地震波层析成像技术探测复杂岩体结构应用研究

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1、第23卷第1期岩石力学与工程学报23(1)：107～1112004年1月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJan.，2004地震波层析成像技术探测复杂岩体结构应用研究1，211李张明练继建戚蓝12(天津大学建筑工程学院天津300072)(长江水利委员会长江工程地球物理勘测研究院宜昌443002)摘要讨论了地震波层析成像技术及现场观测方法。采用全方位观测地震波层析成像技术，获取了三峡工程永久船闸边坡大尺度岩体地质构造分布及整个区域以细小单元形式给出的波速分布参数，为地质概化模型分析、边坡稳

2、定性分析及变形计算首次提供了完整的力学参数“体”数据。关键词地球物理，地震波，层析成像，全方位观测，“体”数据，高边坡，复杂岩体结构分类号文献标识码A文章编号1000-6915(2004)01-0107-05STUDYONDETECTIONOFCOMPLEXROCKSTRUCTUREBYCTTECHNIQUEOFSEISMICWAVE1，211LiZhangming，LianJijian，QiLan1(SchoolofCivilEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072China)2(Insti

3、tuteofChangjiangEngineeringGeophysicalExploration，CWRC，Yichang443002China)AbstractTheCTtechniqueofseismicwaveandin-situmeasurementmethodarediscussed.ByallazimuthobservationofCTtechniqueofseismicwave，largescalerockstructuredistributioninthepermanentshiplockslopeoftheThreeG

4、orgesProjectisobtained，andthevelocitydistributionparametersinthatareaarepresentedintheformoffineunits.The‘body’dataofmechanicalparametersareprovidedforgeneralizedgeologicmodelanalysis，slopestabilityanalysisanddistortioncalculation.Keywordsgeophisics，seismicwave，CT，allazim

5、uthobservation，‘body’data，highslope，complexrockstructure理力学特性的高度不均匀性。1问题提出以往对工程岩体进行的稳定性计算分析所采用的岩体物理力学参数大多取自室内岩块试验取得的岩体作为岩石工程依托的基础，从力学上看，参数，其计算结果当然不能准确反映工程岩体的真与其他各种材料的主要差别就在于它的不连续性和实情况，有时甚至可能造成严重后果。所以，为了不均匀性。在成岩期间受热力作用，在漫长的地质使工程岩体的稳定性计算分析更加符合工程实际，年代又经受多次剧烈复杂的构造运动作用，岩体中人们往往

6、希望得到能够代表大范围岩体力学性质的存在着许多不连续面——大大小小的断层、节理、物理力学参数，即所谓岩体宏观物理力学参数。作片理、裂隙、微裂隙等。这些不连续面，其产状(走者将地震波层析成像技术新方法引入探测复杂岩体向、倾向)、规模(长度、宽度)和性状(接触情况、充结构的研究，希望该方法在复杂岩体的宏观力学参填物和含水)各不相同，变化幅度大，造成了岩体物数测试、复杂岩体结构研究和岩石力学研究中能够2002年2月19日收到初稿，2002年5月3日收到修改稿。作者李张明简介：男，40岁，硕士，1983年毕业于合肥工业大学地球物理勘探专业，现任高

7、级工程师、长江水利委员会地球物理勘测研究院副总工程师、天津大学建筑工程学院水利水电工程专业在职博士研究生，主要从事工程地球物理探测技术方面的研究工作。E-mail：Li-Zhangming@sohu.com。•108•岩石力学与工程学报2004年成为获取更接近实际状态的有效的测试方法，并在迭加在图1之上。这样得到的观测射线均匀覆盖于应用中不断完善，以提高复杂岩体结构及其性状研整个观测区域，其反演成像结果将更接近实际情况。究的整体水平。此外，采用层析成像技术反演的数据(参数)还可直接用作地质概化模型、变形计算中3地震波层析成像反演方法有限元

8、分析的原始力学参数的单元参数。研究表明，本方法对研究岩体结构、岩体力学性状与分区及岩地震波在地层中传播时，地震射线的走时是速体力学参数获取等方面是有效的，值得在其他类似度V(x，y)和几何路径