炸药性能对地震波品质影响的Hilbert-Huang变换分析

为检测爆炸地震波的品质(能量,主频),探寻激发高能量、高频率地震波的炸药震源,选用梯恩梯(TNT)、梯铝(TL)、8701,黑火药(BP)进行浅埋土中爆炸试验. 并利用Hilbert-Huang变换(HHT)对距离震源10～65 m处地面振动速度信号进行分析,结果表明:高能量高爆速炸药8701震源激发的地震波能量大,但频带较窄,主频较低,高频率段能量随传播距离衰减较快;低能量低爆速炸药BP激发的地震波频带较宽,主频也较高,但地震波能量过低;含铝炸药TL激发的地震波能量大,且随传播距离衰减速度较慢,主频介于黑火药BP与炸药8701之间.      

陆上石油地震勘探炸药震源的研究进展

 炸药震源是陆上石油地震勘探中常用的激发源,炸药震源的特性研究对提高爆炸地震波能量和地震分辨率具有十分重要的意义。本文从炸药震源的装药组分和装药结构两个方面综述了相关研究进展,评述了这些进展的实际应用价值与局限性,并探讨了未来可能的研究方向。在炸药震源装药组分方面,介绍了地震勘探对炸药震源的基本要求;分析了有助于提高爆炸地震波能量的炸药配方设计方法;总结了中国近20年应用的4种主要震源的装药组分。在炸药震源装药结构方面,分别介绍了多级延迟叠加震源、低爆速细长型震源、聚能型震源、多井组合震源及螺旋装药震源的结构设计原理和爆炸作用机理;分析了各类型震源的应用效果和适用范围;并展望了炸药震源未来可能的发展方向。     

高分辨率地震勘探的垂向叠加震源研究

在油气勘探中，主要采用地震勘探。震源是地震勘探野外数据采集中的一个关键技术问题。该文依据爆炸动力学理论和弹性波动理论，分析地震波的振幅，频率与炸药量的关系，提出地震波垂向叠加的机理，给出垂向叠加震源的结构和有关试验结果。结果表明，该震源激发地震波的主频率比普通震源的有明显提高。     

含铝炸药震源激发地震波能量的实验研究

为提高地震波能量,通过改变震源装药组分,选用硝酸铵/TNT/铝粉(ATL)和聚黑/铝粉(JHL)2种含铝炸药及TNT等5种非含铝炸药,在相同地质条件下,采用远场测震和近场测压的方法,对地震波能量的激发效果进行了测试和评价.单炮记录结果对比发现,在保证不降低信噪比的条件下,含铝炸药产生的地震波品质优于非含铝炸药,且ATL优于JHL;地震波能量分析结果表明,与非含铝炸药相比,含铝炸药产生的地震波能量在不同时域内均有所提高,且ATL激发的地震波能量最高.炸药土中爆炸的近场压力测试结果表明,ATL炸药爆炸产生的应力波峰值压力比TNT(56.21kPa)提高了约78.76%.分析了炸药土中爆炸能量输出结构对地震波能量的影响.     

煤田二维地震勘探炸药震源和可控震源的对比研究

在煤田勘探预查和普查阶段主要采用二维地震勘探方法。地震勘探原理是使用仪器接收人工激发地震波在不同介质中产生的衍生波。人工激发地震波方式目前比较成熟得有炸药震源、可控震源、气枪震源等,在陆地上比较常用的激发方式是炸药震源和可控震源。笔者就两种激发方式的应用,对比分析两种方法的优劣。     

相控震源地震波定向技术

针对采用多个震源同时工作的组合地震勘探,仍有所使用的震源数目受限,不适于大倾角地层勘探的问题,提出了一种产生定向地震波的方法.该方法将相控阵技术应用于可控震源阵列,通过控制相邻震源的相位差恒定,使各震源产生的地震波在某个方向上同相叠加,震动加强,形成定向的地震波束,且地震波方向、宽度可控.并从理论上分析了可控震源阵列的震源数目,空间排列方式,相差与定向地震波的关系;仿真形式给出定向地震波方向图.结果表明,采用该方法可使检波器接收信号的信噪比从组合地震的17.34 dB提高到27.7 dB,地震剖面图的分辨力提高17%.     

微地震震源地震波能量的计算方法

由工程爆破中普遍采用的质点峰值振动速度与炸药量和震源距关系的经验公式推导出质点峰值振动速度与震源能量和震源距关系的经验公式,并作为微震地震波能量衰减公式.在公式中引入地震波能量特征系数K1描述震源能量与震源峰值振动速度之间的比例关系,并认为K1主要与震源场地介质特征有关,而与爆破参数无关.通过校验炮数据的回归分析获取监测区域能量特征系数K1.采用能量衰减模型,以微震事件各测点的峰值振动速度、震源距及K1为已知量,以震源能量及衰减系数为回归参数进行回归计算,直接反演出震源能量.本文方法为震源能量计算提供了新的思路和方法.     

微地震震源地震波能量的计算方法

由工程爆破中普遍采用的质点峰值振动速度与炸药量和震源距关系的经验公式推导出质点峰值振动速度与震源能量和震源距关系的经验公式，并作为微震地震波能量衰减公式.在公式中引入地震波能量特征系数 K1描述震源能量与震源峰值振动速度之间的比例关系，并认为 K1主要与震源场地介质特征有关，而与爆破参数无关.通过校验炮数据的回归分析获取监测区域能量特征系数 K1.采用能量衰减模型，以微震事件各测点的峰值振动速度、震源距及 K1为已知量，以震源能量及衰减系数为回归参数进行回归计算，直接反演出震源能量.本文方法为震源能量计算提供了新的思路和方法.     

炸药性能对爆炸地震波幅值影响的对比试验研究

通过近地表同药量的燃料空气炸药（FAE）和TNT爆炸地震对比试验,研究了炸药性能对爆炸地震波幅值的影响。试验测试结果分析表明,炸药性能对地震波幅值有显著影响;对地震波频率影响不大,主频范围基本保持在5-25HZ,同时,FAE表现出了在等距离处峰值速度比NTT高的特性,说明FAE在军事领域具有良好的应用前景。     

爆炸地震的机制与场地效应分析

通过分析爆炸振动速度和爆炸振动频率的场地效应,爆炸振动速度与爆炸当量和地震波传播距离的关系,获得爆炸地震波在波段主频、持续时间、近场初动等方面的特征和爆炸地震波在岩土中的传播规律以及这些特征规律与天然地震波的区别。结果表明这些特征和规律反映了天然地震与人工爆炸的本质区别,可以作为识别两类事件的有效判据。     

建筑物对爆炸地震波传播的影响

爆炸地震波传播会受环境介质等因素的影响,从厂房防护和炸药储存安全距离方面考虑,了解建筑物对爆炸地震波传播造成的影响很有必要。通过建立钢筋混凝土厂房模型,在模型外部及内部进行爆炸试验并测得相应的地震波信号,对其峰值速度拟合以及采用小波包变换的分析方法,研究建筑结构对地震波传播峰值速度和振动频率的影响。由于建筑结构的存在,改变了地震波传播的环境介质,使其峰值速度产生了较大的衰减,频率中高频成分所含能量减少。研究补充了建筑结构对爆炸地震波传播造成的影响,为炸药生产厂房及储存仓库安全距离的判定提供了参考依据。     

水下爆炸能量耗散特性分析研究

基于特征线理论得到了水中冲击波的近似传播规律,提出了炸药水下爆炸冲击波传播过程中的熵变及能量耗散特性的近似评估方法.使用该评估方法,对TNT和RS211两种炸药水下爆炸近场冲击波传播过程中的能量耗散进行了计算.研究表明,水下爆炸近场的冲击波超压峰值迅速衰减,熵增与能量损失主要发生在水下爆炸近场的10倍装药半径范围内.对于TNT和RS211两种炸药,20倍装药半径处水中冲击波的能量耗散分别约为水下爆炸总能量的34%和32%,与水下爆炸试验结果基本一致.     

A new way to generate seismic waves for continental crustal exploration

An airgun experiment was conducted in a reservoir,with the total volume of the airgun array being 6000 cubic inch. The energy released by one excitation was estimated to be 6.68×106 J,which corresponded to a 3.4 kg TNT explosion. A 180 km long profile composed of 100 portable short period seismometers was deployed as a receiver system of the airgun signals. Two remarkable results can be drawn from the experiment: (1) the airgun explosion is harmless to the dam and the fish,and this kind of airguns can be regarded as a green and environmental protection seismic source on land; (2) seismic wave gener-ated by this airgun source can be recorded by permanent stations with offset larger than 200 km. And the wave amplitudes recorded by nearby and remote stations are equivalent to the wave generated by 800 kg dynamite explosion. The airguns can be used as a light to illuminate the continental crustal structure of an area of about 100000 km2.     

低频声源海底地震波的时域合成波形分析

在频域快速场模型的基础上进行逆傅里叶变换,得到海底地震波的时域合成波形计算方法,并对不同浅海环境参数下的合成波形进行了计算.结果表明:海底地震波的波动成分为海底表面波和简正波;当声源频率低于简正波最小截止频率时,不存在无衰减传播的简正波,其波动成分主要为海底表面波;随着声源频率增大,各阶简正波逐渐被激发且逐渐增强;声源深度越接近于海底,越有利于海底地震波的激发,波动成分中表面波越发占据主要地位;与硬质海底相比,软质海底更有利于低频声源激发海底地震波,但不利于较高频率声源海底地震波的激发.     

论纤维绒消能原理及应用前景

从爆炸冲击波压应力式σ =(L×ω)和冲击波t2 在入射纤维绒介质中的传播应力式σ =f× (ρ×C×E×ω×ν)分析发现纤维绒棉板具有消能减压作用。纤维绒棉板如果与金属或非金属材料复合成一定的结构 ,将大大减少该结构板背后受空气中或地面上的炸药或核炸弹发生的爆炸冲击波的压力。这一原理有利于建在复合纤维绒板后面或前面的地面、地下、水工和军工等建筑物的抗爆消能安全     

地铁隧道爆破开挖对地表建筑物的影响

通过对深圳地铁隧道爆破开挖时爆破震动监测数据的分析和研究，总结出爆破震动对地表建筑物产生危害的主要影响因素，并根据现场测定数据，拟合出地震速度、药量大小与爆源距离之间关系式。现场测定与研究表明：必须重视地铁隧道爆破地震规律及其对各种建筑物和构筑物影响的研究，才能充分发挥爆破技术的经济效益和最大限度地降低爆破振动的危害。     

横波震源的设计及激发效果

针对横波地震勘探方法是一项有前途、应用范围广的技术,浅层横波勘探的关键问题是震源问题,如何制造出适合野外工作特点的低噪声、大能量、易于操作、经济实用的横波震源是推广横波地震勘探技术的关键;结合横波地震勘探技术在伊敏煤田一露天矿横波地震勘探中的应用,对横波震源的特性进行了分析,对不同特性的横波震源在不同介质中的激发效果进行了试验分析,分析了影响激发效果的因素及采取的各种措施,得出如下结论:在野外采集时,注意提高资料的信噪比和分辨率非常重要,不能只靠数据处理来提高资料的分辨率,另外,要想取得好的激发效果,震源与地表耦合的好坏很重要.