Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu so sánh các phương pháp phân tích phân cực ba thành phần cho phát hiện địa chấn tiên tiến trong đường hầm
Tóm tắt
Khảo sát địa chấn đa thành phần bù đắp cho những thiếu sót của nhiều giải pháp trong khảo sát địa chấn đơn thành phần truyền thống để xác định lithological và giải thích cấu trúc địa chất. Các phương pháp phân tích phân cực đóng vai trò quan trọng trong xử lý dữ liệu địa chấn đa thành phần. Tuy nhiên, khi nhiều loại sóng rất gần nhau, việc xác định phân bố phân cực của các dạng sóng khác nhau rất khó khăn khi sử dụng các phân tích phân cực trong miền thời gian hoặc miền tần số-thời gian thông thường. Trong bài viết này, một phương pháp phân tích phân cực tức thời trong miền tần số-thời gian dựa trên phương pháp tần số-thời gian của biến đổi S tổng quát được giới thiệu. Các tham số phân cực tức thời (trục phân cực, khả năng phân cực và vector phẳng hóa) có thể được tính toán dựa trên phổ tần số-thời gian và pha tức thời của tín hiệu đa thành phần. Mô phỏng số về phát hiện địa chấn ba thành phần trong không gian ba chiều cho thấy những kết quả sau: sóng P bị nhiễu xạ từ điểm đứt gãy có các đặc điểm của chuỗi sóng hẹp và tốc độ nhanh, khiến nó dễ dàng được xác định. Ngoài ra, đây là một sóng hiệu quả cho phân tích phân cực do các đặc tính phân cực rõ ràng của nó. Kết hợp những lợi thế của phương pháp phân tích trong miền tần số-thời gian, phương pháp này chính xác hơn trong việc xác định dạng sóng và đáng tin cậy hơn trong việc xác định đứt gãy. Bên cạnh đó, phương pháp này cung cấp kết quả tốt hơn so với phương pháp phân tích phân cực trong miền thời gian thông thường.
Từ khóa
#phân tích phân cực #khảo sát địa chấn đa thành phần #phương pháp tần số-thời gian #phát hiện tiên tiến #sóng PTài liệu tham khảo
Bataille K, Chiu JM (1991) Polarization analysis of high-frequency, three-component seismic data. Bull Seismol Soc Am 81:622–642
Diallo MS, Kulesh M, Holschneider M, Kurennaya K, Scherbaum F (2006) Instantaneous polarization attributes based on adaptive covariance method. Geophysics 71(5):99–104
Jurkevics A (1988) Polarization analysis of three-component array data. Bull Seismol Soc Am 78(5):1725–1743
Kanssewich ER (1981) Time series sequence analysis in geophysics. University of Alberta Press, Edmonton, Alberta
Kulesh M, Diallo MS, Holsehneider M, Kurennaya K, Kruger F, Ohrnberger M, Scherbaum E (2007) Polarization analysis in the wavelet domain based on the adaptive covariance method. Geophys J Int 170(2):667–678
Li SC, Song J, Zhang JQ, Wang CW, Liu B, Liu FW, Ma SM, Nie LC (2017) A new comprehensive geological prediction method based on constrained inversion and integrated interpretation for water-bearing tunnel structures. Eur J Environ Civ Eng 21:1441–1465
Montalbetti JF, Kanasewich ER (1970) Enhancement of teleseismic body phase with a polarization filter. Geophys J R Astron Soc 12:19–29
Morozov IB, Smithson SB (1996) Instantaneous polarization attributes and direction filtering. Geophysics 61:872–881
Park J, Vernon FL, Lindberg CR (1987) Frequency dependent polarization analysis of high-frequency seismograms. J Geophys Res-Atmos 92:12664–12674
Perelberg AI, Hornbostel SC (1994) Application of seismic polarization analysis. Geophysics 59(1):119–130
Pinnegar CR (2006) Polarization analysis and polarization filtering of three-component signals with the time-frequency S transform. Geophys J Int 165(2):596–606
Rene RM, Fitter JL, Forsyth PM, Kim KY, Murray DJ, Walters JK, Westerman JD (1986) Multicomponent seismic studies using complex trace analysis. Geophysics 51(6):1235–1251
Samson JC (1983) The spectral matrix, eigenvalues, and principal components the analysis of multichannel geophysical data. Ann Geophys 1:115–130
Samson JC, Olson JV (1980) Some comments on the description of the polarization states of waves. Geophys J R Astron Soc 61:115–130
Samson JC, Olson JV (1981) Data-adaptive polarization filter for multichannel geophysical data. Geophysics 46:1423–1431
Schimmel M, Gallart J (2003) The use of instantaneous polarization attributes for seismic signal detection and image enhancement. Geophys J Int 155(2):653–668
Soma N, Niitsuma H, Baria R (2002) Reflection technique in time-frequency domain using multicomponent acoustic emission signals and application to geothermal reservoirs. Geophysics 67(3):928–938
Viddale JE (1986) Complex polarization analysis of particle motion. Bull Seismol Soc Am 76(5):1393–1405
Wang B, Liu SD, Jin B, Qiu WY (2019a) Fine imaging by using advanced detection of reflected waves in underground coal mine. Earth Sci Res J 23(1):93–99
Wang B, Liu SD, Zhou FB, Hao JL (2019b) Experimental seismic attributes of gas-bearing anthracite. Arab J Geosci 12(23):1–7
Wang B, Jin B, Huang LY, Liu SD, Sun HC, Liu JS, Ding X, Wang SC (2020a) A Hilbert polarization imaging method with breakpoint diffracted wave in front of roadway. J Appl Geophys 177:1–9
Wang B, Qiu WY, Liu SD, Sun HC, Ding X, Jin B, Zhang ZD (2020b) Supercritical CO2 source for underground seismic exploration. J King Saud Univ Sci 32:1731–1737
Wang B, Sun HC, Huang LY, Liu SD, Jin B, Zhang H, Zhang ZD, Ding X, Qiu WY, Wang SC (2020c) Wave field characteristics of small faults around the loose circle of rock surrounding a coal roadway. J Environ Eng Geophys 25(2):245–254
Wang B, Liu SD, Sun HC, Xing SY, Zhang J, Ding X, Gong Z (2020d) Field experiment and prospect discussion of in-seam seismic survey for CO2 source. Journal of China society, DOI:https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2020.1420
Xiong S, Lu J, Qin Y (2018) Prediction of coal-bearing strata characteristics using multi-component seismic data-a case study of Guqiao coalmine in China. Arab J Geosci 11(15):1–11
Zhang J, Walter WR, Lay T, Wu RS (2003) Time-domain pure-state polarization analysis of surface waves traversing California. Pure Appl Geophys 160:1447–1478