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申请/专利权人：重庆璀陆探测技术有限公司

摘要：本发明公开了一种隧道地震和瞬变电磁联合探测方法，包括以下步骤：从反射地震的偏移成像数据中提取波阻抗信息，确定不同距离段的波阻抗系数值；依据不同距离段的波阻抗系数值反推计算出掌子面前方围岩的速度值；利用计算出掌子面前方围岩的围岩速度值，依据地震速度和电阻率的关系得到的波阻抗曲线，将波阻抗曲线转换成围岩的电阻率值初始模型；根据得到的围岩的电阻率值初始模型实现瞬变电磁数据的反演；结合隧道地震和瞬变电磁成像结果，提供合理的预测结论，提高掌子面前方异常体的可预报精度。成本低、易于实现且传输速率高、可靠性好等优点，可以实现较好的灵活度和空间位置偏移冗余度。

主权项：1.一种隧道地震和瞬变电磁联合探测方法，其特征在于,包括以下步骤：步骤1：从反射地震的偏移成像数据中提取波阻抗信息，确定不同距离段的波阻抗系数值；步骤2：依据不同距离段的波阻抗系数值反推计算出掌子面前方围岩的速度值；步骤3：利用步骤2计算出掌子面前方围岩的围岩速度值，依据地震速度和电阻率的关系得到的波阻抗曲线，将波阻抗曲线转换成围岩的电阻率值初始模型；步骤4：根据步骤3得到的围岩的电阻率值初始模型实现瞬变电磁数据的反演；步骤5：结合隧道地震和瞬变电磁成像结果，提供合理的预测结论，提高掌子面前方异常体的可预报精度；所述步骤1中不同距离段的波阻抗系数值为： Zk是不同距离段的波阻抗系数值，Rk+1为前一段的振幅值，Rk为后一段的振幅值，hmax为最大距离；步骤2中，所述掌子面前方围岩的速度计算内容为：假设检波器的安装位置至掌子面距离段的波阻抗系数值为：Zkjj＝hgeophone,1,2,....,hface；该段距离内平均波阻抗系数值Zkaverage为： 其中，hgeophone是检波器的安装位置，hface是掌子面的位置；所述掌子面前方围岩的速度值Vrockj为：Vrockj＝Vdirect*ZkZkaverage；j＝hface,1,2,....,hmax；k＝0,1,2,....,hmaxZkaverage是平均波阻抗系数，Zk是不同距离段的波阻抗系数，Vdirect是直达波速度；所述步骤3中，依据地震速度和电阻率的关系得到的波阻抗曲线，将波阻抗曲线转换成围岩的电阻率值初始模型的过程包括以下步骤：所述地震速度和电阻率的直接关系为：v＝KHCdRt1；根据公式1得到波阻抗曲线Rt的公式为： 式中v为声波速度；K、C、d为待定系数，H为围岩的深度；将公式2中的所有待定系数均设置1，忽略围岩的深度H的变化，转换得到围岩的电阻率值初始模型Rt'： 给定平均视电阻率模型时，反演剖面中异常区域较多，而给定初始电阻率模型时，通过约束反演减少异常体区域数量；应用地震偏移成像数据转化提取的电阻率值初始模型，减小的电阻率值初始模型对反演结果的误差，降低瞬变电磁反演的多解性，提高瞬变电磁反演结果中对富水构造带的空间位置和含水量的反演精度；所述步骤4中，围岩的电阻率值初始模型实现瞬变电磁数据的反演的过程采用粒子群优化算法，算法包括以下的基本步骤：1将波阻抗曲线转换成围岩的电阻率和深度参数，建立瞬变电磁法反演初始模型进行计算；2计算反演目标函数方程：minΦv,t＝||dv,t-Xv,t||24其中dv,t表示野外实测感应电位数据；Xv,t表示根据正演模型每次迭代计算的感应电位数据，定义误差的二范数为目标函数，求解最优解的过程就是当Φv,t取最小值时，对应输入的视电阻率值和深度参数，然后进行迭代计算，当迭代后目标函数优于迭代前时，将当前的反演参数作为最优参数，否则保留原反演参数；3判断：是否达到最高迭代次数，如否，迭代次数增加1后进入步骤4，如果达到误差要求范围内或达到最高迭代次数，停止迭代，输出视电阻率和深度参数；4持续更新模型的反演参数视电阻率值和深度参数，计算新的目标函数，返回步骤2，直到满足终止条件，停止迭代，输出视电阻率和深度参数；5根据反演得到了视电阻率值和深度参数进行成像分析。

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