复杂地质模型转换波快速射线追踪方法

最小旅行时树法是目前主要射线追踪方法之一，该方法以惠更斯原理和费马原理为基础，具有适应复杂地质模型的优点，缺点是速度较慢．针对这一问题，对其初至波基本算法进行了改进，在保证精度的条件下，改进算法的计算速度显著提高，达到实用要求．然后，以P--SV波为例，给出了转换波快速射线追踪方法．模型计算结果表明，本文所提出的转换波快速射线追踪方法对复杂地质模型是切实可行的．     

一种基于网格剖分的两点射线追踪方法

两点射线追踪是解决复杂地质结构下反射波射线正演的有效方法.在初至波层析射线追踪算法基础上,提出了一种两点射线追踪方法,利用层析网格对模型进行离散化,通过两阶段法射线追踪,分别对激发点和接收点按向前处理过程计算模型单元及节点的旅行时,两次时间相加作为最小旅行时,再在目的层界面邻域扫描最小旅行时子震源网格单元,用粒子群算法在该单元内扫描全局最小旅行时点,得到反射点位置与反射夹角,再利用向后处理过程运用旅行时线性插值算法,从反射点分别到激发点、接收点反向追踪射线路径,最后得到反射波两点射线路径.     

地震波跨孔CT探测孤石中直线与曲线追踪法的应用

孤石对于地下工程施工影响较大,采用地震波跨孔层析成像(CT)技术,精确探测出地下孤石的形态及分布情况可为施工方案提供科学依据、节约施工成本.通过对比分析层析成像中两种射线追踪法应用于孤石探测效果,进而提高孤石探测的精度.论文首先论述了两种射线追踪方法原理的异同点,当地下介质波速差异较大时,弯曲射线追踪更符合真实射线传播路径;再以实例验证说明,当地下介质均匀时,两种射线追踪法反演结果基本一致,当地下存在与周围介质波速差异较大的孤石时,采用弯曲射线追踪法反演结果具有更高的分辨率和精确度.     

一种用于波速测试的正演和反演算法

波速测试的正演和反演算法是通过地表或井间观测到的地震波走时,推算地下或井间的介质速度结构和地震波的传播路径。其步骤如下:(1)数据采集。(2)将地下介质离散成一定大小的网格并初始化慢度(速度的倒数)场,采用射线追踪技术推导各网格节点的射线路径和最小旅行时。(3)建立线性方程组。(4)反演求解线性方程组,并修正初始慢度模型。(5)重复(2)-(4)步骤,不断修正慢度场,直到满足精度要求为止。本文采用最短路径射线追踪正演算法和同时迭代重建(SIRT)反演算法在二维平面上进行求解计算,并且把得到的结果与传统单孔法比较,从而了解本文所采用的波速测试方法的可靠性、实用性及其精度情况。     

井地地震技术数值模拟及工程应用

井地地震是通过地面激发,井中接收的方式来对目标体进行透视的物探技术,该技术利用地震波走时和能量衰减来反演目标体内部结构,解决实际工程问题.本文首先阐述井地地震独特的观测方式及其原理,然后建立地质模型,采用射线追踪法计算走时,应用同时迭代重建算法(SIRT)进行数值模拟,并分析该算法的效率和精度,总结其优缺点,最后通过某...     

三维多步FMM射线追踪在正态分布速度地层模型中的应用

三维多步FMM(Fast Marching Method)是一种基于网格追踪多个反射和透射相位的数值算法,通过有限差分法解程函方程来获取地震波走时后,从接收器开始反向沿着射线路径对走时场进行积分来获取射线路径,以精度高、速度快、适应性强、无条件稳定等特点而被广泛应用和研究。三维多步FMM不仅可以解决复杂介质反射波和多次波的射线追踪问题,还可以实现三维各向异性层状介质的多次波射线追踪和波前模拟。为了验证三维多步FMM在复杂模型的稳定性和灵活性,设计了随机正态分布速度地层模型,结果表明,三维多步FMM在正态分布地层模型中进行射线追踪时不仅保留着速度快、精确性高、无条件性稳定的特点,还能在速度界面处进行P波和S波的相位转换,表明了三维多步FMM是一种研究地震波在复杂介质中传播规律的快速有效的方法。!     

基于MOSER曲射线追踪的SIRT声波层析成像

分析和讨论了基于图论的MOSER曲射线追踪的原理和方法,对两个典型的低速断层和高速岩脉构造进行了正演模拟,给出了MOSER方法的网格节点的划分、追踪路径的选取准则。利用正演模拟的计算旅行时,采用了SIRT方法进行层析成像反演,取得了较为满意的重建结果图像。     

折射波层析成像在探测煤田陷落柱中的应用

在煤矿巷道内进行的地震勘探,主要利用反射波和槽波信息确定采区的断层、陷落柱等地质异常。也可用穿过煤层的初至波来进行层析成像,但效果较差,主要原因是其中包含折射波,并且是三维问题,不易进行层析成像。本文对初至波进行适当的校正,以满足层析成像的条件,探测陷落柱位置。在本文的研究中主要用到的方法和对层析成像的改进包括：初至折射波校正。根据折射波传播规律,用模拟退火法求得炮点延迟时和检波点延迟时,从而将初至折射波旅行时校正为炮点和检波点位于折射界面上的初至旅行时。在用快速推进法（Fast Marching Methods,FMM）进行射线追踪时进行了炮点网格加密处理,提高了反演的精度。在层析成像迭代过程中对模型进行了九点平滑处理,改善了层析成像的效果。本文研究的方法应用于某煤矿工作面井下巷道的地震勘探数据,层析成像结果显示能较好地确定工区内陷落柱的分布范围。     

混凝土结构损伤检测中的射线追踪正演方法

研究了混凝土结构最短路径射线追踪方法.该方法采用二阶段射线追踪,第一阶段初选射线路径,第二阶段根据Fermat原理,采用一个适合于水平(垂直)层状界面情况下的一阶近似公式计算反射或折射修正点,然后从任意给定的初始路径出发进行逐段迭代计算,对初选射线路径进行校正分析确定最终射线路径.结合损伤混凝土梁试验,探讨了损伤混凝土叠加偏移处理时射线追踪模型正演技术的作用,用c++语言编制了程序,并设定了含有缺陷的二维速度模型来验证,结果表明,该方法追踪速度快,追踪到的路径很接近实际.     

UTD算法中平板二阶场的求解

根据惠更斯原理,平板二阶场的求场可以转化为一阶场的迭加,因此射线追踪就是平板二阶场计算的关键．按照镜像法的思想,提出了平板二阶场的射线追踪方法．对于反射—反射,反射—绕射,以及绕射—反射都可以根据源点或场点关于板的镜像点很容易得到解析结果;对于绕射—绕射,采用几何与代数相结合的办法,将二阶场的射线追踪转化为方程组的求解,给出了必要的理论证明以及算例,结果表明该方法精度和速度与数值搜索方法相比都有所提高．