[01768846]浅层地震理论在高速公路质量检测中的应用研究

（1） 任务来源：计划外（横向课题）。　　（2） 应用领域和技术原理：该项研究成果主要应用于交通、建筑、水利水电等领域的路基、地基、桩基、堤坝、岩溶、地下孔洞、浅层断层等的工程勘察、质量检测中。　　该项目提出的基于共中心点瞬时基准面静校正方法，有效解决了传统的水平基准面静校正不能完全消除地形起伏影响的问题；高保真动校正技术通过将地震反射子波整体搬家实现反射波动校正，解决了传统动校正中造成波形拉伸畸变的问题，提高了分辨率和保真度；通过τ-p变换利用瑞雷面波与其它地震波在视速度上的差异有效地提取了瑞雷面波，消除了常规二维滤波法中在近炮点处直达波、反射波与面波难以完全分离的问题；相邻道瑞雷波相速度计算技术通过计算相邻两个接收道的相位差实现频散曲线的计算，提高了横向分辨率；基于频率区间的对数等分原理，利用傅立叶变换积分直接计算瑞雷波频散曲线，使低频段频率间隔减小，从而有效提高了深层的勘探精度；小波变换提取瑞雷波技术是基于频散带内的面波波场特征与体波的区别，根据视速度范围，通过小波系数阈值判断方法提取面波。 　　（3） 性能指标：在复杂地表情况下进行地震反射勘探，提高静校正、动校正的精度，提高叠加剖面的质量；在地震面波勘探中，提高对地下介质的纵、横向分辨能力和探测精度。 　　（4） 与国内外同类技术比较：浅层地震反射共中心点静校正技术是一种瞬时基准面方法，即基准面随地面共中心点的高程变化而变化，比同一基准面方法计算的静校正量精确，且不受复杂起伏地表的影响；高保真动校正技术是一种地震反射子波整体搬家方法，保证了地震记录的分辨率，解决了目前采用的逐点搬家动校正方法造成的地震反射子波拉伸问题；τ-p变换提取面波技术比二维频率视速度滤波提取面波方法要直观、方便、精度高；相邻道计算频散曲线方法是用每相邻两个接收道计算一条频散曲线，横向分辨力是道间距，目前采用的是一个排列多道计算一条频散曲线，起到了均滑作用，横向分辨力低；用快速傅立叶变换方法计算时域信号频谱，其离散的频率间隔是固定的，用此方法计算频散曲线，在低频段（深层）分辨力很差，而采用傅立叶变换直接积分方法计算频散曲线可以根据给定的任一频率计算，对要计算的频率区间采用对数值等分方法，这样，高频段频率间隔大，低频段频率间隔小，从而有效提高了深层的分辨率；用小波变换阈值判断方法提取瑞雷波，能完好地保留横向突变介质的面波波场特征，而τ-p变换提取面波只适应渐变介质。　　（5）成果的创造性、先进性：（a）首次提出了基于共中心点瞬时基准面的静校正方法，解决了复杂地表情况下地震反射波静校正量难以计算精确的问题；（b）首次将地震子波整体搬家方法用于反射波动校正，解决了较浅层反射子波拉伸畸变问题；（c）首次实现利用τ-p变换提取面波技术以适应相邻道频散曲线的计算；（d）首次实现相邻道计算频散曲线方法，提高了横向分辨率；（e）首次采用傅立叶变换直接积分方法计算频散曲线，提高了深层的分辨率；（f）首次实现用小波变换阈值判断方法提取瑞雷波，完好地保留了横向突变介质的面波波场特征。 上述提高纵、横向勘探分辨率技术是国内首创，经过河南省科学技术信息研究院的查新（编号：200841b0101155），该类研究在国内外未见相同报道。　　（6）作用意义（直接经济效益和社会意义）：　　浅层地震勘探应用领域很广泛，为了提高其勘探精度，很多学者都在致力于其数据处理的理论、方法及技术研究。浅层反射地震勘探数据处理的过程多且复杂，该项研究成果解决了目前常规方法存在的几个关键技术难题，为提高浅层反射地震勘探的可靠性和精度起到了至关重要的作用。该项瑞雷面波勘探技术研究成果，提高了地基、路基、桩基等探测的精确度，同时也为三维三分量地震勘探中的转换波静校正量计算奠定了坚实的理论基础。目前，该项研究成果已投入应用，成本低、效率高，能为高等级公路建设过程中的勘察和质检提供质量保证，并可节约大量资金。　　（7）推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见：　　该项研究成果可用于地基、路基、桩基、堤坝、岩溶、地下孔洞、浅层断层等的工程勘察、工程质量检测中，已编写了相应的应用软件，取得了显著的应用效果,性价比高，实用性强，该项研究成果具有很好的推广应用前景。