对称介质中陷落柱槽波地震波场响应特征研究

华北型石炭二叠系煤田中陷落柱较发育,通常会破坏地层的完整性,在孕育发展过程改变了围岩的力学特性和声学特征;通过岩石单轴加载条件下波速测试,获得岩石加载塑性变形前波速与应力的关系;基于物性参数测试结果建立三层对称均匀介质的数值计算模型,采用有限差分法对弹性波动方程进行全波场正演模拟,并在模型中部设置陷落柱,获得波场快照、地震波记录及频散曲线,采用速度和能量衰减系数CT分析法对槽波地震波场进行反演,研究了不同陷落柱物性参数及观测系统布置参数对反演结果的影响。结果表明：地震波场随着传播距离的增大而减弱,遇到陷落柱时槽波信号明显减弱甚至消失;陷落柱波速大于围岩或小于煤层时,形成明显的绕射槽波,Airy相发生跳动现象;陷落柱波速小于煤层时表现为低速异常,而低速或高速的陷落柱均产生明显的能量衰减异常;现场观测系统布置时炮间距和道间距可选为20 m。