收藏本站
《西南交通大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

深埋隧道中地震波场特征的数值模拟研究

黄元元  
【摘要】: 在隧道施工中经常出现预料不到的地质灾害,如塌方、软弱破碎带、节理发育围岩、断层、高应力、冒顶、涌水、涌泥(沙)、泥石流、高瓦斯、强地震带和高低温等问题,故在施工期进行超前地质预报就显得尤为重要。 本论文首先介绍了国内外常用的隧道超前预报的方法及其原理,各种方法的优缺点,国内在隧道超前预报中的实际应用可以看出,实践已经向前走了很大一步,总体水平还处于发展之中,不完全成熟,需要进一步改进和完善,预报的准确性和可靠性还有待提高。实际方法应用中,基于地震反射波法的隧道超前预报占有较大比重,这就要求在理论上对隧道地震反射波法进行研究。本文采用有限元数值模拟软件模拟深埋隧道中地震波场特征,从在理论上对基于反射地震的地质超前预报提供指导。本文采用雷克子波模拟震源,讨论了一维加载方式震源和二维加载方式震源对地震波场的影响,得出二维震源加载方式模拟水平位移和竖直位移的方向性很强,能量分布均匀,合成位移基本上呈半球状在地下均匀半空间传播。 利用二维震源加载方式模拟隧道中边墙放炮和掌子面放炮两种观测方式的隧道波场特征,边墙放炮中的沿隧道边墙产生的面波遇到掌子面转化成横波、转换横波遇到断层界面反射回掌子面时转化成面波沿隧道边墙传播。隧道掌子面放炮特点,隧道掌子面放炮的隧道波场特征比较简单,可以比较清晰的判别前方反射界面的位置。掌子面放炮隧道模型分析中,纵波反射占优,横波在弹性界面处大部分能量发生透射:通过两种地震记录的分析可以看出,实际应用中应该加强多波多分量地震信号采集,加强多波多分量地震记录对比,从而有效判别各种波,正演模拟是了解弹性波场的有效方法,可以根据实际情况建立隧道地质模型,利用有限元法进行正演模拟计算,以了解不同反射界面的特征,为偏移距的选择和后续的数据处理提供指导。本文通过隧道波场快照和合成地震记录两种方式对隧道的波场特证进行分析。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:P631.4

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 刘丙兴;吴智;廖烟开;;水平声波剖面法在铁路隧道施工中的应用[J];路基工程;2013年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 肖宽怀;隧道超前预报地球物理方法及应用研究[D];成都理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 蒋伟;浅层地震勘探中有限元数值模拟方法的应用研究[D];中国地震局地球物理研究所;2011年
2 王天;隧道地震超前预报中的波场分离数值模拟研究[D];西南交通大学;2011年
3 邓少平;兰新铁路第二双线LXS-3标段隧道超前地质预报研究[D];西南交通大学;2012年
4 叶唐进;瞬态瑞雷面波法ANSYS数值模拟中的参数研究[D];西南交通大学;2012年
5 代勇;综合地质预报技术在岩溶隧道中的应用研究[D];华南理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁晓铭,廖振鹏;圆弧形凹陷地形对平面SH波散射问题的级数解答[J];地震工程与工程振动;1993年02期
2 姜忻良,徐余,郑刚;地下隧道-土体系地震反应分析的有限元与无限元耦合法[J];地震工程与工程振动;1999年03期
3 陈波,吕西林,李培振,陈跃庆;用ANSYS模拟结构-地基动力相互作用振动台试验的建模方法[J];地震工程与工程振动;2002年01期
4 赵永贵;;国内外隧道超前预报技术评析与推介[J];地球物理学进展;2007年04期
5 董俊,赵成刚;三维半球形凹陷饱和土场地对平面P波散射问题的解析解[J];地球物理学报;2005年03期
6 曾昭璜;隧道地震反射法超前预报[J];地球物理学报;1994年02期
7 刘晶波;局部不规则地形对地震地面运动的影响[J];地震学报;1996年02期
8 成景旺;顾汉明;徐照营;;实际地层条件下爆炸震源子波模拟研究[J];工程地球物理学报;2009年05期
9 刘晶波,李彬;三维黏弹性静-动力统一人工边界[J];中国科学E辑:工程科学 材料科学;2005年09期
10 廖振鹏;近场波动的数值模拟[J];力学进展;1997年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘家华;建筑结构地震反应计算模型中弹簧—阻尼器边界[D];合肥工业大学;2002年
2 杨峰;TSP隧道超前预报中典型地质异常体的射线追踪数值模拟研究[D];西南交通大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁建国,湛华;挑梁根部设钢筋混凝土柱时设计计算方法[J];四川建筑科学研究;2001年04期
2 陈万祥,郭志昆,杨成忠;结构多维弹塑性地震反应的时程分析研究[J];四川建筑科学研究;2003年01期
3 李扬,高日,晏景通;自重对索网结构找形的影响[J];四川建筑科学研究;2003年02期
4 陈建峰,秦建庆,石振明,沈明荣;砂井地基沉降的二维有限元分析(二)——修正剑桥渗流耦合模型有限元及实例计算[J];四川建筑科学研究;2003年04期
5 蔡江东;考虑稠度状态时饱和粘性土自重应力计算方法[J];四川建筑科学研究;2003年04期
6 周亦唐,钟国强,俞进,赵惠敏,葛晓旭;塑料土工格栅加筋土结构的振动台试验研究[J];四川建筑科学研究;2004年02期
7 付志前;单向土工格栅加筋土的流变模型[J];四川建筑科学研究;2004年02期
8 段凯,杨新华,杨文兵;用ANSYS软件计算桥梁结构的温度应力[J];四川建筑科学研究;2005年03期
9 马明江;某泵站边坡土质特性研究[J];四川建筑科学研究;2005年03期
10 马杰,侯景军,何英明;昆明某大厦纠偏的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2005年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宫建国;陶钧;曾胜;金涛;;地基平面沉降下的大型石油储罐模态分析[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
2 张应迁;石艳;唐克伦;刘明;;外压容器临界载荷特性研究[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
3 王青平;白武明;王洪亮;;多重网格在二维泊松方程有限元分析中的应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
4 李辉;孙利平;雷龙;;板簧支架动态外载的计算和疲劳分析[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年
5 李同春;朱寿峰;赵兰浩;胡继刚;;考虑坝体与坝肩动力相互作用的坝肩稳定动接触降强算法[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
6 张汉云;张燎军;;基于虚拟裂缝模型的带横缝高拱坝的抗震性能研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
7 李龙仲;张燎军;张汉云;胡森;;节点连接方式对钢管混凝土组合结构整体性能的影响研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
8 王立涛;马怀发;陈厚群;刘金朝;;水工结构动态响应并行计算研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
9 杨正权;刘小生;赵剑明;赵军强;陈宁;刘启旺;;深厚覆盖层场地地震反应分析研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
10 谯雯;刘国明;;基于黏弹性人工边界的防洪堤动力有限元分析[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张红哲;车身概念设计智能CAE关键技术的研究[D];长春理工大学;2010年
2 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 折勇;直角域中圆形夹杂与裂纹反平面动力的相互作用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王学庆;考虑土—结构动力相互作用的巨型框架隔震悬挂结构动力响应分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 白会娟;导电材料结构电磁热弹性多场行为的理论研究[D];兰州大学;2010年
6 孙军杰;黄土场地震陷与桩基负摩阻力现场试验研究[D];兰州大学;2010年
7 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
8 毛海涛;无限深透水地基上土石坝坝基渗流控制计算方法和防渗措施的研究[D];新疆农业大学;2010年
9 江辉煌;砂井处理超软地基的固结计算[D];中国铁道科学研究院;2009年
10 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 桑培淼;注水强化松软煤壁稳定性的规律及工艺参数研究[D];河南理工大学;2010年
2 刘根保;基于邓肯—张模型的垃圾土强度特性及边坡稳定性研究[D];南昌航空大学;2010年
3 张学武;基于磁控技术的TIG焊残余应力的研究[D];南昌航空大学;2010年
4 胡婷萍;大厚度电子束焊缝的超声检测及缺陷散射信号的研究[D];南昌航空大学;2010年
5 冯银银;隧道围岩应力与位移数值模拟与分析[D];山东科技大学;2010年
6 马飞飞;框架结构轻钢加层的地震反应分析研究[D];山东科技大学;2010年
7 刘帅;大型渠道混凝土振动密实成型数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
8 王钊;桩—锚杆支护结构可靠性研究[D];山东科技大学;2010年
9 王权;起重机减速器变位斜齿轮副有限元仿真分析与研究[D];山东科技大学;2010年
10 宁小文;二阶弹塑性分析在钢结构抗震设计中的应用研究[D];安徽农业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈建峰;隧道施工地质超前预报技术比较[J];地下空间;2003年01期
2 张庆松;李术才;孙克国;许振浩;;公路隧道超前地质预报应用现状与技术分析[J];地下空间与工程学报;2008年04期
3 武科;马明月;李术才;;高风险岩溶地区隧道的综合物探研究[J];地下空间与工程学报;2011年01期
4 巩向博;韩立国;王恩利;杜立志;;压制噪声的高分辨率Radon变换法[J];吉林大学学报(地球科学版);2009年01期
5 由静;李川;张晨;赵永贵;;地震CT、高密度电法对厂口隧洞地质构造、结构的联合诊断[J];大坝与安全;2008年05期
6 赵成斌;袁洪克;李德庆;孙振国;赵景尧;;松散覆盖层内隐伏断层探测研究[J];大地测量与地球动力学;2007年02期
7 赵永贵;中国工程地球物理研究的进展与未来[J];地球物理学进展;2002年02期
8 张美根,王妙月,李小凡,杨晓春,王磊;各向异性弹性波场的有限元数值模拟[J];地球物理学进展;2002年03期
9 赵永贵,刘浩,孙宇,肖宽怀;隧道地质超前预报研究进展[J];地球物理学进展;2003年03期
10 温树林,吴世林;TSP203在云南元磨高速公路隧道超前地质预报中的应用[J];地球物理学进展;2003年03期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 郭君;刘争平;于长杰;;瑞利面波响应特征有限元数值模拟[A];中国地球物理学会第二十三届年会论文集[C];2007年
2 刘欣欣;吴国忱;;有限差分法Rayleigh面波模拟[A];中国地球物理·2009[C];2009年
3 吴永栓;陈林;陈国金;;FK滤波在三维VSP波场分离中的应用[A];中国地球物理·2009[C];2009年
4 杨荣华;牛瑞芳;曹轶之;;地质超前预报技术及TSP203系统的应用探讨[A];第七届全国矿山测量学术会议论文集[C];2007年
5 黄基文;单娜琳;黄东营;;层状介质中瑞利面波波形模拟及其高阶模态分离方法[A];中国地球物理·2009[C];2009年
6 汪利民;徐义贤;;三维起伏地表瑞雷面波交错网格有限差分法正演模拟[A];中国地球物理·2009[C];2009年
7 赵永贵;;隧道超前预报技术与应用研究进展[A];中国地球物理第二十一届年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 朱超;大瑞铁路罗家村隧道地质环境与工程稳定性研究[D];北京交通大学;2011年
2 冯德山;基于小波多分辨探地雷达正演及偏移处理研究[D];中南大学;2006年
3 王齐仁;隧道地质灾害超前探测方法研究[D];中南大学;2008年
4 鲁光银;隧道地质灾害反射波法探测数值模拟及围岩F-AHP分级研究[D];中南大学;2009年
5 张立;层状介质中瑞利面波波场特征分析和反演方法研究[D];西南交通大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王智;黄土隧道中地质雷达超前预报图像的实例分析[D];长沙理工大学;2010年
2 王在磊;基于物联网的铁路建设监理管理信息系统研究[D];北京交通大学;2011年
3 王淼;高等级公路路面路基GPR量化检测技术研究[D];中国海洋大学;2011年
4 冯治国;瞬态瑞雷波法在南广铁路岩溶路基注浆质量检测上的应用[D];西南交通大学;2011年
5 张存亮;隧道超前地质预报方法及应用研究[D];西安科技大学;2011年
6 王莉;基于FEPG有限元分析系统的地震波传播的数值模拟[D];中国海洋大学;2005年
7 白哲;地质雷达在隧道超前预报中的应用[D];武汉理工大学;2006年
8 周超;探地雷达地下目标体散射问题的仿真研究[D];重庆大学;2006年
9 张春堂;分频叠前深度偏移处理方法研究[D];大庆石油学院;2007年
10 段铮;瞬变电磁法在隧道超前地质预报中的应用及解译分析[D];成都理工大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 郭如军;张海超;;汶川震中区桃关~#2隧道施工地质分析及对策[J];路基工程;2014年02期
2 孔余江;;高速公路隧道坍塌预防及治理措施[J];黑龙江交通科技;2014年04期
3 叶唐进;谢强;郑立宁;;瞬态瑞雷面波法在城市地下管道探测中的应用[J];四川建材;2012年05期
4 张振华;钟高;周杨;袁梦玲;;某大堤空洞位置与弹性波中纵横波关系的数值模拟研究[J];三峡大学学报(自然科学版);2013年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王勃;矿井地震全空间极化偏移成像技术研究[D];中国矿业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 耿嘉楠;小排列弹性波超前探测与行波分离[D];中南大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张庆松;李术才;孙克国;许振浩;;公路隧道超前地质预报应用现状与技术分析[J];地下空间与工程学报;2008年04期
2 国胜兵,潘越峰,高培正,王明洋,钱七虎;爆炸地震波模拟研究[J];爆炸与冲击;2005年04期
3 王法刚,肖国强,吴相超,周黎明;陆地声纳法及其在岩溶探测中的应用[J];长江科学院院报;2005年01期
4 杜修力,熊建国;波动问题的级数解边界元法[J];地震工程与工程振动;1988年01期
5 朱镜清,周建;海底隧道体系地震反应分析方法[J];地震工程与工程振动;1992年02期
6 吕西林,陈跃庆,陈波,黄炜,赵凌;结构-地基动力相互作用体系振动台模型试验研究[J];地震工程与工程振动;2000年04期
7 陈跃庆,吕西林,李培振,陈波,胡质理;分层土─基础─高层框架结构相互作用体系振动台模型试验研究[J];地震工程与工程振动;2001年03期
8 裴正林;井间地震层析成像的现状与进展[J];地球物理学进展;2001年03期
9 赵永贵;中国工程地球物理研究的进展与未来[J];地球物理学进展;2002年02期
10 温树林,吴世林;TSP203在云南元磨高速公路隧道超前地质预报中的应用[J];地球物理学进展;2003年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 喻振华;冯德山;;粘弹性介质中跨孔波场的交错网格有限差分法正演模拟[J];物探化探计算技术;2008年04期
2 陈沫;;横向各向同性介质地震波场逆时偏移[J];岩性油气藏;2009年04期
3 滕吉文,张中杰,王爱武,魏计春,吉连祥;弹性介质各向异性研究沿革、现状与问题[J];地球物理学进展;1992年04期
4 杨顶辉,滕吉文,张中杰;三分量地震波场的近似解析离散模拟技术[J];地球物理学报;1996年S1期
5 孙成禹;印兴耀;;三参数常Q粘弹性模型构造方法研究[J];地震学报;2007年04期
6 窦玉坛;郭常升;毛中华;丁伟;;井间地震波动方程正演数值模拟及其应用[J];地球物理学进展;2007年06期
7 曹志勇;王伟;杨德义;李飞;;煤田陷落柱波场模拟与分析[J];太原理工大学学报;2008年S2期
8 刘志敏;包吉山;;高阶有限差分地震波场正演[J];石油地球物理勘探;1989年01期
9 苗永康,綦忠,单联瑜,王修田;稳定波束法地震波场模拟技术[J];石油物探;2002年04期
10 李锋,曹凯,黄德芹,任玉秀;震源深度对低速带区地震波传播特征的影响[J];石油天然气学报;2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 鲁明文;李小凡;张美根;;非均匀介质中的地震波干涉法研究[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
2 周红;陈晓非;;地震波场的地形校正[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
3 张碧星;兰从庆;;水平多层介质地层中地震波场及面波激发机制研究[A];1995年中国地球物理学会第十一届学术年会论文集[C];1995年
4 张美根;李小凡;;复杂裂缝介质中地震波场数值模拟研究[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
5 王华忠;马在田;;三维地震波场深度外推消除与地面有关的噪音[A];1997年中国地球物理学会第十三届学术年会论文集[C];1997年
6 兰海强;张忠杰;;起伏地表条件下各向异性介质中三维地震波场有限差分法数值模拟[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
7 伍先运;余仕成;王克协;李幼铭;;可渗性地层多层地震波场的分析及面波频散特性[A];1994年中国地球物理学会第十届学术年会论文集[C];1994年
8 余德平;管路平;查树贵;徐颖;;复杂介质地震波场的数值模拟研究[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
9 刘媛媛;王赟;张美根;;基于四种等效介质理论的裂缝介质地震波响应对比[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
10 王雪秋;;页岩气储层地震波场研究中的建模问题[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 孙开峰;南京石油物探研究所地震波场参数化技术获奖[N];中国矿业报;2004年
2 邓道静;油气演变有望在屏幕上重现[N];中国石化报;2002年
3 记者 王志田;大庆油田复杂构造准确成像[N];中国石油报;2010年
4 ;科研队伍:善于创新 求真务实 敢于拼搏[N];中国石化报;2010年
5 记者 黄普根 马永 通讯员 王法;为了郑重的承诺[N];中国石油报;2009年
6 通讯员 李江辉 本报记者 孙明河;寻找那一双明亮的眼睛[N];科技日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 廉玉广;庐枞盆地金属矿地震波场精细模拟及属性应用研究[D];吉林大学;2011年
2 张海刚;浅海甚低频声传播建模与规律研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 唐启军;裂隙单斜介质地震波场正演模拟及AVO特征研究[D];吉林大学;2010年
4 肖宽怀;隧道超前预报地球物理方法及应用研究[D];成都理工大学;2012年
5 蔡涵鹏;基于地震资料低频信息的储层流体识别[D];成都理工大学;2012年
6 顾元;三维非平稳随机介质建模与参数估计[D];中国地质大学;2013年
7 王卉;地震波作用下地下管道的动力响应研究[D];天津大学;2010年
8 王驰;基于声—地震耦合的声波探雷模型研究[D];天津大学;2009年
9 孙安辉;一维速度结构和三维有限频全波层析成像研究[D];中国地震局地球物理研究所;2012年
10 胡朝元;薄煤层三维地震勘探技术[D];中国矿业大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 干大勇;地震波对岩石孔隙流体运移的影响研究[D];成都理工大学;2013年
2 邓巧琳;地震波在反射与透射影响下的能量衰减分析[D];湖南大学;2013年
3 侯伟清;基于钻孔与地面相结合的地震波空间探测方法研究[D];北京市市政工程研究院;2013年
4 靳子良;地震波在隧道超前地质预报应用中的研究[D];华南理工大学;2011年
5 廖烟开;隧道前方不良地质体复杂地震波场数值模拟研究[D];西南交通大学;2011年
6 和少伟;弹性介质地震波场的数值模拟[D];长江大学;2012年
7 柏青;桥桩下伏岩溶探测的地震波组合检波器方法研究[D];北京交通大学;2010年
8 黄元元;深埋隧道中地震波场特征的数值模拟研究[D];西南交通大学;2010年
9 朱珠;二维模型的地震波场与大地电磁场数值模拟与响应对比研究[D];中国地质大学(北京);2010年
10 李瑞强;煤矿采空区的地震波场特征研究[D];太原理工大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026