Detección de áreas anómalas en rocas mediante tomografía adjunta de diferencia de tiempo
Autores: Wang, Feiyue; Xie, Xin; Pei, Zhongwei; Dong, Longjun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Matemáticas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 13
Citaciones: Sin citaciones
Detectar áreas anómalas (como cuevas, fallas y capas meteorizadas) en rocas es esencial para la seguridad de instalaciones y personal en ingeniería subsuperficial. La tomografía sísmica ha demostrado ser una tecnología de exploración efectiva en geofísica de ingeniería. Sin embargo, la complejidad, anisotropía e incertidumbre en entornos rocosos plantean desafíos para la resolución y robustez de los métodos de tomografía. Los métodos de tomografía tradicionales tienen dificultades para equilibrar la confiabilidad y la eficiencia. Por lo tanto, desarrollamos un método de tomografía adjunta de diferencia de tiempo que combina la diferencia de tiempo de llegada y el método de estado adjunto. La efectividad fue verificada mediante experimentos numéricos y un experimento acústico a escala de laboratorio. La efectividad del método propuesto fue demostrada por los resultados experimentales. El esquema adjunto evita el trazado adicional de rayos y mejora la eficiencia de la inversión, lo que permite el uso de rejillas de avance más finas en la práctica. Al considerar las llegadas diferenciales de pares de receptores, el método propuesto es robusto ante errores sistemáticos y relativamente estable frente a grandes ruidos aleatorios. Además, el contraste de velocidad obtenido por el método propuesto es más agudo que en la tomografía de primera llegada en áreas donde los rayos no son densos, lo que resulta en una indicación más clara de las áreas anómalas en la imagen tomográfica.
Descripción
Detectar áreas anómalas (como cuevas, fallas y capas meteorizadas) en rocas es esencial para la seguridad de instalaciones y personal en ingeniería subsuperficial. La tomografía sísmica ha demostrado ser una tecnología de exploración efectiva en geofísica de ingeniería. Sin embargo, la complejidad, anisotropía e incertidumbre en entornos rocosos plantean desafíos para la resolución y robustez de los métodos de tomografía. Los métodos de tomografía tradicionales tienen dificultades para equilibrar la confiabilidad y la eficiencia. Por lo tanto, desarrollamos un método de tomografía adjunta de diferencia de tiempo que combina la diferencia de tiempo de llegada y el método de estado adjunto. La efectividad fue verificada mediante experimentos numéricos y un experimento acústico a escala de laboratorio. La efectividad del método propuesto fue demostrada por los resultados experimentales. El esquema adjunto evita el trazado adicional de rayos y mejora la eficiencia de la inversión, lo que permite el uso de rejillas de avance más finas en la práctica. Al considerar las llegadas diferenciales de pares de receptores, el método propuesto es robusto ante errores sistemáticos y relativamente estable frente a grandes ruidos aleatorios. Además, el contraste de velocidad obtenido por el método propuesto es más agudo que en la tomografía de primera llegada en áreas donde los rayos no son densos, lo que resulta en una indicación más clara de las áreas anómalas en la imagen tomográfica.