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基于时延叠加的超前探测逆时偏移成像方法OA

A Reverse Time Migration Imaging Method for Tunnel Ahead Detection Based on Time-Delay Stacking

中文摘要英文摘要

针对煤炭、水利和地铁等地下工程超前探测中地震资料信噪比低、目标体识别困难等问题,提出一种基于时延叠加的超前探测逆时偏移成像方法.该方法通过设计震源阵列中各震源之间的相对时延,使各震源产生的地震波场沿特定方向或在目标点处实现同相叠加,进而增强逆时偏移成像中的相干信号.上述相对时延既可通过控制各震源的实际激发时刻直接实现,也可通过对独立激发的各炮记录施加相应时移等效实现,前者为物理实现,后者为数学实现.采用后一种方式开展的数值实验结果表明,与常规叠前逆时偏移方法相比,所提方法能够进一步提高偏移结果的信噪比,并增强绕射波信号,为强噪声条件下的超前探测成像提供一种潜在方法.

To address low signal-to-noise ratio of seismic data and poor target visibility in underground engineering applications such as coal mining,hydraulic engineering,and subway construction,we propose a reverse time migration imaging method for tunnel ahead detection based on time-delay stacking.The method designs the relative time delays among the sources in a source array,so that the seismic wavefields generated by the individual sources are aligned in phase along a prescribed direction or at a target point,thereby enhancing coherent signals in reverse time migration imaging.The delays can be implemented physically by controlling the actual source firing times or mathematically by applying corresponding time shifts to independently acquired shot records;the former corresponds to physical implementation,while the latter corresponds to mathematical implementation.Numerical experiments adopting the latter implementation show that compared with the conventional prestack reverse time migration method,the proposed method further improves the signal-to-noise ratio of migration results and enhances diffraction-wave signals,providing a potential approach to tunnel ahead detection imaging under strong-noise conditions.

张东林;温景充;周彤;宁杰远;汪冰玉;汪秋涵

北京大学地球与空间科学学院,河北红山巨厚沉积与地震灾害国家野外科学观测研究站,北京 100871北京大学地球与空间科学学院,河北红山巨厚沉积与地震灾害国家野外科学观测研究站,北京 100871北京大学地球与空间科学学院,河北红山巨厚沉积与地震灾害国家野外科学观测研究站,北京 100871||北京大学能源研究院,北京 100871北京大学地球与空间科学学院,河北红山巨厚沉积与地震灾害国家野外科学观测研究站,北京 100871北京大学地球与空间科学学院,河北红山巨厚沉积与地震灾害国家野外科学观测研究站,北京 100871北京大学地球与空间科学学院,河北红山巨厚沉积与地震灾害国家野外科学观测研究站,北京 100871

地下工程超前探测时延叠加逆时偏移信噪比

underground engineeringtunnel ahead detectiontime-delay stackingreverse time migrationsignal-to-noise ratio

《北京大学学报(自然科学版)》 2026 (4)

781-793,13

中国石油天然气集团有限公司-北京大学基础研究项目"智能物探的超前基础研究与共享框架"资助

10.13209/j.0479-8023.2026.031

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