文档介绍：层析成像技术在桩基检测中的应用解析
沧州市建设工程质量检测中心
摘要:在浅层反射桩基检测中勘探中,折射波常作为反射波来临之前的初至干扰被切除掉。与反射波一样,桩基检测中记录中的折射波也同样含有地质构造变化的信息,且具有信噪比高,易于识别的优点。在浅层反射勘探施工中,同时利用反射桩基检测中记录中的折射波,采用折射波层析成像方法,建立浅部地层速度结构,可在一定程度上弥补或替代反射资料的缺失。近些年来,该技术在地质灾害调查中,在矿产勘查中逐渐发挥出其优越性。
关键词:折射层析;速度模型;应用
桩基检测中层析成像就是用桩基检测中资料来反演地下物质的速度属性,并利用现代科技成像技术对其图像进行绘制。经一定观测系统采集的桩基检测中波的走时或振幅等资料,再计算机上通过不同的数学处理方法得出桩基检测中波速度场分布图像,并通过速度的分布特征及速度大小重建各种地质异常体的位置和分布情况。该技术最初是从医学CT理论发展而来的,随着其在地学上的研究不断发展和深入,以及高度集成化多道数字桩基检测中仪的广泛使用,该技术在城市活断层、地裂缝,甚至矿产勘查中要发挥出它的优越性,因而被越来越多的人接受和推广。桩基检测中层析成像按射线追踪时所用的桩基检测中波资料的不同可分为透射波层析、反射波层析、折射波层析、面波层析等。
1、桩基检测中层析成像Radon变换
层析成像的数学基础是拉东变换或者广义拉东变换。拉东变换(Radon transform)又称为倾斜叠加或者投影,它是求取介质的某个特性沿着特定路径的线积分,一般为直线。积分路径直线所对应的方程表达式,其中分别为直角坐标系中和极坐标系中的表达式。模型中的位移矢量由直角坐标系
和极坐标系给定,而投影角决定坐标系。一般分别将称为模型(或图像),为投影数据。事实上,沿直线的积分是一种投影,投影重建图像是由通过计算机计算并做出图像,不同的重建方法得到的图像精度不同。在地球物理探看中,通过应用拉东变换及其反变换对各种地球物理参数进行成像处理,可能会大幅度提高资料处理质量,便于处理结果进行解释,以达到寻找构造或进行资源勘探的目的。桩基检测中勘探中的多种桩基检测中波的观测量都可以利用拉东变换及其反变换来进行层析或成像。如果是慢度,那么就是桩基检测中波的走时。拉东(Radon)变换是初至波走时层析的数学基础。在简单的桩基检测中地质条件地区,可以直接应用拉东变换。然而在更多数情况下岩性分布很不均匀,因此不能用直射线成像,而是利用射线追踪技术来实现曲射线成像。这就是广义Radon变换应用于实际需要的有效的方法。
2、桩基检测中层析成像射线追踪
费马原理指出,桩基检测中射线在介质中的传播遵循旅行时间最短的原则。因此,传播路径取决于地下介质的速度分布。折射波走时层析处理,以桩基检测中波的初始速度模型计算桩基检测中波理论走时和传播路径,并与实际走时进行对比,不断调整速度场分布,直到得出满足理论走时与实际走时误差要求的地下速度场分布情况。
先从桩基检测源点出发,在一定的出射角范围内,以很小的出射角步长,追踪出密集的出射到接收排列所在区域的射线,则计算的到时可用最靠近接收点的两相邻出射点桩基检测中走时进行线性插值得到。在二维桩基检测中中,这种密集“射击”的方式特别有效,因为源和接收点排列位于一个单一的U直