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基于弹性波的城市地下空间快速无损探测方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

技术编号:42338697 阅读:8 留言:0更新日期:2024-08-14 16:15
本发明专利技术提出一种基于弹性波的城市地下空间快速无损探测方法、装置、计算机设备及存储介质。该方法优化整合三分量微动和地震横波反射技术,解决了城市地下空间调查中钻孔数量少,探测场地受限等问题,实现快速、高效、准确的地下空间三维探测。具有速度快、场地适应能力强、探测精度高等特点,适用于地质调查、工程勘察等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术适应于地质调查、工程勘察等领域。


技术介绍

1、场地软土的分布范围及软土层的厚度,是工程建设中需要获得的重要基础数据。建筑场地类型的划分也是建设工程重要的评价工作,需要大量的钻孔数据来支撑,但在城市地下空间探测工作中,钻孔数据远少于工程建设的最低需求,进而使得城市地下空间探测结果不够准确。


技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种基于弹性波的城市地下空间快速无损探测方法、装置、计算机设备及存储介质,能够以较少的钻孔数据,结合三分量微动数据和地震横波反射,提高了城市地下空间探测结果的准确性。该技术方案如下:

2、第一方面,本申请实施例提供了一种基于弹性波的城市地下空间快速无损探测方法,包括步骤:获取目标区域由三分量地震仪检测得到的三分量微动数据;获取所述目标区域的钻孔地质资料;获取所述目标区域的钻孔地震波速测井数据;获取所述目标区域的横波反射地震勘探数据;根据所述三分量微动数据,通过频率-贝塞尔法提取所述三分量微动数据的基阶频散曲线及高阶频散曲线,根据所述基阶频散曲线和所述高阶频散曲线通过软件反演第一覆盖层分层速度vwd、第一覆盖层分层厚度hwd和第一基岩面深度dwd;根据所述三分量微动数据,生成实际h/v谱比曲线;根据所述实际h/v谱比曲线,获取对应基岩面的峰值频率fhv;根据所述钻孔地质资料及钻孔地震波速测井数据,确定第二覆盖层分层速度vcj、第二覆盖层分层厚度hcj和第二基岩面深度d0;根据所述横波反射地震勘探数据、所述第二覆盖层分层厚度hcj和所述第二基岩面深度d0,计算第三覆盖层分层速度vdz、第三覆盖层分层厚度hdz和第三基岩面深度ddz;根据所述第二覆盖层分层速度vcj、所述第二覆盖层分层厚度hcj、所述第二基岩面深度d0、所述第三覆盖层分层速度vdz、所述第三覆盖层分层厚度hdz和所述峰值频率fhv,计算频率校正系数kf;根据所述第一基岩面深度dwd和所述第二基岩面深度d0,计算深度校正系数kh;或者,根据所述第一基岩面深度dwd和所述第三基岩面深度ddz,计算所述深度校正系数kh;根据所述频率校正系数kf和所述深度校正系数kh,对所述峰值频率fhv、所述第一基岩面深度dwd和第一覆盖层分层厚度hwd进行校正,得到校正后的峰值频率f′hv、第四基岩面深度d′wd和第四覆盖层分层厚度h′wd;根据第一覆盖层分层速度vwd和第四覆盖层分层厚度h′wd,计算覆盖层平均横波速度根据校正后的峰值频率f′hv、第四覆盖层分层厚度h′wd和覆盖层平均横波速度计算得到横波速度校正系数kv;根据所述横波速度校正系数kv,对所述第一覆盖层分层速度vwd进行校正,得到第四覆盖层分层速度v′wd;根据所述第二基岩面深度d0、所述第二覆盖层分层速度vcj、所述第二覆盖层分层厚度hcj、所述第三覆盖层分层厚度hdz、所述第三覆盖层分层速度vdz、所述第三基岩面深度ddz、所述第四基岩面深度d′wd、所述第四覆盖层分层速度v′wd和所述第四覆盖层分层厚度h′wd,确定软土厚度、分布范围,场地土类别及场地类型。

3、第二方面,本申请实施例同样提供了一种基于弹性波的城市地下空间快速无损探测装置,包括:

4、数据获取模块,用于获取目标区域由三分量地震仪检测得到的三分量微动数据;获取所述目标区域的钻孔地质资料;获取所述目标区域的钻孔地震波速测井数据;获取所述目标区域的横波反射地震勘探数据;频散曲线提取反演模块,用于根据所述三分量微动数据,通过频率-贝塞尔法提取所述三分量微动数据的基阶频散曲线及高阶频散曲线,根据所述基阶频散曲线和所述高阶频散曲线通过软件反演第一覆盖层分层速度vwd、第一覆盖层分层厚度hwd和第一基岩面深度dwd;h/v谱比曲线模块,用于根据所述三分量微动数据,生成实际h/v谱比曲线;根据所述实际h/v谱比曲线,获取对应基岩面的峰值频率fhv;钻孔及测井数据计算模块,用于根据所述钻孔地质资料及钻孔地震波速测井数据,确定第二覆盖层分层速度vcj、第二覆盖层分层厚度hcj和第二基岩面深度d0;横波反射数据计算模块,用于根据所述横波反射地震勘探数据、所述第二覆盖层分层厚度hcj和所述第二基岩面深度d0,计算第三覆盖层分层速度vdz、第三覆盖层分层厚度hdz和第三基岩面深度ddz;校正系数计算模块,用于根据所述第二覆盖层分层速度vcj、所述第二覆盖层分层厚度hcj、所述第二基岩面深度d0、所述第三覆盖层分层速度vdz、所述第三覆盖层分层厚度hdz和所述峰值频率fhv,计算频率校正系数kf;根据所述第一基岩面深度dwd和所述第二基岩面深度d0,计算深度校正系数kh;或者,根据所述第一基岩面深度dwd和所述第三基岩面深度ddz,计算所述深度校正系数kh;数据校正模块,用于根据所述频率校正系数kf和所述深度校正系数kh,对所述峰值频率fhv、所述第一基岩面深度dwd和第一覆盖层分层厚度hwd进行校正,得到校正后的峰值频率f′hv、第四基岩面深度d′wd和第四覆盖层分层厚度hvwd;根据第一覆盖层分层速度vwd和第四覆盖层分层厚度h′wd,计算覆盖层平均横波速度根据校正后的峰值频率f′hv、第四覆盖层分层厚度h′wd和覆盖层平均横波速度计算得到横波速度校正系数kv;根据所述横波速度校正系数kv,对所述第一覆盖层分层速度vwd进行校正,得到第四覆盖层分层速度v′wd;场地分类模块,用于根据所述第二基岩面深度d0、所述第二覆盖层分层速度vcj、所述第二覆盖层分层厚度hcj、所述第三覆盖层分层厚度hdz、所述第三覆盖层分层速度vdz、所述第三基岩面深度ddz、所述第四基岩面深度d′wd、所述第四覆盖层分层速度v′wd和所述第四覆盖层分层厚度h′wd,确定软土厚度、分布范围,场地土类别及场地类型。

5、第三方面,本申请实施例提供了一种计算机设备,处理器、存储器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现如第一方面方法的步骤。

6、第四方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面方法的步骤。

7、本申请的基于弹性波的城市地下空间快速无损探测方法,获取至少两个三分量检波器检测目标区域得到的三分量微动数据,通过频率-贝塞尔法,提取所述三分量微动数据的频散曲线,从而提高所述三分量微动数据的精度,根据所述三分量微动数据,生成h/v谱比曲线,根据所述h/v谱比曲线,得到初步基岩面深度,获取钻孔数据,根据所述频散曲线反演得到地震横波速度,根据所述钻孔数据和所述地震横波速度得到覆盖层的分层结果,将所述覆盖层的分层结果与所述初步基岩面深度进行对比,得到最终基岩面深度,根据所述三分量微动数据、所述最终基岩面深度、所述覆盖层分层结果以及所述地震横波速度,得到所述目标区域的软土分布范围,作为城市地下空间探测结果,从而达到仅依靠少量的钻孔数据结合微动数据和地震横波速度就能完成对城市地下空间探测的目的。

8、为了更好地理解和实施,下面结合附图详细说明本申请的技术方案。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于弹性波的城市地下空间快速无损探测方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1的基于弹性波的城市地下空间快速无损探测方法,其特征在于,根据所述三分量微动数据,通过频率-贝塞尔法提取所述三分量微动数据的基阶频散曲线及高阶频散曲线的步骤包括:

3.根据权利要求1的基于弹性波的城市地下空间快速无损探测方法,其特征在于,根据所述三分量微动数据,生成实际H/V谱比曲线;根据所述实际H/V谱比曲线,获取基岩面对应的峰值频率的步骤包括:

4.根据权利要求1的基于弹性波的城市地下空间快速无损探测方法,其特征在于,根据所述钻孔地质资料及钻孔地震波速测井数据,确定第二覆盖层分层速度VCJ、第二覆盖层分层厚度HCJ和第二基岩面深度D0的步骤包括:

5.根据权利要求1的基于弹性波的城市地下空间快速无损探测方法,其特征在于,根据所述横波反射地震勘探数据、所述第二覆盖层分层厚度HCJ和所述第二基岩面深度D0,计算第三覆盖层分层速度VDZ、第三覆盖层分层厚度HDZ和第三基岩面深度DDZ的步骤包括:

6.根据权利要求1的基于弹性波的城市地下空间快速无损探测方法,其特征在于,根据所述第二覆盖层分层速度VCJ、所述第二覆盖层分层厚度HCJ、所述第二基岩面深度D0、所述第三覆盖层分层速度VDZ、所述第三覆盖层分层厚度HDZ和所述峰值频率FHV,计算频率校正系数KF;根据所述第一基岩面深度DWD和所述第二基岩面深度D0,计算深度校正系数KH;或者,根据所述第一基岩面深度DWD和所述第三基岩面深度DDZ,计算所述深度校正系数KH的步骤还包括:

7.根据权利要求1的基于弹性波的城市地下空间快速无损探测方法,其特征在于,根据所述频率校正系数KF和所述深度校正系数KH,对所述峰值频率FHV、所述第一基岩面深度DWD和第一覆盖层分层厚度HWD进行校正,得到校正后的峰值频率F′HV、第四基岩面深度D′WD和第四覆盖层分层厚度H′WD;根据第一覆盖层分层速度VWD和第四覆盖层分层厚度H′WD,计算覆盖层平均横波速度根据校正后的峰值频率F′HV、第四覆盖层分层厚度H′WD和覆盖层平均横波速度计算得到横波速度校正系数KV;根据所述横波速度校正系数KV,对所述第一覆盖层分层速度VWD进行校正,得到第四覆盖层分层速度V′WD的步骤包括:

8.一种基于弹性波的城市地下空间快速无损探测装置,其特征在于,包括:

9.一种计算机设备,包括:处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任意一项所述的基于弹性波的城市地下空间快速无损探测方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有指令,该指令在电子设备上执行时使电子设备执行如权利要求1至7中任一项所述的基于弹性波的城市地下空间快速无损探测方法。

...

【技术特征摘要】

1.一种基于弹性波的城市地下空间快速无损探测方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1的基于弹性波的城市地下空间快速无损探测方法,其特征在于,根据所述三分量微动数据,通过频率-贝塞尔法提取所述三分量微动数据的基阶频散曲线及高阶频散曲线的步骤包括:

3.根据权利要求1的基于弹性波的城市地下空间快速无损探测方法,其特征在于,根据所述三分量微动数据,生成实际h/v谱比曲线;根据所述实际h/v谱比曲线,获取基岩面对应的峰值频率的步骤包括:

4.根据权利要求1的基于弹性波的城市地下空间快速无损探测方法,其特征在于,根据所述钻孔地质资料及钻孔地震波速测井数据,确定第二覆盖层分层速度vcj、第二覆盖层分层厚度hcj和第二基岩面深度d0的步骤包括:

5.根据权利要求1的基于弹性波的城市地下空间快速无损探测方法,其特征在于,根据所述横波反射地震勘探数据、所述第二覆盖层分层厚度hcj和所述第二基岩面深度d0,计算第三覆盖层分层速度vdz、第三覆盖层分层厚度hdz和第三基岩面深度ddz的步骤包括:

6.根据权利要求1的基于弹性波的城市地下空间快速无损探测方法,其特征在于,根据所述第二覆盖层分层速度vcj、所述第二覆盖层分层厚度hcj、所述第二基岩面深度d0、所述第三覆盖层分层速度vdz、所述第三覆盖层分层厚度hdz和所述峰值频率fhv,计算频率校正系数kf;根据所述第一基岩面深度dwd和所述第二基...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨凤娟邸文支兵发范运岭李瑞罗强邵奎王忠忠黄书华
申请(专利权)人:广东省地质调查院
类型:发明
国别省市:

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