公路下伏采空區(qū)瑞雷波傳播數(shù)值模擬.pdf

1、隨著我國(guó)交通事業(yè)迅猛發(fā)展，路網(wǎng)密度越來(lái)越大，在采空區(qū)上方修建公路已經(jīng)不可避免，然而下伏采空區(qū)對(duì)地表公路是一個(gè)巨大的潛在威脅。瑞雷面波勘探法憑其抗干擾能力強(qiáng)、淺層分辨率高、衰減小、快捷輕便等優(yōu)點(diǎn)，在采空區(qū)探測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用。為更清楚地了解瑞雷面波在地下采空區(qū)中的傳播規(guī)律，提高實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的解釋精度，并為采集圖譜的反演解譯提供理論基礎(chǔ)，本文基于交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分法建立了多種地下介質(zhì)模型，分析了不同類型的采空區(qū)對(duì)瑞雷面波傳播信號(hào)的影響。主要研究結(jié)

2、論如下：
　　（1）推導(dǎo)了彈性波動(dòng)有限差分方程，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用C++語(yǔ)言編寫(xiě)了相應(yīng)的瑞雷面波波場(chǎng)正演數(shù)值模擬程序。建立了均勻半空間、兩層半空間、三層半空間介質(zhì)模型，模擬了瑞雷面波在這三種介質(zhì)中的傳播過(guò)程，模擬結(jié)果表明：瑞雷面波在均勻介質(zhì)中無(wú)頻散現(xiàn)象，在層狀介質(zhì)中具有頻散現(xiàn)象，這與瑞雷面波的基本傳播理論一致。
　?。?）建立了均勻半空間含采空區(qū)介質(zhì)模型，模擬了瑞雷面波在這種介質(zhì)中的傳播過(guò)程，模擬結(jié)果表明：當(dāng)?shù)卣鸩▊鞑ブ敛煽諈^(qū)邊

3、界時(shí)，會(huì)產(chǎn)生繞射波，因此，在實(shí)際工程探測(cè)中，可根據(jù)地震記錄圖像是否存在繞射波來(lái)預(yù)估地下巖層中采空區(qū)的存在。
　?。?）建立了層狀半空間含不同尺寸、埋深、充填物采空區(qū)的介質(zhì)模型，分別模擬了瑞雷面波在其中的傳播過(guò)程，模擬結(jié)果表明：各個(gè)模型中采空區(qū)的出現(xiàn)均導(dǎo)致地震記錄發(fā)生顯著變化，即在采空區(qū)所在位置處產(chǎn)生繞射波；采空區(qū)尺寸越大，單炮記錄中繞射波越多；采空區(qū)埋深越大，單炮記錄中的繞射波產(chǎn)生的時(shí)間越晚，且繞射波能量越弱；當(dāng)采空區(qū)為充氣、充水