地震CT技术在城市地质勘察中的应用研究.pdfVIP

第23卷 第 1 期 CT理论与应用研究 Vol.23, No.1 2014年1月（81-90） CT Theory and Applications Jan., 2014 郭淑君, 侯延华, 李红立, 等. 地震CT 技术在城市地质勘察中的应用研究[J]. CT 理论与应用研究, 2014, 23(1): 81-90. Guo SJ, Hou YH, Li HL, et al. The application of seismic CT technology in urban geological survey[J]. CT Theory and Applications, 2014, 23(1): 81-90. 地震 CT 技术在城市地质勘察中的应用研究  1 2 3 1 1 郭淑君 ，侯延华 ，李红立 ，雷鸣 ，刘文增 1.中国地质调查局水文地质环境地质调查中心，河北 保定071051 2.中电投国际矿业投资有限公司，北京 100025 3.中国矿业大学，江苏 徐州 221000 摘要：本文通过应用地震层析成像（CT）技术，对跨孔成像法采集得到的初至波走时，用基于 最短路径法的弯曲射线追踪正演和基于LSQR算法的反演技术进行处理。与测井资料联合解释， 得到井间波速分布图，对井控范围内的地层构造和地基注浆效果进行了研究，最终得到断裂构 造带和人防空洞的分布。认为地震CT在进行城市环境地质调查与评价、浅层工程地质勘察时， 能够解决地层岩性和构造的复杂性，对目标环境进行准确预测，在城市环境地质研究和基础设 施建设中起重要作用，对促进城市地球物理勘察技术的发展有重要意义。 关键词：地震CT；城市物探；人防工程；构造断裂 文章编号：1004-4140（2014）01-0081-10 中图分类号：P315；P631 文献标志码：A 在城市不断规划、建设、发展和运营时，对高标准工程项目需要日益增多。因此，需 要解决的城市环境工程地质问题日益增多。例如，开采地下水引起的地面沉降或地面塌陷， 地下工程开挖引起的地面沉陷，原有建筑工程地基，悠久文化古迹的考古，质量检测与监 测和老城区改造等。择优利用、适应和改造工程地质环境条件，防治可能出现的环境地质 问题，减少地质灾害，是前期物探勘察的基本任务。 地震层析成像（Computerized Tomography，CT）技术是在物体外部测量数据，依据一 定的物理和数学关系反演物体内部速度分布，得到清晰的物体内部图像分布。根据地震波 速度与地质体的对应关系，可以获得层析图像和钻井资料对地质体进行分类和评价。由于 CT 技术只利用地震波走时信息进行成像，该方法具有简单、通用、成本低廉、信息量大、 [1－11] 精度高和形象直观等特点 。 随着高科技地震仪器研制和计算机技术的飞速发展，近几十年来，地震 CT 的理论不断 发展，方法不断改进，分辨率不断提高，应用地震 CT 技术反演地球内部三维结构的方法有 了很大发展。该技术被广泛应用于内部地球物理和地球动力学、能源勘探开发、工程和灾 害地质、金属矿勘探等领域[12]。在城市环境工程地质勘察中，是实现工程安全、对地球内 [13] 部认识的研究和保证资源可持续发展的重要途径 。 通过将跨孔地震 CT 技术应用到唐山市的环境工程地质勘察中，并与钻井成果相结合， 有效探测了场地地下地质结构。通过这一技术，能全面细致地了解探测区域异常体的大小、 收稿日期：2013-06-03。 82 CT理论与应用研究 23卷 形态及空间分布等。从而全面认知了地下地质结构，识别了有害地质因素，为城市环境地 质调查提供了重要依据。 1 地震 CT 技术