- 牛志杰;祁之来;赖胜;杨卫;岳想平;
青海某小型水库在蓄水位增加过程中，坝后量水堰渗水量显著增大，下游办公楼东北侧坡脚处有水渗出，并在楼北侧形成大面积积水区域，并随着蓄水位的上升而愈发严重。基于电性差异以及渗流场基础，本文通过高密度电法和伪随机流场法相结合对坝体的渗漏路径进行探测。通过对两种测试方法的异常成果进行分析，最终推断坝体及两岸边坡存在三条渗漏通道；并基于软件对坝体及渗漏通道进行三维建模，直观地展示出探测成果及推断的渗漏通道的分布情况；并在高密度电法L1测线对推断的渗漏影响区域进行开挖验证。探测结果表明：高密度电法和伪随机流场法相结合的综合物探法，在对库区渗漏入水口及坝体内渗漏通道的探测中具有可行性，可为大坝后期的维修加固提供有效的技术支持，对大坝渗漏探测工作具有指导性意义。
2025年02期 v.22 183-190页 [查看摘要][在线阅读][下载 2283K] - 马涛;
为了快速制定隧道坍塌处理方案，运用综合物探技术，查明隧道坍塌层厚度、基岩起伏形态及坍塌体与线路的位置关系。在分析隧道坍塌原因的基础上，采用等值反磁通瞬变电磁、波速测试、孔内电视物探方法，依据瞬变电磁反演剖面异常特征分析，为钻孔位置提供指导，多种方法结果相互补充、相互验证，快速查明HJY隧道出口DK232+602—DK232+615段洞身为重点坍塌区、DK232+615—DK232+645段为存在部分空洞的坍塌区、DK232+645—DK232+670段为隧道完全坍塌区。同时采用孔内测斜监测手段，排除斜坡坍塌体滑坡风险。结果表明，综合物探技术在隧道坍塌抢险中具有重要的应用价值，可为抢险决策提供科学依据。
2025年02期 v.22 191-198页 [查看摘要][在线阅读][下载 3632K] - 王小勇;张志;许强平;胡俊杰;
为降低安全风险，在岩溶发育区开展工程建筑活动需要详细查明地下溶洞分布情况。以往岩溶探测主要通过钻探结合传统电法勘探来实施，但密集式钻探往往成本高、耗时长，传统电法勘探精度较低，构建基于经济性和精确性的岩溶探测技术模式成为迫切需要解决的问题。基于此，以安徽省庐江县某岩溶发育区为靶区，结合区内钻孔验证情况，开展了FCTEM(Fast Cut-off Transient Electromagnetic)小回线瞬变电磁法与微动在地下岩溶探测中的应用研究，结果表明：(1)FCTEM小回线瞬变电磁法横向分辨率高，初步反演深度存在误差；微动纵向分辨率高，反演深度相对可靠；(2)基于钻孔揭露和微动成果的约束反演提高了FCTEM纵向分辨率，有效查明了区内岩溶剖面、平面和空间分布特征；(3)综合FCTEM瞬变电磁法扫面、微动验证及钻探约束的探测模式，可以实现连通性充填型岩溶高效、精准的探测。本文探测方案为相近地区提供了技术参考，具备一定的推广价值。
2025年02期 v.22 199-206页 [查看摘要][在线阅读][下载 2944K] - 黄佳坤;
地铁盾构施工前需排查各种地下风险源，其中废弃桩基础的探测难度较大。工程实践发现，当地下存在较硬介质时，在其上方地表观测到的微动信号H/V(Horizontal to Vertical)谱比的量值比在其周边背景土层地表观测到的大。利用H/V谱比的这一特征，提出采用高密度H/V谱比法在福州地铁某线盾构区间对废弃的桩基础展开探测，以1 m×1 m的网格在地表上共布置380个检波点，采用三分量的检波器进行数据接收，在每个检波点上采集10～15 min的微动信号，使用Matlab(Matrix Laboratory)编写的程序计算出每个检波点的H/V谱比曲线，并绘制10个H/V剖面图和若干等频率切片图，综合分析各成果剖面划分出多处疑似桩基础异常，指导开挖拔桩施工，最终共拔出15根管桩，桩长约22～24 m,桩径约0.6 m,以盲探的形式实现了废弃桩基础的探测，为后期的盾构施工排除了风险源，方法可供类似工程借鉴。
2025年02期 v.22 207-215页 [查看摘要][在线阅读][下载 3859K] - 李书兆;孙国栋;申辰;李文逵;罗进华;王教龙;
为了应对海上风电场对海底岩土参数探测的需求，以海南岛西部的莺歌海盆地东方区海上风电项目建设为例，用建立邻域的方式将地震数据和孔压静力触探试验(Cone Penetration Test, CPT)数据联系起来，构建深度学习岩土参数预测模型。通过K折交叉验证对模型进行训练，并与支持向量机、随机森林和神经网络模型进行了对比。实验结果表明，所提出的深度学习岩土参数预测模型在验证精度方面显著优于3种机器学习模型，相对误差率小85%,拟合优度大21%,均方根误差小59%,平均绝对百分比误差小71%,在测试孔位CPT-16上对比4种方法，深度学习岩土参数预测模型最拟合，能预测出CPT岩土参数的变化趋势，在预测地震剖面的岩土参数方面，深度学习岩土参数预测模型能呈现出细致且自然的地层起伏变化。总结，深度学习岩土参数预测模型具有很高的可靠性，能够对海上风电场海底岩土参数进行有效的预测。
2025年02期 v.22 216-226页 [查看摘要][在线阅读][下载 4008K] - 李寿华;陈江源;王海红;许第桥;陈志财;
随着矿山开采活动的不断扩展，矿区地下空间逐渐形成了大量的采空区。由于采空区塌陷等潜在的地质灾害，对矿山的安全生产以及周边居民的生命财产安全构成了严重威胁。因此，对采空区进行精准的定位和探测，以确保矿区的安全运营，显得尤为关键和迫切。本文应用瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Method, TEM)和微动探测方法在矿区中开展工作。通过两种方法结合使用，再结合地质资料和矿区巷道分布信息，并查明采空区的具体展布范围和埋藏深度。为了验证方法的有效性，本文选取了双鸭山羊鼻山铁矿二道沟区域作为研究对象，完成了31条瞬变电磁法测量测线和14条微动探测测线的工作。通过探测，成功地探查到了工作区内采空区的具体位置。为了进一步验证探测结果的准确性，进行了钻孔验证工作。实践证明，这两种物探技术在采空区勘查中的应用效果非常理想，为采空区的验证钻孔定位提供了科学依据，也为后续的治理设计和实施提供了重要的参考。
2025年02期 v.22 227-235页 [查看摘要][在线阅读][下载 4669K] - 徐飞宇;苏荣华;南霆;王赟;
轨道交通产生的地震波日益受到关注，成为地球物理领域的研究热点。然而，现有关于地铁振动的实际研究较少，且大多集中在平动观测上，几乎不考虑旋转运动。为了表征地震波场更完整的矢量信息，以及发展利用其进行复杂移动振动源的定位技术，本文介绍了在临近地铁运行的市区校园内开展的单点六分量地震观测实验。本工作对变速地铁的六分量信号进行了基于同步挤压傅里叶变换的时频分析；并基于轨道准静态载荷激发的理论进行分析，利用时频滤波与六分量地震记录互相关方法对地铁目标进行了定位。结果表明，本文提出的技术流程在传统三分量极化分析定位失效的情况下，计算得到的平动和旋转分量的最大互相关系数可达0.63～0.96,且时窗内最大系数对应的后方位角变化与地铁的移动相匹配。证明基于六分量的分析方法与定位技术对于地铁地震波的研究是可行的，且能为类似复杂移动源定位问题提供解决思路和参考。
2025年02期 v.22 236-246页 [查看摘要][在线阅读][下载 1983K]
- 宗育泉;李乾;王浩;邓闻达;
土石坝是一种典型的土石混合介质，具有明显的非均匀性，掌握地震波在非均匀坝体中的传播特征是准确探测坝体隐患的前提。本文依据实际坝体介质的土石混合特征，基于随机介质理论，通过对随机扰动进行局部的分割与重新赋值，建立了能有效体现坝体非均匀性的土石混合介质模型；采用空间六阶时间二阶的有限差分法开展了土石混合坝体地震波场的数值模拟，分析了坝体非均匀性对有效波场的影响。研究结果表明，自相关长度与局部窗口尺寸越大，建立的土石混合坝体模型非均匀性越强；地震记录中强能量的散射波主要由瑞雷面波产生，相比于常规的随机介质，土石混合介质中散射波的能量更强，持续的时间更长；散射波对近炮点的反射纵波与转换波影响较大，对反射横波影响相对较小。
2025年02期 v.22 270-276页 [查看摘要][在线阅读][下载 3139K] - 徐敏;张宗楼;毕爽爽;鲍现奎;朱丹华;
随着地球物理勘探技术的进步，被动源面波已成为获取地下介质横波速度参数的重要工具。然而，城市环境中的被动源面波数据常常受到噪声干扰，这对空间自相关法的应用提出了挑战。为了解决这一问题，本研究引入了小波变换去噪技术，通过多尺度分解与阈值处理，有效去除了自相关系数中的噪声成分。在数值模拟部分，对理论空间自相关系数即贝塞尔函数进行了加噪处理，并评估了10种不同类型的小波基在降噪分析中的表现。模拟结果显示，cofi5小波基在贝塞尔函数的噪声压制方面表现优异。针对杭州市城南路采集的实测数据，降噪处理后，面波频散能量在2～16 Hz频带范围内的收敛度得到了显著提升。实验结果表明，小波变换去噪技术显著提高了被动源面波空间自相关法的有效频谱范围和准确性，为被动源探测技术的发展提供了强有力的支持。
2025年02期 v.22 277-284页 [查看摘要][在线阅读][下载 1710K] - 周杨;陈刚;边家文;
全球定位系统(Global Positioning System, GPS)坐标时间序列被广泛应用于诸多领域，如地壳形变、地震、海啸预警和板块运动监测等。但是由于受到某些地球物理效应以及相关技术误差的影响，使得GPS坐标时间序列中不可避免地包含大量噪声及缺失数据，因此精确地重构GPS坐标时间序列具有重要意义。针对该问题，本文利用低秩矩阵补全的方法对由观测的GPS坐标时间序列构造的Hankel矩阵进行矩阵补全。由于秩函数的估计和求解是NP(Non-deterministic Polynomial, NP)难问题，本文用因子组稀疏正则化(Factor Group-Sparse Regularization, FGSR)替代秩函数的估计。相对于加权核范数最小化(Weighted Nuclear Norm Minimization, WNNM)用核范数来替代秩函数，FGSR能避免在每次迭代时进行奇异值分解(Single Value Decomposition, SVD),节省计算成本。尤其是在重构较大规模的矩阵时FGSR的用时，比WNNM快了3～4倍。通过模拟数据实验，本文将FGSR方法与小波分解方法(Wavelet Decomposition, WD)、奇异谱分析方法(Singular Spectrum Analysis, SSA)、滑动最小二乘方法(Moving Ordinary Least Squares, MOLS)、WNNM和Hankel矩阵补全(Hankel Matrix Completion, HMC)进行比较。实验结果表明，FGSR可以更加有效地重构GPS坐标时间序列：在低噪声情况下，FGSR的Misift比所比较方法小2%～3%;在高噪声情况下，FGSR的Misift比所比较方法小0.8%～17%;此外，FGSR分离出的噪声与加入的噪声在谱指数、振幅以及速度不确定度都是最接近的。
2025年02期 v.22 285-295页 [查看摘要][在线阅读][下载 2615K] - 凡帆;李志明;
在海洋拖缆地震数据采集中，由于观测系统的限制，近偏移距数据常常缺失，影响后续的地震资料处理和解释。本文提出了一种基于递推策略的近偏移距数据重建方法，包括：训练数据集构造、网络训练和近偏移距数据递推重建三个阶段。在训练数据集构造阶段，从观测数据中不缺的部分获取训练数据；在网络训练阶段，采用U形网络结构(U-net),以人为缺失数据作为输入，完整数据作为标签，训练网络学习缺失数据到完整数据的映射。在近偏移距数据重建阶段，通过递推策略，将大间隔缺失的重建任务分解为多个小间隔缺失的任务，从而逐步完成数据的重建。实验结果表明：相较于传统的多通道奇异频谱分析法和自适应预测误差滤波器方法，本文方法能够更准确地重建地震数据的同相轴信息及纹理细节，并使重建结果的信噪比提升了2.5～3.5 dB。
2025年02期 v.22 296-303页 [查看摘要][在线阅读][下载 2497K] - 国为政;张毅;
重力反演是恢复地下目标的密度分布，用于解释地球的内部结构和分布的一种手段。然而，传统重力反演方法在处理复杂地质结构时存在一定的局限。近年来，随着深度学习(Deep Learning, DL)算法的快速发展，基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)的重力反演也取得了一定的好效果。本文基于SegNet(Semantic Segmentation Network,语义分割网络)卷积神经网络，提出了一种改进的重力反演方法，构建了4种密度异常体模型对应的训练数据集。通过对比理论模型反演结果和重建密度的均方根误差(Root Mean Square Error, RMSE),得出本方法对密度异常体的位置、密度以及埋深具有较好的反演效果；抗噪能力良好，同时具有较强的泛化能力，并且本方法被应用于墨西哥圣尼古拉斯硫化物铜锌矿区实际数据的反演，反演结果与真实边界吻合，高密度区域能清晰地显示出来，密度分布结果与真实区域吻合，进一步证明了本文所提方法的正确性和有效性。
2025年02期 v.22 304-315页 [查看摘要][在线阅读][下载 2702K] 下载本期数据