智能微动勘探技术介绍
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地质勘查中的智能化技术与应用在当今科技飞速发展的时代,智能化技术正逐渐渗透到各个领域,地质勘查也不例外。
地质勘查是一项复杂而重要的工作,旨在揭示地球内部的结构、成分和资源分布,为矿产开发、工程建设、环境保护等提供基础数据和科学依据。
随着智能化技术的不断进步,地质勘查工作迎来了新的机遇和挑战。
智能化技术在地质勘查中的应用,极大地提高了工作效率和精度。
例如,遥感技术的发展使得我们能够从高空获取大范围的地表信息。
通过卫星遥感图像,可以快速识别地质构造、地貌特征以及植被覆盖情况等。
这些信息对于初步了解勘查区域的地质概况具有重要意义。
同时,高分辨率的遥感图像还能够发现一些细微的地质现象,为进一步的实地勘查提供线索。
地质信息系统(GIS)也是地质勘查中不可或缺的智能化工具。
它可以将各种地质数据,如地形、地层、岩石类型、矿产分布等,进行整合和管理。
利用 GIS 的空间分析功能,能够对地质数据进行深度挖掘和分析,帮助勘查人员更直观地理解地质特征和规律。
例如,通过叠加不同类型的地质数据图层,可以发现潜在的成矿区域或地质灾害易发区。
在实地勘查中,智能化的地质探测仪器发挥着关键作用。
比如,高精度的地球物理勘探仪器能够更准确地探测地下的地质结构和矿产分布。
传统的地球物理勘探方法可能受到多种因素的干扰,导致结果不够准确。
而智能化的勘探仪器具备更强的抗干扰能力和数据处理能力,能够对采集到的数据进行实时分析和校正,提高勘探的精度和可靠性。
智能化的数据分析技术在地质勘查中也具有重要地位。
随着勘查工作的深入,会积累大量的地质数据。
如何从这些海量的数据中提取有价值的信息,是一个巨大的挑战。
机器学习和数据挖掘技术为解决这一问题提供了有效的手段。
通过对历史数据的学习和训练,这些技术可以建立预测模型,帮助勘查人员推断地下的地质情况。
例如,利用机器学习算法对已知矿点的地质数据进行分析,可以预测在相似地质条件下可能存在的新矿点。
此外,无人机技术在地质勘查中的应用也越来越广泛。
石油勘探中的智能化技术应用在当今时代,科技的飞速发展正在深刻地改变着各个行业,石油勘探领域也不例外。
智能化技术的应用为石油勘探带来了前所未有的机遇和突破,大大提高了勘探的效率和准确性。
智能化技术在石油勘探中的应用首先体现在地质数据分析方面。
以往,地质学家们需要花费大量的时间和精力来分析和解读地质数据,而现在,通过智能化的数据处理系统,可以快速、准确地处理海量的地质数据。
这些系统能够自动识别和提取关键信息,例如地层结构、岩石类型和油气藏特征等。
它们还可以对不同来源的数据进行整合和比对,从而提供更全面、更准确的地质模型。
地球物理勘探是石油勘探的重要手段之一,智能化技术在这方面也发挥着关键作用。
例如,在地震勘探中,智能化算法能够对地震数据进行更精确的处理和解释。
传统的地震数据处理方法可能会受到噪声和干扰的影响,导致结果不够准确。
而智能化的地震数据处理技术可以有效地去除噪声,提高数据的分辨率和清晰度,使地质结构的成像更加清晰和准确。
在测井领域,智能化技术同样带来了显著的改变。
智能化测井系统能够实时采集和分析测井数据,快速判断地层的性质和油气藏的情况。
这些系统可以根据已有的数据模式和经验,自动识别异常值和潜在的油气显示,为地质学家提供更及时、更准确的参考。
智能化技术还在勘探设备的监测和维护方面发挥着重要作用。
通过在勘探设备上安装传感器和监测系统,可以实时收集设备的运行数据,如温度、压力、振动等。
利用智能化的分析算法,能够对这些数据进行实时分析和诊断,提前发现设备可能出现的故障和问题,并及时进行维修和保养,从而大大减少了设备停机时间,提高了勘探作业的效率和安全性。
另外,智能化的钻井技术也在逐渐崭露头角。
智能钻井系统可以根据实时的地质数据和钻井参数,自动调整钻井的方向和速度,以实现最优的钻井路径。
这不仅提高了钻井的效率,还降低了钻井过程中的风险和成本。
在油气藏模拟和预测方面,智能化技术的应用也取得了显著的成果。
智能化地质勘探技术的发展趋势 地质勘探是一项旨在揭示地球内部结构、矿产资源分布以及地质环境等重要信息的工作。随着科技的飞速发展,智能化技术正逐渐渗透到地质勘探的各个领域,为其带来了前所未有的变革和机遇。
智能化地质勘探技术的兴起并非偶然。一方面,传统地质勘探方法在面对复杂地质条件和深部勘探需求时,往往面临着效率低下、成本高昂以及数据解译难度大等诸多挑战。另一方面,信息技术、传感器技术以及数据分析技术的不断进步,为地质勘探的智能化发展提供了坚实的技术支撑。
在智能化地质勘探技术中,无人机遥感技术的应用日益广泛。无人机可以搭载高分辨率的相机和传感器,快速获取大面积的地质地貌图像和数据。相比传统的人工测绘方式,无人机不仅能够大大提高工作效率,还能够深入到人迹罕至的地区进行勘探,获取更加全面和准确的地质信息。通过对无人机获取的图像进行分析和处理,可以清晰地识别出地质构造、地层分布以及潜在的矿产露头等重要地质特征。
地球物理勘探技术也在智能化的浪潮中不断创新。智能化的地球物理仪器能够实现更精确的数据采集和实时传输。例如,智能地震仪可以根据地质条件自动调整采集参数,提高数据质量。同时,借助先进的数据分析算法和人工智能技术,对地球物理数据的解译能力也得到了显著提升。不再仅仅依赖于经验丰富的地质专家进行人工解译,而是通过机器学习和深度学习算法,快速从海量的数据中提取出有价值的信息,准确判断地下的地质结构和矿产分布情况。
地质大数据与云计算的结合也是智能化地质勘探的重要发展方向。地质勘探工作在长期的实践中积累了海量的数据,包括地质图、钻孔数据、地球物理数据、地球化学数据等。这些数据分散在不同的部门和机构中,难以实现有效的整合和利用。云计算技术的出现为解决这一问题提供了可能。通过将地质数据上传至云端,可以实现数据的集中存储和管理,并借助云计算强大的计算能力对数据进行快速处理和分析。利用大数据分析技术,可以挖掘出隐藏在数据中的潜在规律和关系,为地质勘探提供更加科学的决策依据。
智能矿业与勘探智能科技的迅猛发展正在深刻改变着我们的生活和各个行业,其中包括矿业和勘探领域。
智能矿业和勘探技术的出现,不仅提高了资源的利用效率,还减少了对人力资源的依赖,极大地提升了工作的安全性和效益。
一、智能勘探技术的应用在矿业和勘探行业中,智能技术的应用已经开始逐渐普及。
例如,在地质勘探中,人们可以利用无人机进行航测,通过高精度的遥感采样和图像处理技术,获取地表数据,并利用人工智能算法分析这些数据,进一步推断出地下矿藏的分布情况。
传统的人工勘探需要耗费大量的时间和人力资源,而利用智能勘探技术,可以大幅度提高勘探效率,减少资源的浪费。
另外,智能勘探技术还可以用于探测地下的矿井和矿脉。
通过高性能传感器的安装和数据采集,可以实时监测矿井的状况,了解地下的水文地质、气体浓度以及地壳运动等情况,从而提高矿井的安全性和稳定性。
二、智能矿业的发展趋势除了在勘探阶段的应用,智能技术还可以在矿业的生产和管理过程中发挥重要的作用。
例如,在煤矿开采中,智能化的采煤机器人可以代替传统的人工作业,完成矿石的开采和运输任务。
这不仅提高了开采效率,还减少了矿工的患病和事故风险,保护了矿工的安全和健康。
智能矿业还可以利用物联网和大数据技术,实现对矿井设备的全面监测和管理。
通过传感器的安装和数据的采集,可以实时监测设备的工作状态和运行效率,提前预警设备的故障和损坏,从而减少因设备故障造成的停产和损失。
此外,利用大数据分析技术,可以对矿山的运营过程进行优化,提高资源的回收率和利用效率。
三、智能矿业的挑战与前景虽然智能矿业的应用前景广阔,但同时也面临着一些挑战。
首先是技术的创新和突破,智能矿业所依赖的技术包括人工智能、物联网、大数据等多个领域,需要各个领域的专家与企业进行深度合作,共同解决技术难题。
其次是人才的培养和引进。
智能矿业需要具备跨学科知识和技能的人才,这对培养和引进具备相关专业背景的人才提出了更高的要求。
只有通过提高人才队伍的素质,才能更好地促进智能矿业的发展。
微动智能勘探仪安全操作及保养规程微动智能勘探仪是一种现代化的勘探设备,能够有效地进行岩石探测和勘探工作。
为了确保操作的安全性和仪器的长期使用寿命,必须正确地使用和保养此设备。
本文档旨在提供微动智能勘探仪的安全操作和保养规程,供操作人员参考。
安全操作规程一、设备的安装在使用微动智能勘探仪前,请确保设备已正确地安装并固定在需要进行勘探的岩石表面。
具体步骤如下:1.清洁岩石表面,并确保表面平整。
2.安装微动智能勘探仪并使用螺栓或其他适当固定装置进行固定。
3.对设备连接的任何接口进行松动检查,并对其进行必要的保养和维护。
二、设备的操作在操作微动智能勘探仪时,请根据以下几点注意事项进行操作:1.设备必须接通29V直流电源,不能接其他电源。
2.操作人员必须穿戴适当的安全装备,包括安全眼镜、手套和鞋子等。
3.操作人员必须熟悉微动智能勘探仪的操作方法,如数据读取、调节参数和判别指标等。
4.在操作过程中,严禁将设备随意移动或调整设备的任何部件。
5.在操作过程中,严禁触摸设备或任何处于工作状态的设备部件,如传感器等。
6.在操作过程中,如有任何异常情况出现,如设备噪声变大、发出漏电等异常信号,请立即停止操作并与维修人员联系。
三、设备的保养正确的保养可以延长微动智能勘探仪的使用寿命,减少故障发生的概率。
以下是正确的保养方法:1.在使用前,必须检查设备接线是否正确,并清洁设备外壳及各部件。
2.定期清洗设备传感器、各个接口等部件。
使用软刷子清理较杂物污渍表面,不能使用清水直接清洗。
3.定期检查设备的电源接线和较大程度的保养,维护设备生物氧化和腐蚀防护等。
4.在设备长时间闲置期间,建议使用干燥防潮方法保存设备。
5.在设备维修或更换部分设备时,应先将设备全部断电并拔掉电源插头,确保操作人员的安全。
总结微动智能勘探仪是一种高效、精确的岩石勘探设备,但不正确的操作和不良的保养会导致设备寿命的减少和意外事故的发生。
因此,操作人员必须严格按照本文档提供的安全操作规程进行操作,定期进行设备保养维护,以保证设备的安全稳定运行。
微动勘探在城市建筑场地勘察中的应用摘要:受人文干扰、地面硬化、建筑物密集等环境因素的影响,传统的物探方法在城市地质勘探中很难采集到高质量的物探数据。
微动勘探作为一种基于天然源的面波勘探方法,能够将人类的日常活动,包括各种机械振动,道路交通等作为有效信号源,具有快捷,低成本,不破坏环境等特点,在城市地质勘探中应用越来越广泛。
本文以成都某房建工程地质勘察项目为例,开展了微动勘探的试验研究工作,试验结果表明微动勘探在城市地质勘探中效果较好。
关键词:城市地质勘察、微动勘探、SPAC法1 微动勘探技术原理微动信号属于天然源信号,主要源于两个方面,一是人类的日常活动,包括各种机械振动,道路交通等,二是各种自然现象,包括海浪对海岸的撞击、河水的流动、风、雨、气压的变化等。
微动是由体波(P波和S波)和面波-瑞雷波和勒夫波组成的复杂振动,并且面波的能量占信号总能量的70%以上。
所以,常常利用微动中的面波信息研究地下横波速度结构,而实际应用中常利用微动信号中的瑞雷波。
微动信号的振幅和形态随着时间和空间的变化而发生变化。
但在一定的时空范围内具有统计稳定性,可用时间和空间上的平稳随机过程加以描述。
微动勘探方法就是以平稳随机过程理论为依据,从微动信号中提取面波的频散曲线,通过对频散曲线的反演,得到地下横波速度结构。
2微动勘探的技术特点微动勘探技术的优势主要体现在有效性和便捷性上1.微动勘探是利用自然界和人类活动所产生的震动,并从中获取面波的频散特性以推断地下速度结构,从而有效地利用了环境噪声,减少了人工震源所带来的不便,这使得微动勘探技术非常适合应用于城市的复杂环境,市区繁忙的交通不仅不影响观测,还为浅层微动勘探提供了丰富的高频信号源。
2.微动勘探不需要人工激发的震源,对周围环境不产生任何影响,仅需在测试时采取较短时间的交通管控,有利生态环境保护。
3.如果采用分布式数字地震仪布设台阵时不受场地限制。
4.由面波频散曲线推断地层横波速度结构,由于速度小,分辨率更高。
物探新技术———微动探测技术介绍王洪( 贵州省有色地质和核工业地质勘查局物化探总队,贵州都匀558000)[摘要]微动探测技术是中国科学院地质与地球物理研究所副研究员徐佩芬博士等近年来在传统微动测深的基础上研究发展的一种探测新技术,并率先应用于国内多个勘探领域。
该方法是利用拾震器在地表接收各个方向的来波,通过空间自相关法提取其瑞雷面波频散曲线,经反演获取S 波速度结构的地球物理探测方法。
该方法不受电磁及噪声干扰影响,探测深度大,虽然当前仍存在一定的局限,但其显示的优越性表明该技术是一种很有前景的新技术。
[关键词]微动探测; 瑞雷面波; 反演; 地层波速结构; 测深[中图分类号]P631 [文献标识码]A [文章编号]1000 -5943( 2013) 01 -0075 -032012 年 1 月,在《国际地球物理期刊》第188 卷第 1 期 115 – 122 页上,发表了由中国科学院地质与地球物理研究所副研究员徐佩芬博士等撰写的一篇《利用微动排列分析方法测量隐伏地热断层》( Mapping deeply -buried geothermal faults usingmicrotremor array analysis. GeophysicalJournalInternational. 2012,188 ( 1) : 115 –122)的论文,该文例举了用微动探测方法在江苏吴江地热井位选址上的成功应用。
实测结果表明,隐伏断裂破碎带在微动视 S 波速度剖面上有明显的低速异常显示( 见图 1)[1]。
这一方法为探测深部隐伏地热构造开拓了一条新的技术途径,也为金属矿产探测、煤矿陷落柱及采空区探测、工程地质勘察( 铁路、地铁、城市地质调查) 等多个领域提供了一种新技术。
1 微动探测方法的由来地球表面无论何时何地都存在一种天然的微弱震动,被称为“微动”。
微动探测方法( The Microtremor Survey Method,简称 MSM) 是从圆形台阵采集的地面微动信号中通过空间自相关法提取其瑞雷面波频散曲线,经反演获取台阵下方 S 波速度结构的地球物理探测方法。
石油勘探行业智能化勘探技术与装备方案第1章绪论 (3)1.1 石油勘探行业概述 (4)1.2 智能化勘探技术与装备发展现状及趋势 (4)1.2.1 发展现状 (4)1.2.2 发展趋势 (4)第2章石油勘探基本原理 (5)2.1 地质勘探原理 (5)2.1.1 地质构造分析 (5)2.1.2 地层分析 (5)2.1.3 油气成藏条件分析 (5)2.2 地球物理勘探原理 (6)2.2.1 重力勘探 (6)2.2.2 磁法勘探 (6)2.2.3 电法勘探 (6)2.2.4 地震勘探 (6)2.3 钻井工程原理 (6)2.3.1 钻井工艺 (6)2.3.2 钻井设计 (6)2.3.3 井控技术 (6)2.3.4 钻井液技术 (7)第3章智能化勘探技术 (7)3.1 人工智能技术在石油勘探中的应用 (7)3.1.1 机器学习与深度学习 (7)3.1.2 计算机视觉 (7)3.2 大数据技术在石油勘探中的应用 (7)3.2.1 数据采集与管理 (7)3.2.2 数据挖掘与分析 (7)3.3 云计算技术在石油勘探中的应用 (7)3.3.1 云计算平台构建 (7)3.3.2 高功能计算 (8)3.3.3 云服务模式 (8)第4章勘探装备智能化 (8)4.1 遥感卫星勘探装备 (8)4.1.1 概述 (8)4.1.2 遥感卫星装备类型 (8)4.1.3 遥感卫星数据处理与分析 (8)4.2 地震勘探装备 (8)4.2.1 概述 (8)4.2.2 地震数据采集装备 (8)4.2.3 地震数据处理装备 (8)4.3 钻井装备 (8)4.3.1 概述 (9)4.3.2 旋转钻井装备 (9)4.3.3 水平钻井装备 (9)4.3.4 智能化钻井装备 (9)4.3.5 钻井装备的智能化发展趋势 (9)第5章数据采集与处理技术 (9)5.1 地震数据采集技术 (9)5.1.1 三维地震勘探技术 (9)5.1.2 多波勘探技术 (9)5.1.3 海底地震勘探技术 (9)5.2 遥感数据采集技术 (10)5.2.1 光学遥感技术 (10)5.2.2 雷达遥感技术 (10)5.2.3 地球物理遥感技术 (10)5.3 数据处理与分析技术 (10)5.3.1 数据预处理技术 (10)5.3.2 三维地震数据处理技术 (10)5.3.3 数据融合与分析技术 (10)第6章勘探数据解释与评估 (10)6.1 地震数据解释技术 (10)6.1.1 地震资料预处理 (10)6.1.2 地震构造解释 (11)6.1.3 地震属性分析 (11)6.1.4 地震反演技术 (11)6.2 遥感数据解释技术 (11)6.2.1 遥感图像预处理 (11)6.2.2 地质信息提取 (11)6.2.3 遥感数据融合 (11)6.3 勘探风险评估 (11)6.3.1 风险识别 (11)6.3.2 风险评估方法 (12)6.3.3 风险管理策略 (12)第7章智能化勘探软件开发 (12)7.1 勘探软件发展现状 (12)7.2 勘探数据处理与分析软件 (12)7.2.1 地震数据处理软件 (12)7.2.2 地球物理勘探数据处理软件 (12)7.2.3 地质勘探数据处理软件 (12)7.3 勘探成果展示与评价软件 (13)7.3.1 成果图件制作 (13)7.3.2 成果评价 (13)7.3.3 三维可视化 (13)第8章智能勘探装备关键技术与创新 (13)8.1 传感器技术 (13)8.1.1 地震勘探传感器技术 (13)8.1.2 钻井传感器技术 (13)8.1.3 地质参数传感器技术 (14)8.2 数据传输与存储技术 (14)8.2.1 数据传输技术 (14)8.2.2 数据存储技术 (14)8.3 自动化控制技术 (14)8.3.1 钻探过程控制技术 (15)8.3.2 数据处理和分析技术 (15)8.3.3 设备状态监测技术 (15)第9章智能勘探技术在典型油田的应用案例 (15)9.1 智能勘探技术在陆上油田的应用 (15)9.1.1 案例一:X陆上油田 (15)9.1.2 案例二:Y陆上油田 (15)9.2 智能勘探技术在海上油田的应用 (15)9.2.1 案例一:Z海上油田 (15)9.2.2 案例二:A海上油田 (15)9.3 智能勘探技术在非常规油气资源勘探中的应用 (16)9.3.1 案例一:B非常规油气田 (16)9.3.2 案例二:C非常规油气田 (16)第10章石油勘探行业智能化发展展望 (16)10.1 智能勘探技术发展趋势 (16)10.1.1 人工智能技术在石油勘探中的应用深化 (16)10.1.2 大数据与云计算助力勘探数据处理与分析 (16)10.1.3 物联网技术提高勘探设备智能化水平 (16)10.1.4 无人机及卫星遥感技术在勘探中的应用拓展 (16)10.1.5 新型智能传感器提升勘探数据采集精度 (16)10.2 智能勘探装备发展前景 (16)10.2.1 高效节能型勘探装备研发与应用 (16)10.2.2 虚拟现实与增强现实技术在勘探装备中的应用 (16)10.2.3 自动化钻探设备提升勘探效率与安全性 (16)10.2.4 智能一体化勘探平台构建与优化 (16)10.2.5 勘探装备的模块化、小型化与便携化 (16)10.3 石油勘探行业智能化政策与产业布局建议 (16)10.3.1 完善智能化勘探技术研发与推广政策 (16)10.3.2 加大智能化勘探装备制造产业链政策支持 (16)10.3.3 促进产学研用结合,推动智能化勘探技术成果转化 (16)10.3.4 强化智能化勘探技术人才培养与交流 (17)10.3.5 推动国内外石油勘探行业智能化合作与交流,提升行业整体竞争力 (17)第1章绪论1.1 石油勘探行业概述石油勘探行业作为能源领域的重要组成部分,对于保障国家能源安全、推动经济发展具有重大意义。
微动技术在工程地质勘查中的应用摘要:地质雷达、浅震、高密度、瞬变等常规物探技术在浅部勘探中应用良好,却难以满足中深部勘探的需求。
而可控源音频大地电磁法、地震、磁法、重力等为深部勘探中常用的手段,也存在一些缺陷,例如电磁法存在电磁干扰、重力在深部不能满足高精度探测需求、地震需要强大震源危险且成本高昂等等,所以新的物探手段——微动勘探技术,成了目前地勘行业研究、应用的热点。
微动勘探技术采集天然源信号,不受电磁干扰、绿色环保,分辨率高、探测范围大、经济高效,在城镇等人口密集区有着传统物探手段不可比拟的优势。
本文以当地地质环境数据为基础,详细阐述了微动技术在地质勘查中的运用。
关键词:微动技术;工程;地质勘查引言“微动勘探技术”也称为“天然源面波勘探技术”,是一项较新的地球物理勘探新技术,虽名称不同,但本质相同。
在地球表面,无论何时何地都存在一种天然的微弱振动,如自然现象和人类活动,这是一种由体波和面波组成的复杂振动,面波的能量占信号总能量的70%以上,振动信号的振幅和形态随时空变化而发生变化,但在一定时空范围内具有统计稳定性,可用时间和空间上的平稳随机过程描述,这些振动信号为微动提供了震源。
微动勘探无需人工震源,具有精度高、抗干扰能力强、操作简单、实施速度快、经济、环保等特点,近年来逐步应用于矿产勘查、地下空间勘察、灾害勘察、工程勘察及工程检测等领域。
但到目前为止,关于微动勘探技术在工程地质勘察领域系统研究及推广应用仍较少,前人研究大都较为零散和单一,未形成完整的方法体系。
1微动探测勘察利用微动探测技术进行煤矿采空区的勘察,使用仪器为GT-MST微动测试仪。
GT-MST微动测试仪的标准配置具体为:10台GT-MST基站,含电源适配器、网线等;10只检波器,频率可选;Lora天线、GPS天线、WiFi天线;1个U盘,含采集软件;1台笔记本电脑;1台工业AP;1套处理软件。
该微动测试仪采用无线节点式基站,可据勘察需求拓展基站数量;具备高精度外置GPS,记录子基站点位,一键生成平面位置分布图;具备本地对时、GPS对时2种时间同步模式;具备24位高性能AD,可实现各通道同步采样;可以无线操控,界面友好,设备轻便,仪器功耗低,连续工作时间大于12h;可以实现工业级AP通信,户外可满足半径100m无线传输;可选配单分量或三分量微动检波器;具有离线数据存储模式,可满足连续12h的数据存储。
分析土木工程中微动勘探技术的运用摘要:近几年来,微动勘探技术作为一种新的探测手段,在土木工程中已经得到了广泛的应用,由于是新兴起来的一种手段,因此,在技术上还不够成熟,为了能够使其在土木工程其发挥出重要的作用,还需要对技术进行进一步的研究与完善。
本文通过对微动勘探技术的介绍,并且分析其在土木工程中的运用。
关键词:土木工程;微动勘探;运用近年来,随着我国经济的不断发展和人们生活水平的不断提高,公共设施越来越多,因此,对公共设施的安全性要求也越来越高。
微动勘探技术是在土木工程中新兴起来的一种技术,具有设备简单、施工快捷方便等优势,微动勘探技术凭借着自身的诸多优点,在土木工程中得到了广泛的应用,给土木工程的质量带来了充足的保障。
一、微动勘探技术概述(一)微动勘探技术的基本原理微动是一种由体波和面波组成的相对来说较为复杂的振动,微动信号的形态以及其振幅都会随着时间空间的变化而出现相应的变化。
但是,这种变化在相对来说较短的时间及空间范围内,表现的是不明显的,甚至可以说,在一定的时间及空间的范围内,它是具有相对稳定性的,因此,可以采用时空的观念的平稳随机过程理论来进行描述。
所谓的微动勘探技术就是以这种平稳随机过程的理论为基本的理论依据,从微动信号中提取得到面波的波频曲线,然后,对这种面波的波频曲线进行反演,这样就可以得到地下横波的速度结构,在土木工程中有重要的作用。
(二)微动勘探技术的特点微动勘探技术之所以能够在土木工程中得到广泛应用,是因为其本身所具有的诸多优势,微动勘探技术的主要特点包括以下几个方面:1、设备简单、施工方便微动勘探技术在实施的过程中,所需要的设备仅仅是3台地震仪便可完成工作,如果想在短时间内完成勘察工作,则可以采用7台地震仪来进行勘察,将这些仪器按照二重同心型正三角形的方式排列,能够实现短时间内对百米深度的相关信息进行勘察,施工相对来说比较方便。
2、对环境没有特殊的要求微动勘探技术在实施的过程中对周围的环境没有特殊的要求也是其一个主要的特点,一般来说,微动勘探技术较适合应用在人口密集的地区,这样可以在微动勘探技术工作的过程中提供丰富的信号源,使微动勘探工作顺利进行。
WD智能微动勘探技术介绍
一、微动勘探的原理
以往进行大深度地震波勘探时,爆破震源是一种主要方式,但是在美国“911”恐怖事件之后,由于各国加强了安保措施,国内对于火工材料的管控也越来越严,使得以火工材料爆破作为震源来实现大深度勘探无法实现,因此利用自然界中存在的各种微弱震动作为震源进行的微动勘探(也称天然源面波勘探)逐渐被人们所重视。
地球表面时刻都处在一种微弱的震动状态下,这种连续的微弱震动称为微动。
微动信号主要源自于两方面:一是人类的日常活动,包括各种机械振动、道路交通等,这些活动产生的信号频率一般大于1Hz,属于高频信号源,这类微动信号通常被称作常时微动;二是各种自然现象,包括海浪对海岸的撞击、河水的流动、风、雨、气压的变化等,这些现象产生的信号频率一般小于1Hz,属于低频信号源,这类微动通常被称作长波微动。
微动没有特定的震源,振动来自观测点的四面八方,携带有丰富的地球内部信息,在时间和空间上存在高度变化、无规律性、无重复性的特点。
微动的频谱特性反映了微动在时间和空间上的变化,这一点正是利用微动信号来研究地下横波速度结构的重要参数。
微动是由体波(P波和S波)和面波(瑞雷波和勒夫波)组成的复杂振动,其中面波的能量占信号总能量的70 % 以上。
微动勘探主要采用台阵方法(SPAC法)来接收微动信息,从中提取瑞利面波的频散特性,通过对频散曲线进行反演获得地层的横波速度,以此推断地壳浅部的横波速度结构。
观测台阵主要有圆形、“+”字形或“L”形,我们的研究表明观测台阵还可以有更多的形式,也可以采取任意形式布置检波器,但需要满足三个条件:满足探查深度范围需要的波长、台阵中各接收点连线的方向要尽可能的多、台阵中各接收点之间的距离要方便计算。
微动勘探无需任何人工震源,具有经济环保的优点;另外微动信号频率低、波长大,勘探深度大,已有的研究表明SPAC 法的有效波长范围为台站半径的3.2—17.2倍;台阵式的观测系统具有较强的抗干扰能力,所以微动勘探具有越来越广泛的应用前景。
二、智能勘探的必要性
以往的微动勘探是现场采集不被认识的随机信号,而后回到室内再进行数据处理,仪器的作用是数据的采集器和存储器。
其流程分为3个步骤(见图1) :①采集数据、②提取频散曲线、③频散曲线反演。
这种工作流程与常规地震波勘探的通行做法相同。
图1 常规微动勘探流程
常规地震波勘探可以采用现场采集和事后数据处理分开做,重要原因是野外采集的数据可辨识、可复测校对、可评价质量。
换言之:保证采集记录质量,处理成果质量也就具有了可靠基础。
图2为常规地震勘探波形记录,具有以下特点:
①1个已知震源点的一次地震波传播记录;
②各种波的传播规律明确,如直达、折射、面波、反射、声波等;
③可判断采集记录质量及是否达到目的,无需进行处理后再来判别采集记录是否有效,可保证野外记录采集的质量及有效性。
图2 常规地震勘探波形记录
微动勘探采集的波形记录如图3所示,其特点是:
①无数个未知震源点、长时间的地震波记录;
②无规律的随机信号;
③无法认识有效信号和噪声信号;
④无法判断记录质量及是否达到目的。
因此对野外采集到的数据处理后能否得到想要的成果不确定,即数据采集具有盲目性,工作处于被动状态。
即使现场能够进行数据处理,虽能保证各测量点野外资料采集的有效性,但施工效率不高,并且对技术人员专业水平要求较高,不便推
广应用。
三、WD 智能微动勘探的优点
WD 智能微动勘探在
现场布置好接收点、连
接好装置、打开WD 仪器,
在仪器屏幕上可以直接
看到地层频散曲线及其
逐渐收敛稳定的过程,
10-30分钟完成几米~几
百米深度的地层勘探
(图4),并获得场地卓越周期等参数。
图3 微动勘探采集的波形记录
屏幕左侧所显示的地震波记录,相
对于人工源面波勘探来讲都是干扰信
号,仅从记录面貌上无法判断记录是否
合格?属于盲目采集。
为提高工作效率,克服盲目采集的
缺陷,必须将采集与处理有机结合。
图4 WD 智能微动勘探仪显示屏
1、无需人工震源,安全、节能、环保、便捷,并且实时看到地质勘探成果;对于减少城市地下空间勘探中的交通拥堵和扰民,具有重大意义。
2、WD 仪器安装有自动识别与提取天然源面波信号的专家处理系统,采集过程中实时显示面波勘探的结果——面波频散曲线,以及面波频散曲线随采集过程逐渐收敛、细化、稳定的过程(图5),实现根据面波频散曲线的合格程度控制现场采集的模式。
智能化的仪器保证微动勘探一次采集即可成功,以往复杂的事情今日简单做,以往笨重的钻探今日可用轻便WD 智能勘探完成。
3、WD 智能系统具备压制近源干扰影响的功能,有效
解决浅部信息空白的问题。
常规微动勘探由于受近源干
扰信号影响,很难获得靠近浅地表的地层信息,WD 系统
改写了过往很多文献介绍的天然源面波能够测深不能
测浅、浅部频散资料需要人工源补充的问题。
图6的频
散曲线起始点约为1.3米(最小边长为8米)。
图5 WD 智能微动勘探仪一次长采集过程中不同迭代次数下的显示结果 近源干扰
原始微动勘探资料,近源
干扰明WD 智能处理技术,剔除近
源干扰,获得浅部信息。
图6. WD 智能微动勘探成果(局部)
四、勘探成果
山东东营,最大边长100米 成都 ,最大边长64米 北京东坝,最大边长40米
勘探深度近700米 勘探深度450米 勘探深度150米
勘探深度范围大,几米至几百米
可精细划分软弱地层,粘质粉土和粉质粘土界面清晰
频散曲线的之字形现象虽然不大但可识别,之字拐点解释为粉土、粉质粘
土和粘质粉土的界面,其中厚度0.6米、1.0米的薄层清晰可分辨。
山东东营,最大边长12米
获得场地卓越周期
桥墩
WD 智能微动勘探与钻孔结合,达到钻孔间精细地质绘图目的。