瑞雷型地震槽波的相速度和群速度頻散曲線,在低頻段的基階和第1高階模式可能存在"交叉"現(xiàn)象,影響槽波頻散曲線的正確拾取。為了研究這種"交叉"現(xiàn)象,設計了典型對稱三層巖-煤-巖模型,考慮煤巖介質(zhì)縱橫波速度、密度和煤層厚度等參數(shù)的變化,利用廣義反射-透射系數(shù)算法計算了多組瑞雷型槽波頻散曲線,并使用交錯網(wǎng)格高階有限差分數(shù)值模擬槽波地震記錄,提取頻散曲線進行驗證。對比分析發(fā)現(xiàn),煤層與圍巖橫波速度的差異對槽波頻散曲線"交叉"現(xiàn)象起著決定性的影響,差異越大,越易產(chǎn)生"交叉"現(xiàn)象;而煤層縱波速度、密度和厚度變化對"交叉"現(xiàn)象影響較小。 

【文章來源】：煤礦安全. 2020,51(12)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

水平層狀模型

對稱三層煤層模型

圖2 對稱三層煤層模型若頻散曲線有交叉時，只有對“交叉”段進行了預判優(yōu)化處理才能獲得正確的頻散曲線[7]。因為，頻散曲線的計算過程是：對每個給定頻率f計算1次頻散方程式（1）的根，將獲得多個根（相速度c），最終把所有給定頻率計算的結(jié)果連接成1條連續(xù)的頻散曲線。通常情況下，依次搜到符合計算精度的根會先判給基階模式，再判給1階模式。若算法不做交叉判斷和優(yōu)化處理，則頻散曲線會出現(xiàn)連接錯誤。例如，未優(yōu)化處理計算的圖2煤層中的槽波頻散曲線如圖4，相速度頻散曲線的基階和1階模式在低頻段并不交叉，是分開的。但由此相速度曲線所計算的群速度曲線[14]會產(chǎn)生跳躍式的變化，而群速度不可能發(fā)生這樣的突變。因此判斷，圖4中基階和1階曲線相速度頻散曲線實際上是相交的。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Research and Application of In-seam Seismic Survey Technology for Disaster-causing Potential Geology Anomalous Body in Coal Seam[J]. TENG Jiwen,LI Songying,JIA Mingkui,LIAN Jie,LIU Honglei,LIU Guodong,WANG Wei,Volker SCH?PE,FENG Lei,YAO Xiaoshuai,WANG Kang,YAN Yafen,ZHANG Wanpeng.  Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2020(01)
[2]基于透射槽波的采煤工作面陷落柱探測模擬研究[J]. 馬欣,楊思通,李新鳳,郭曉東,白錦琳,文志杰,張亮.  煤礦安全. 2019(04)
[3]煤層厚度變化時地震槽波理論頻散曲線計算方法及頻散特征分析[J]. 喬勇虎,滕吉文.  地球物理學報. 2018(08)
[4]新的瑞雷波多模式頻散曲線反演目標函數(shù)[J]. 蔡偉,宋先海,袁士川,胡瑩.  地球科學. 2017(09)
[5]層狀黏彈性介質(zhì)中Rayleigh波頻散曲線“交叉”現(xiàn)象分析[J]. 張凱,張保衛(wèi),劉建勛,徐明才.  地球物理學報. 2016(03)
[6]六種不同變質(zhì)程度煤的縱橫波速度特征及其與密度的關系[J]. 王赟,許小凱,張玉貴.  地球物理學報. 2012(11)
[7]槽波層析成像方法在煤田勘探中的應用——以河南義馬礦區(qū)為例[J]. 王偉,高星,李松營,樂勇,胡國澤,歷玉英.  地球物理學報. 2012(03)
[8]煤礦井下槽波三維數(shù)值模擬及頻散分析[J]. 姬廣忠,程建遠,朱培民,李輝.  地球物理學報. 2012(02)
[9]廣義反射-透射系數(shù)算法的無量綱化[J]. 袁臘梅,凡友華,孫書榮.  地震學報. 2009(04)
[10]利用廣義反射-透射系數(shù)方法求解含低速層水平層狀介質(zhì)模型中面波頻散曲線問題[J]. 何耀鋒,陳蔚天,陳曉非.  地球物理學報. 2006(04)

博士論文
[1]高頻面波中不同模態(tài)的特性及應用[D]. 高玲利.中國地質(zhì)大學 2016



本文編號：3475936