【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于岩土勘探，尤其涉及一种基于震源的面波体波综合勘探系统及勘探方法。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、体波分为纵波(p)和横波(s)。地震波在地下的反射和折射蕴涵着丰富的信息。体波是由震源振动直接产生在地球内部传播的地震波。目前一般采用体波进行地质勘探。面波(surface wave)是地震波的一种，主要在地表传播，能量最大，波速约为3.8千米/秒，低于体波，往往最后被记录到。如果地震非常强烈，面波可能在震后围绕地球运行数日。面波实际上是体波在地表衍生而成的次生波。面波的传播较为复杂，既可以引起地表上下的起伏，也可以是地表做横向的剪切，其中剪切运动对建筑物的破坏最为强烈。面波对于陆地数据全波形反演带来极大挑战。虽然面波会被部分拟合，但面波残差依然是比体波部分大很多，所以面波携带的模型深部信息无法被提取。
3、专利技术人发现，由于面波携带的模型深部信息无法提取，仅仅采用体波进行波形反演进行地质勘探，降低了勘探结果的准确性，无法为实际地下工程施工提供准确的指导勘探意见。
技术实现思路
1、为了解决上述
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中存在的技术问题，本专利技术提供一种基于震源的面波体波综合勘探系统及勘探方法，其采用人工震源可返回震源波形数据，用于后续数据处理，再通过数据处理与面体分离，获得较高质量的面波与体波数据，用于后续反演成像，能够提高勘探结果的准确性。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技
3、本专利技术的第一个方面提供了一种基于震源的面波体波综合勘探系统，其包括震源装置、检波器和主控模块；
4、所述震源装置包括震源及驱动控制模块，所述震源安装在刀盘上，所述震源与驱动控制模块相连，主控模块用于通过驱动控制模块调节震源支撑在掌子面上，震源用于接收主控模块的激发指令并进行震源激发；
5、所述检波器在地表沿盾构机掘进方向线性布置，用于采集震源波形信号；
6、所述主控模块用于：对震源波形信号进行预处理，并分离面波和体波；根据分离后的面波数据进行基-高阶联合反演；根据分离后的体波数据获得反射成像剖面；再根据基-高阶联合反演得到横波速剖面与地层厚度，基于反射成像剖面获得地下波速成像，并结合这两种反演结果对目标区进行综合判识。
7、作为一种实施方式，在所述主控模块中，预处理后的震源波形信通过f-k变换，根据面体波波速差异特性，在f-k域将面波体波进行分离，再将分离后的数据反变换回t-x域。
8、作为一种实施方式，在所述主控模块中，将分离后的面波数据进行分段，通过相移法计算频散能量谱，对所有段的频散谱进行筛选，将符合预设条件的频散能量谱进行叠加，提取频散曲线并建立初始模型，进行基-高阶联合反演。
9、作为一种实施方式，在所述主控模块中，将分离后的体波数据按主动源反射地震流程处理，获得反射成像剖面。
10、作为一种实施方式，在所述主控模块中，对震源波形信号进行预处理的步骤包括：去除仪器响应、重采样、去均值、去线性趋势、带通滤波、时间域归一化以及谱白化。
11、作为一种实施方式，所述震源安装在刀盘滚刀开孔处。
12、作为一种实施方式，所述驱动控制模块包括液压系统和震源控制器，所述震源控制器与主控模块相连，所述震源控制器用于接收主控模块的指令并控制液压系统动作。
13、作为一种实施方式，所述震源的激震强度及频率均可调节。
14、作为一种实施方式，所述震源装置还包括震源信号检波器，其固定在掌子面上，用于接收震源信号，并将震源信号传回至主控模块。
15、本专利技术的第二个方面提供了一种如上述所述的基于震源的面波体波综合勘探系统的勘探方法，其包括：
16、将震源安装在盾构机刀盘位置，盾构机停机时，在掌子面激发地震波，同时采集震源波形信号；
17、对震源波形信号进行预处理，并分离面波和体波；
18、根据分离后的面波数据进行基-高阶联合反演；根据分离后的体波数据获得反射成像剖面；
19、再根据基-高阶联合反演得到横波速剖面与地层厚度，基于反射成像剖面获得地下波速成像，并结合这两种反演结果对目标区进行综合判识。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
21、本专利技术将震源安装在盾构机刀盘位置，盾构机停机时，在掌子面激发地震波，同时采集震源波形信号，对震源波形信号进行预处理，并分离面波和体波，通过将分离后的面波与体波数据分别反演，对地下地质情况进行综合判识，解决了只利用面波频散或者体波接收函数反演存在明显不足，联合两种数据能够优势互补，很好的弥补单一数据反演出现问题，提高了反演结果的可靠性。
22、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种基于震源的面波体波综合勘探系统，其特征在于，包括震源装置、检波器和主控模块；
2.如权利要求1所述的基于震源的面波体波综合勘探系统，其特征在于，在所述主控模块中，预处理后的震源波形信通过F-K变换，根据面体波波速差异特性，在f-k域将面波体波进行分离，再将分离后的数据反变换回t-x域。
3.如权利要求1所述的基于震源的面波体波综合勘探系统，其特征在于，在所述主控模块中，将分离后的面波数据进行分段，通过相移法计算频散能量谱，对所有段的频散谱进行筛选，将符合预设条件的频散能量谱进行叠加，提取频散曲线并建立初始模型，进行基-高阶联合反演。
4.如权利要求1所述的基于震源的面波体波综合勘探系统，其特征在于，在所述主控模块中，将分离后的体波数据按主动源反射地震流程处理，获得反射成像剖面。
5.如权利要求1所述的基于震源的面波体波综合勘探系统，其特征在于，在所述主控模块中，对震源波形信号进行预处理的步骤包括：去除仪器响应、重采样、去均值、去线性趋势、带通滤波、时间域归一化以及谱白化。
6.如权利要求1所述的基于震源的面波体波
7.如权利要求1所述的基于震源的面波体波综合勘探系统，其特征在于，所述驱动控制模块包括液压系统和震源控制器，所述震源控制器与主控模块相连，所述震源控制器用于接收主控模块的指令并控制液压系统动作。
8.如权利要求1所述的基于震源的面波体波综合勘探系统，其特征在于，所述震源的激震强度及频率均可调节。
9.如权利要求1所述的基于震源的面波体波综合勘探系统，其特征在于，所述震源装置还包括震源信号检波器，其固定在掌子面上，用于接收震源信号，并将震源信号传回至主控模块。
10.一种如权利要求1-9中任一项所述的基于震源的面波体波综合勘探系统的勘探方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于震源的面波体波综合勘探系统，其特征在于，包括震源装置、检波器和主控模块；
2.如权利要求1所述的基于震源的面波体波综合勘探系统，其特征在于，在所述主控模块中，预处理后的震源波形信通过f-k变换，根据面体波波速差异特性，在f-k域将面波体波进行分离，再将分离后的数据反变换回t-x域。
3.如权利要求1所述的基于震源的面波体波综合勘探系统，其特征在于，在所述主控模块中，将分离后的面波数据进行分段，通过相移法计算频散能量谱，对所有段的频散谱进行筛选，将符合预设条件的频散能量谱进行叠加，提取频散曲线并建立初始模型，进行基-高阶联合反演。
4.如权利要求1所述的基于震源的面波体波综合勘探系统，其特征在于，在所述主控模块中，将分离后的体波数据按主动源反射地震流程处理，获得反射成像剖面。
5.如权利要求1所述的基于震源的面波体波综合勘探系统，其特征在于，在所述主控模块中，对震...
【专利技术属性】
技术研发人员：任玉晓，赵阳，郝磊，孟江东，陈磊，许新骥，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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