- 方枭;李晓晓;孙元凯;李瑞强;罗昺;曾小辉;刘杰;
为解决传统地下连续墙渗漏探测技术普遍存在分辨率低和深部探测受限等问题，提出了一种基于井地电法的渗漏探测方法，依托COMSOL数值模拟软件，构建了地下连续墙渗漏工况的三维数值模型，对比分析了单深度及全深度供电模式下井地电法的电场响应特征，并探讨了供电电流与井墙间距对渗漏探测效果的影响。结果表明：渗漏通道因低阻特性吸引电流集中传导至基坑内侧，导致电势及电流密度出现异常响应；单深度供电模式仅能定位渗漏的平面位置，全深度供电模式能够实现渗漏的空间定位；供电电流与异常响应强度呈正相关关系，适当增大供电电流可显著增强渗漏通道处的异常响应信号强度；井墙间距与异常响应强度之间呈负相关关系，建议现场探测时将间距控制在5 m以内，以确保探测精度。
2025年06期 v.22 589-598页 [查看摘要][在线阅读][下载 2316K] - 夏思茹;崔亚彤;张恒兵;李云飞;蒋亮;陈阳;
城市地下病害体探测已成为城市地面塌陷防治的有效手段，探地雷达作为常用的探测方法被广泛应用。本文基于GprMax开展探地雷达数据正演模拟，系统分析了不同情况空洞的雷达图谱特征。正演出的单道波形图和二维剖面图结果表明：方形空洞反射波呈“似平板状”并伴生绕射波，尺寸增大时下方多次波显著增强，介质属性可以直接影响反射相位特征，富水空洞呈现“黑白黑”而充气空洞表现为“白黑白”;与干燥空洞相比，排水管线的存在会使波形能量明显减弱；针对城市道路0.3～2 m典型病害埋深，400 MHz的雷达设备较100 MHz和200 MHz具有更优的分辨能力。同时，结合实际工程案例，通过对比发现，正演模拟图谱与实测图谱变化形态基本一致，可为地下病害识别精度提升提供理论支撑和技术依据。
2025年06期 v.22 599-606页 [查看摘要][在线阅读][下载 1626K] - 贺世芳;郭立全;秦广俊;张刚;陈峰;
为提升煤矿岩巷掘进过程中地质异常体识别的时效性与准确性，开展了基于随掘地震信号的面波频散分析研究。依托淮南谢桥煤矿瓦斯治理巷全断面掘进机(Tunnel Boring Machine, TBM)施工现场，布设16道高密度地震检波器，对随掘地震记录进行连续采集，并通过地震干涉与频散分析方法，获取随掘地震记录的面波频散能量图像。结果表明，所采集数据中面波能量连续性好，信噪比高，相位特征稳定，有效频率范围为2～42 Hz。采用遗传算法进行反演得到的剪切波速度模型在20～23 m范围内呈现明显低速异常，与掘进过程中实际揭露的破碎带位置高度一致。研究验证了随掘地震数据中蕴含的有效面波信息可用于高分辨率的近场地质探测，提出的方法具备工程现场快速部署与实时分析的可行性，为TBM掘进提供了可量化的地质预测手段。
2025年06期 v.22 607-614页 [查看摘要][在线阅读][下载 1233K] - 汤浩;包勋;
为保障深埋长隧洞安全开挖及优化线路方案，需精准查明蚀变风化深槽等不良地质体的分布范围。音频大地电磁法(Audio-frequency Magnetotelluric Method, AMT)凭借其成本低、效率高、探测深度大的优势，在此类探测中具有不可替代的作用。本文基于研究区地质与地球物理特征，论证了采用AMT的必要性；详细阐述了AMT的基本原理、数据采集与处理流程；结合地质资料与钻孔信息，对电阻率反演剖面进行综合解释；通过在优化线路上布设的2条横剖面和2条纵剖面，系统查明了溶蚀风化深槽、断层及其影响带的空间展布。钻探岩芯揭示整孔岩芯较完整，没有出现明显的绿泥石化、蒙脱石化及石膏化蚀变，饱和抗压强度超过80 MPa,岩体声波速度一般为4 800～6 000 m/s,说明围岩质量较好。解释成果与钻孔资料高度吻合，验证了AMT应用效果显著，为隧洞设计与施工提供了可靠的技术支撑。
2025年06期 v.22 615-622页 [查看摘要][在线阅读][下载 4235K] - 薛海军;杜林;崔江伟;苟文召;王一凡;柯炳志;黄大海;
永陇矿区煤层采动顶板面临巨厚洛河组砂岩水害的威胁，针对永陇矿区洛河组含水层在煤层采动过程中富水性变化规律展开研究，有助于该区防治煤层顶板水害，为矿井安全生产提供有力保障。以园子沟煤矿某工作面为研究区，通过地质与水文地质的分析，选用瞬变电磁法对煤层采动过程中洛河组含水层电性变化特征进行动态监测，结果表明洛河组含水层富水性在煤层采前、采中、采后呈现先降低再升高的趋势，但采后较采前富水性略微降低。实际应用证明，采用地面瞬变电磁法对煤层采动过程中含水层富水性变化进行动态监测是可行的。研究成果可为煤层顶板洛河组砂岩水害防治提供基础参考。
2025年06期 v.22 623-631页 [查看摘要][在线阅读][下载 2553K] - 黄文康;袁明道;张旭辉;谭彩;刘建文;彭汝轩;
大坝渗漏是水利工程中常见的安全隐患问题，本研究结合高密度电法和等值反磁通瞬变电磁法，对广东某小(1)型水库大坝进行了综合物探试验研究。在坝顶和背水坡马道布置测线，获得了大坝内部的电阻率分布和二次电磁场响应特征。研究结果表明，两种方法有效识别出大坝内部的异常区域，发现3处明显的渗漏通道，如大坝凹陷区域下方、原山体与坝体接触面和距离测线起点60～90 m的坝基接触面；等值反磁通瞬变电磁法还明确了右坝肩原山体的边界，进一步验证了坝基接触面的渗漏问题；综合高密度电法和等值反磁通瞬变电磁法找出了大坝下游坝坡面出现局部凹陷和坝脚积水的原因，两种方法在空间分布上具有良好的一致性，异常位置吻合度高，探测结果可靠。高密度电法和等值反磁通瞬变电磁法在水利工程大坝隐患探测中具有广阔的应用前景，为大坝的安全运行和隐患治理提供了重要的技术支撑。
2025年06期 v.22 632-638页 [查看摘要][在线阅读][下载 1692K] - 徐伟;吴荣新;
由于近露头倾斜煤层可能受到风化带影响，煤岩层的富水性增强，电阻率值将降低，影响无线电波透视探查效果。为提高近风化带煤层工作面探查精度，对研究区煤层进行了数值模拟和淮南谢桥矿现场探测应用研究。数值模拟结果表明，近露头侧煤层对无线电波吸收系数较大，两侧巷道接收场强值差异达11～17 dB,双侧数据吸收系数反演难以反映地质异常，而单侧数据吸收系数反演效果显著优化，结果与地质模型较为吻合。现场探测结果表明：回风巷接收场强值较机巷高约12 dB,采用两巷探测场强数据反演结果对地质异常反映不明显；采用回风巷单侧接收数据吸收系数反演成像结果可有效圈定主要异常区范围，与实际回采验证资料较为吻合。研究表明，采用近风化带侧巷道单侧接收数据吸收系数反演成像结果能够有效反映主要异常区范围，解释结果与实际回采验证资料较吻合。研究结果对近风化带煤层工作面的安全高效生产提供了地质保障依据。
2025年06期 v.22 639-646页 [查看摘要][在线阅读][下载 1774K] - 齐浩;张大雨;黄光南;陈辉;邓颖东;
针对灌注桩长度及其钢筋笼范围检测精度不足的问题，提出一种基于磁场垂直分量(Z)与管波反射特征的联合检测方法，旨在突破单一技术局限，实现桩体参数的定量化解析。磁测法根据磁场垂直(Z)分量曲线形态特征进行判别，支护桩的钢筋笼与周围非磁性或微磁性介质(如混凝土和岩土层)的交界面处，磁场强度会出现显著差异，磁场垂直(Z)分量-深度变化曲线的拐点位置对应的深度即为铁磁性目标体顶端、底端埋深。管波是在钻孔中激发产生的一种声波，管波在遇到波阻抗差异界面时会发生反射和透射，形成反射波，通过分析反射波的形态和到达时间，可以确定波阻抗界面的位置，灌注桩的顶端和底面是良好的波阻抗界面，因此可以通过分析反射波来判断桩长。在工程实测中，两种方法确定的钢筋笼长度误差范围在0.5 m之内，均可以精确地确定钢筋笼的长度。利用磁测与管波探测两种方法对钢筋笼长度进行探测，两种方法可以相互补充，提高检测结果的准确性和可靠性，更全面地了解灌注桩的质量和性能。
2025年06期 v.22 647-654页 [查看摘要][在线阅读][下载 1243K] - 申斌;高江林;邹晨阳;刘遂明;
针对堤防渗漏隐患的自然电场响应特征不足问题，探讨了不同因素对其自然电场变化规律的影响。首先，构建三维数值模拟模型，进行数值模拟分析；然后，采用单因素实验研究渗漏通道数量、渗漏通道尺寸、渗漏通道弯曲程度、堤防水位变化、渗漏通道水平位置变化5个因素对自然电场响应的影响；最后，利用正交实验，比较各因素对自然电场响应特征的影响程度。研究结果表明：渗漏通道数增加、渗漏通道面积扩大、弯曲程度减小、水位变高均增大自然电场响应特征，而渗漏通道水平位置变化时自然电场响应基本保持不变；增加渗漏通道数量与扩大渗漏通道尺寸对自然电场响应特征最为显著；各因素对自然电场响应特征变化响应程度分为为渗漏通道尺寸变化>渗漏通道数>渗漏通道弯曲程度>堤防水位变化>渗漏通道水平位置变化。
2025年06期 v.22 655-663页 [查看摘要][在线阅读][下载 1337K]
- 罗进华;陈冠军;李昱霏;
正入射声学方法凭借垂直入射条件下信号波形一致性强、物理机制可量化解析的优势，成为高精度分类的核心研究方向。对正入射声学探测的海底底质分类技术进行了系统综述。首先，阐述了该技术的原理、设备构成及国内外研究现状，进而深入剖析了回波时频特征解析、海底反射率反演、频率衰减建模与浅剖图像分类等核心方法的理论基础与实际应用；然后，结合国内外典型案例，详细总结回波时频特征(如分形维、波峰幅值、散射能量)在海底底质分类中的应用模式，以及Biot-Stoll等模型对海底沉积物物理属性与类型的定量反演方法，并提炼浅剖图像分类中样本尺度与特征参数的优化选取准则，同时全面评价了各模型的技术特性、优势、局限与适用场景；最后，针对当前研究的不足，从算法创新、多源数据融合等方向对未来发展趋势展开了前瞻性探讨，为推动海底底质分类技术的理论深化与实践应用提供了系统性参考。
2025年06期 v.22 715-725页 [查看摘要][在线阅读][下载 1334K] - 赵亮;赵岩;
针对传统对数谱比法(Logarithmic Spectral Ratio, LSR)在估算地震波品质因子Q值时易受噪声和频带变化干扰的问题，本文提出一种新型功率谱比法(Power Spectral Ratio,PSR)。该方法通过计算地震波功率谱(取代振幅谱)削弱噪声影响，基于两个时刻的功率谱比值进行e指数曲线拟合，采用Levenberg-Marquardt迭代直接反演Q值，避免了LSR的对数线性化拟合过程。理论测试结果表明：在无噪声条件下，PSR与LSR精度相当(如Q理论值为60时，误差均<1%);但加入噪声后，PSR展现出显著优势，当噪声标准差增至9%时，其Q值估算标准差(最高32.1)仍远低于LSR(最高107.0),且未出现LSR的负值异常。频带宽度变化测试中，PSR的Q值波动范围较LSR缩减50%以上。实际零偏垂直地震剖面(Vertical Seismic Profile, VSP)数据应用中，PSR计算的Q值范围合理且稳定，LSR结果波动大且存在负值。研究表明，PSR有效地削弱了噪声和频带选择的影响，提高了Q值估算的精度与稳定性，适用于VSP资料处理。
2025年06期 v.22 726-738页 [查看摘要][在线阅读][下载 1966K] - 杜百灵;
在盐矿采卤溶腔间距较小时，三维地震勘探在时间域的反射波异常通常会相互干扰，导致难以精确判断溶腔的连通性。针对这一探测难题，本文根据溶腔地震响应为低频异常的特点，首次提出了利用广义S变换时频分析技术，对三维时间域地震资料进行时频分解，用单频数据体进行连通性解释，以消除不同频率地震响应的相互干扰，使淹没在时间域的地震信息在频率域得以突显。并将该方法应用于定远盆地某盐矿采区，获得了较好的效果。实例应用结果表明，该方法可实现两个较近溶腔地震频率响应异常的单独成像，溶腔间距离约35 m,并未连通，解释结果与实际验证结果一致。时频分析技术在盐矿溶腔三维地震勘探中展现了更高的分辨率，为今后盐矿溶腔的精细解释提供了新的思路，具有十分重要的意义。
2025年06期 v.22 739-746页 [查看摘要][在线阅读][下载 1439K] - 孟庆鲁;刘虹辰;翟代廷;胡安顺;李晓波;王聪;郝骐;王洋;
岩溶地质灾害的隐蔽性和突发性对泰安等岩溶发育区的工程建设与公共安全构成严重威胁。传统地质调查方法在隐伏岩溶探测中存在精度不足、效率低下等问题，而三维直流电法因其高分辨率、多维度探测能力，在岩溶勘查中展现出显著的优势。以泰安穆家庄河隐伏岩溶区为研究对象，采用数值模拟与野外实测相结合的方法，系统对比分析了三极、四极装置及3 m、5 m不同极距在岩溶探测中的响应特征。研究结果表明：(1)在相同极距下，四极装置对低阻异常体的横向分辨率更高，而三极装置在垂向探测深度上更具优势；(2)3 m极距相比5 m极距能更精确地刻画岩溶空间形态，但受限于数据采集量，其探测深度略低；(3)综合三极、四极装置数据可有效提高异常解译精度，减少物探多解性影响。钻探验证证实，三维直流电法对岩溶发育深度的判定较为准确，但横向范围由于受体积效应的影响，可能存在一定的偏差。本研究为泰安及类似薄覆盖层岩溶区的精细化探测提供了优化技术方案，对岩溶地质灾害防控具有重要的实践意义。
2025年06期 v.22 747-757页 [查看摘要][在线阅读][下载 1672K] - 吴德勇;方余;陈春超;薄鹏雷;周大炎;刘庆;
接地网是发电站、变电站和输电塔安全稳定运行的重要保证，在对已有接地网进行腐蚀诊断和新建接地网验收时，均需要准确的接地网结构检测信息但传统接地网结构检测方法多存在工作量大、效率底、精确度差的问题。为实现接地网的高效、精细探测，基于磁场补偿原理进行了共面补偿瞬变电磁法的研究。首先，通过理论推导完成了共面补偿瞬变电磁法的一次场和二次场计算，确定了零磁通位的存在，结果表明增加补偿线圈后，地下1 m深度处有效磁场强度仍大于单线圈磁场强度的75%,在不显著降低探测深度的前提下，将浅部探测盲区降低到小于0.2 m。然后，针对0.2～0.8 m埋深接地体进行了正演模拟和物理模型试验，实验结果表明接地体横向定位精度准确，纵向定位精度误差小于0.05 m,证明了共面补偿瞬变电磁法在接地体检测中的有效性和准确性，为接地网精细探测提供了新思路和新方法。
2025年06期 v.22 758-766页 [查看摘要][在线阅读][下载 1843K] - 曾维辉;张健男;李三福;葛昊;杜军峰;
强阻抗碳酸盐或灰岩薄层速度建模过程中，由于灰岩薄层横向厚度和相带的变化，导致速度横向发生变化，而常规速度分析方法往往不能求取灰岩薄层准确的速度场，给灰岩薄层之下的低幅构造成像和圈闭评价带来很大的影响。地震处理过程中，目前应用最为广泛的是采用深度偏移层析反演速度建模来获得准确的速度，但层析反演速度建模并不能完全精确地描述薄层及尖灭的速度特征，仅仅只能得到一个相对准确的低频速度场。本文采用全波形反演技术，分阶段利用折射波、回转波以及反射波来反演真实速度场，迭代过程中若陷入局部最优解，则结合使用深度偏移层析反演建模方法来修正速度场，使其跳出局部最优解，全波形反演与层析反演交替进行，直到反演全局收敛，最终获得高精度、高分辨率的速度场。该方法在南海某工区实际资料应用中，准确求得了灰岩段薄层的速度场，并获得了高品质叠前深度偏移成像效果，为构造圈闭的准确评价奠定了基础。
2025年06期 v.22 767-776页 [查看摘要][在线阅读][下载 1874K] - 周秘;付晓敏;李春雷;张魁;
为了解决转换波处理中纵横波匹配问题，本文将纵横波时间域匹配问题转换到深度域进行匹配，参考纵波的井控深度偏移速度建模方法，在转换波深度偏移建模过程中通过引入井控及各向异性场来进行速度建模及偏移成像，能精确实现在深度域纵波及转换波二者匹配。实际资料中的应用结果表明，纵横波联合反演迭代更新后的V_S速度场，有效改善了纵波与转换波的深度域标定效果，更新后的速度模型成功消除了双波构造幅度偏差及地层界面深度差异。该方法能精确提高纵波与转换波在深度域的匹配精度，达到同时满足成像与深度匹配的目的，能很好地提高纵横波在深度域的匹配精度，为转换波在深度偏移速度建模方面提供了可靠借鉴。
2025年06期 v.22 777-784页 [查看摘要][在线阅读][下载 1782K] 下载本期数据