[发明专利]一种地下管廊探测方法

摘要

本发明涉及一种城市地下管廊探测方法，包括如下步骤：步骤1在城市地下管廊的待探测区域上方的地面上沿管廊走向均匀布置多个地震波采集装置组，地震波采集装置组中的每个地震波采集装置为采集区域一个采样点；步骤2采集每个采集区域各采集点的地震波采集装置组所接收的地震波信号；步骤3利用每个采集区域各采集点的地震波信号进行互相关计算；步骤4计算对应的经验格林函数；步骤5提取面波频散曲线；步骤6对频散曲线的基模和高阶模进行分解；步骤7得到相应的待探测区域的速度剖面图；步骤8确定管廊位置。本发明能简便高效的对城市地下管廊进行探测。

主权项

1.一种城市地下管廊探测方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：根据已有的城市地下管廊信息，确定待探测城市地下管廊的走向方向，在城市地下管廊的待探测区域上方的地面上沿管廊走向均匀布置多个地震波采集装置组，每个地震波采集装置组的设置位置作为一个采集区域，每个地震波采集装置组中的多个地震波采集装置在地面上沿管廊走向的垂直方向均匀布置，地震波采集装置组中的每个地震波采集装置为采集区域一个采样点；步骤2：开启地震波采集装置，采集每个采集区域各采集点的地震波采集装置组所接收的地震波信号；步骤3：利用每个采集区域各采集点的地震波信号进行互相关计算，计算每个采集区域中一个最侧面采集点与第n个采集点之间的地震波互相关函数，具体公式如下：其中，A₁(t)表示一个最侧面采集点的地震波信号，A_n(t)表示第n个采集点的地震波信号，n由一个最侧面采集点外的第二个采集点算起，N为A₁(t)和A_n(t)两个地震波信号的离散数据点的点数个数之和，m表示变数，表示将式中m从1取到N‑1，然后求和，地震波信号为离散信号，A₁(m)表示一个最侧面采集点地震波信号的第m个离散点的数值，A_n(m+t)表示第n个采集点地震波信号的第m+t个离散点的数值；步骤4：利用步骤3中得到的地震波互相关函数，计算对应的经验格林函数，具体操作如下：每个采集区域中一个最侧面采集点与第n个采集点之间的地震波互相关函数A_1n(t)、经验格林函数和真实格林函数G_1n(t)之间的关系表示为：其中，其中，表示最侧面采集点的检波器作为震源，第n个采集点的检波器接收信号时的经验格林函数，G_1n(t)表示最侧面采集点的检波器作为震源，第n个采集点的检波器接收信号时的真实格林函数，表示第n个采集点的检波器作为震源，最侧面采集点的检波器接收信号时的经验格林函数，G_n1(t)表示第n个采集点的检波器作为震源，最侧面采集点的检波器接收信号时的真实格林函数；由地震波互相关函数对时间微分即可得到经验格林函数；An1(‑t)表示每个采集区域中第n个采集点与一个最侧面采集点之间的地震波互相关函数；An(m)表示第n个采集点地震波信号的第m个离散点的数值，A1(m+t)表示一个最侧面采集点地震波信号的第m+t个离散点的数值；步骤5：利用步骤4获得的经验格林函数，提取面波频散曲线，其操作如下：将步骤4得到的组合成起来：并对进行二维傅里叶变换，得到频率波数谱F(f，k)，其中f表示频率，k表示波数；根据波数的定义其中，vs为横波波速；将频率波数域记录变换到频率波速域，对频率波数域记录利用：重新采样，得到频率波速谱，在频率波速域上的任意频率，从频率波速谱中取得的极值点，即可得到该频率对应相速度值，从而得到该面波记录的频散曲线；步骤6：由于待探测地下存在管廊，所以步骤5获得的频散曲线具有多模性，对频散曲线的基模和高阶模进行分解，得到频散曲线的基模部分和各高阶模部分；步骤7：由于面波的特性，各个不同波长波的速度对应着地下相应深度位置的波速，根据步骤6所得的若干组频散曲线，得到相应的待探测区域的速度剖面图；步骤8：对城市地下管廊的待探测区域进行探测，并与步骤7中得到的几幅剖面图进行对比分析，舍去不一致的剖面图，留下一致的剖面图，从剖面图中找出地下波速异常区，该地下波速异常区即对应地下管廊位置。