含空洞岩体微震定位的快速行进法
——性能分析与工程应用
2021-12-30蒋若辰戴峰刘燚李昂
蒋若辰 ,戴峰 ,*,刘燚 ,李昂
a State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering, College of Water Resource and Hydropower, Sichuan University, Chengdu 610065, China
b School of Highway, Chang’an University, Xi’an 710064, China
1. 引言
地下空间开挖活动无可避免地引起工程围岩的应力重分布,进而诱发裂纹的产生与岩石断裂能的释放。作为一种有效的实时监测方法,微震(microseismic, MS)监测技术通过埋设于工程岩体内部的微震传感器,探测岩石破裂释放的应力波,并基于不同的地球物理反演方法,获取岩石破裂特征。这一监测技术,可对即将发生的地质灾害,诸如岩爆灾害,提供提前预警,并采用特定的实时支护措施来保证工程建设的安全[1-3]。当下,微震监测这项三维实时监测技术,已经被广泛地用于多个岩石工程领域,如矿业工程[4-6]、深埋隧洞[1,3]、岩质边坡[7-9],以及地下厂房[10-12]。
微震震源定位是这项监测技术的重要部分,是其在工程项目中实现应用的基础[13,14]。对岩石工程中微震活动的解译,很大程度上依赖于微震震源定位的准确性。精确且快速的定位方法能够指引工程围岩裂纹网络分布圈定工作的进行。在获取定位结果的基础上,进一步的破裂源反演工作才能够进行,用于揭示围岩变形或者破坏模式,为岩石失稳提供提前预警,减少人员伤亡与设备损失。因此,微震破裂源定位是微震监测技术领域一个受到极大关注的课题。
在微震破裂源定位中,岩体波速模型的确定非常重要。在监测范围较小且岩性均一的情况下,均一波速模型能够保证微震定位工作快速稳定地实现,因而在岩石工程中得到了广泛引用。最早的基于数学计算的微震震源定位方法是所谓的Giger法,即将定位问题转化为求解基于微震信号到时的线性方程组[15]。……
