孔間聲波成像技術(shù)及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著我國改革開放深入，特別是當(dāng)前的全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)還未明朗之時，我國興建了大量的土木工程，并有繼續(xù)增加投入的趨勢。在這些工程的設(shè)計施工過程中，以基礎(chǔ)勘察、基礎(chǔ)施工、檢測和治理等為目的的工程探測鉆孔數(shù)不勝數(shù)。 傳統(tǒng)的單孔跨孔聲波曲線測試、視電阻率測井及自然電位測井等方法很難滿足工程地質(zhì)勘查對工程巖體細(xì)結(jié)構(gòu)勘探的精細(xì)要求，這些方法一般只反映的孔壁周圍的局部效果，是“一孔之見”，孔壁以外的結(jié)構(gòu)只能進(jìn)行推測。自九十年代以來，孔間（或井間）聲

2、波層析技術(shù)逐步進(jìn)入實(shí)用化階段，聲波層析技術(shù)具有單一鉆孔測量方法無可比擬的優(yōu)勢，其反映的是兩個鉆孔之間截面上的地質(zhì)特征，實(shí)現(xiàn)面積測量，對各種工程探測的異常體如巖溶、陷落柱、裂隙、裂縫、斷裂破碎帶、軟弱夾層、地下空洞和不明埋設(shè)物等具有很好的效果。同時聲波層析成像具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）工作頻率高,因而分辨能力強(qiáng);（2）抗低頻干擾能力強(qiáng),可用于外界干擾較大的工區(qū);（3）具有記錄直達(dá)波的觀測系統(tǒng)，從而更靈敏地反映非均勻地質(zhì)體等優(yōu)點(diǎn)。 本文分

3、析了國內(nèi)外聲波層析成像技術(shù)的研究現(xiàn)狀，簡單介紹了聲波的物理性質(zhì)及其在地下介質(zhì)中傳播的基本原理；就聲波層析成像反演技術(shù)做了簡單陳述，并從層析成像技術(shù)的關(guān)鍵問題——大型稀疏矩陣方程的解算方法入手，分別論述了在層析成像中常用的四種基本算法：奇異值分解法(SVD)、聯(lián)立迭代重建法(SIRT)、共軛梯度法(CGLS)以及最小二乘法(LSQR)，將這些基本算法編為可執(zhí)行程序，對它們進(jìn)行算法測試、特殊矩陣測試以及實(shí)際矩陣測試等三個層次的測試，其中進(jìn)行