖面特征,分析现有地裂缝发育地区的地质条件和物性,设计了追踪破裂型、阶梯状型、Y字型地裂缝三种地裂缝地质模型。通过高阶有限差分波动方程正演模拟得到地震正演记录,然后对地震单炮的频谱、属性特征做了分析研究,给出三种地裂缝模型在单炮记录和叠加剖面上的形态特征区别和识别方法,然后又结合正演总结的特征,针对实际地裂缝数据中存在的问题进行分析研究,最终采用叠加剖面、属性分析、初至波层析、瑞雷面波反演等手段来进行研究区的地裂缝多波解释,经钻孔验证该方法手段有效可行。

论文目录

摘要

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1 引言

1.1 选题依据及研究背景

1.2 研究现状

1.2.1 地裂缝研究现状

1.2.2 地裂缝特征研究现状

1.2.3 存在的问题

1.3 研究内容与成果

2 地震多波探测理论

2.1 地震波波动方程

2.2 地震勘探的分辨率

2.2.1 纵向分辨率

2.2.2 横向分辨率

2.3 地震属性分析

2.3.1 瞬时振幅

2.3.2 瞬时相位

2.3.3 瞬时频率

2.4 初至波层析成像

2.5 瑞雷面波探测

2.6 本章小结

3 典型地裂缝模型的正演模拟

3.1 阶梯状型地裂缝

3.2 追踪破裂型地裂缝

3.3 Y字型地裂缝

3.4 本章小结

4 地裂缝探测实例研究

4.1 研究区概况

4.1.1 区域地质概况

4.1.2 工区地裂缝地质调查

4.2 地震数据采集

4.3 地震数据分析与解释

4.3.1 地震数据叠加剖面分析

4.3.2 初至波层析解释

4.3.3 面波反演解释

4.3.4 综合解释结果

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 总结与认识

5.2 存在的问题与展望

致谢

参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 马雨佳

导师: 钱荣毅

关键词: 地裂缝,面波,浅层地震,初至波层析,属性分析

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: P631.4

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.001470

总页数: 65

文件大小: 11682K

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