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《成都理工大学》 2009年
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孔间声波成像技术及应用研究

邹俊  
【摘要】: 随着我国改革开放深入,特别是当前的全球经济危机还未明朗之时,我国兴建了大量的土木工程,并有继续增加投入的趋势。在这些工程的设计施工过程中,以基础勘察、基础施工、检测和治理等为目的的工程探测钻孔数不胜数。 传统的单孔跨孔声波曲线测试、视电阻率测井及自然电位测井等方法很难满足工程地质勘查对工程岩体细结构勘探的精细要求,这些方法一般只反映的孔壁周围的局部效果,是“一孔之见”,孔壁以外的结构只能进行推测。自九十年代以来,孔间(或井间)声波层析技术逐步进入实用化阶段,声波层析技术具有单一钻孔测量方法无可比拟的优势,其反映的是两个钻孔之间截面上的地质特征,实现面积测量,对各种工程探测的异常体如岩溶、陷落柱、裂隙、裂缝、断裂破碎带、软弱夹层、地下空洞和不明埋设物等具有很好的效果。同时声波层析成像具有以下优点:(1)工作频率高,因而分辨能力强; (2)抗低频干扰能力强,可用于外界干扰较大的工区; (3)具有记录直达波的观测系统,从而更灵敏地反映非均匀地质体等优点。 本文分析了国内外声波层析成像技术的研究现状,简单介绍了声波的物理性质及其在地下介质中传播的基本原理;就声波层析成像反演技术做了简单陈述,并从层析成像技术的关键问题——大型稀疏矩阵方程的解算方法入手,分别论述了在层析成像中常用的四种基本算法:奇异值分解法(SVD)、联立迭代重建法(SIRT)、共轭梯度法(CGLS)以及最小二乘法(LSQR),将这些基本算法编为可执行程序,对它们进行算法测试、特殊矩阵测试以及实际矩阵测试等三个层次的测试,其中进行算法测试以检验其在理论上的正确性,特殊矩阵测试以判断算法程序运行的稳定性,实际矩阵测试来评价其在实际运用中的效果,从而对各种算法进行比较;最后,将声波层析成像技术运用于工程实例,对目标体(混凝土和岩土体)做出评价,经实际检验,效果很好。
【学位授予单位】:成都理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:P631

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