[发明专利]一种隧道超前地震探测地震数据的三维速度分析方法

权利要求书

1.一种隧道超前地震探测地震数据的三维速度分析方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、获取隧道中检波器所接收的地震记录；

S2、确定三维速度分析的参数，包括地层倾角的方向余弦m、回声时间t₀及对应地层中地震波的传播速度；确定时窗长度，时窗长度选取是地震主频信号的1～1.5个周期；

S3、对某一给定的倾角方向余弦m及回声时间t₀，基于地震反射波的时距曲线关系，按一定的速度步长计算反射波时距曲线；

S4、根据S3中计算所得的反射波时距曲线，在获取的地震记录上的速度扫描计算时窗内取振幅值叠加，计算出叠加振幅；

S5、通过逐步的改变三个参数求得相应的若干叠加振幅，找出极大值，所对应的速度即为真实地层倾角方向余弦、回声时间t₀条件下的速度，该值即对应目标地层的叠加速度；由此获得每一层的叠加速度并转换为层速度，建立隧道周围的三维地层速度模型。

2.根据权利要求1所述的一种隧道超前地震探测地震数据的三维速度分析方法，其特征在于：所述步骤S1中所采集的数据任一或同时选择共中心点道集和共炮点道集。

3.根据权利要求1所述的一种隧道超前地震探测地震数据的三维速度分析方法，其特征在于：所述S3中，当地层倾角存在时，反射波时距曲线计算公式如下：

式中，t₀为回声时间、v为速度、m为地层倾角的方向余弦，x_S和x_G分别为震源和检波点的位置。

4.根据权利要求1所述的一种隧道超前地震探测地震数据的三维速度分析方法，其特征在于：所述S4中，根据回声时间t₀、速度v及方向余弦m三个参数计算出时距曲线在原始地震记录上取得振幅值，并依据平均振幅能量准则在时窗内速度扫描求得叠加振幅的具体形式如下：

式中，U(x,t)表示采样间隔为Δt共N道的共炮点道集地震记录，x_i即原始地震数据，M表示选取时窗内的采样点数，表示位于第i道的第i个检波器坐标，j表示采样点在窗口内的自然排列顺序序号。