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[转载]地震学的震源参数
热度 2 edward3 2010-3-22 17:02
1、运动学参数: 关注断层尺度、断层面的破裂是怎样传播的以及它的传播速度。关于断层尺度,若采用矩形模型,一般以矩形断层的长度L和宽度W为参数;若采用圆形模型,以圆半径r为尺度参数。断层面上的破裂可能从某一端开始,逐渐传播到另一端,称为单侧破裂;也可能从中间某处先破裂,然后向两端传播,称为双侧破裂。断层长度L、宽度W或半径r,断层破裂传播方向和传播速度Vf,以及由此得到的断层面积等和破裂的运动学过程有关的参数都是地震断层的运动学参数。 2、静力学参数: 错距U(最大错距Um和平均错距)和地震矩M0反映了断层形成前后震源状态的变化,可以把它们称为震源的静力学参数;。错距U(最大错距Um和平均错距)地震前后断层错开的距离就是错距U,其中最大的就是最大错距Um,沿断层各处错距的平均值为平均错距。 3、动力学参数: 地震能量E、地震波能量Es、和视应力,与地震发生的动力学过程有关,属震源动力学参数。 应力降Δσ  震前的剪应力σ0,与地震后的剪应力σ1的差为这次地震的应力降Δσ。 地震能量E 地震时断层错动释放的总能量称为地震能量E。以地震波形式传播的能量,即地震波能量Es,只是地震能量的一部分。地震波能量Es在地震能量E中所占比例,称之为地震效率η。除地震波能量Es外,地震能量还包括克服摩擦所做的功,产生新断层面所消耗的能量等。   视应力 地震学中定义地震错动过程中平均应力与地震效率η之积为视应力:=η。平均应力为断层处地震前的剪应力σ0,与地震后的剪应力σ1的平均值。由于地震效率η≤1,可把视应力看成平均应力的下限。考虑到地震效率η的定义,视应力也等于           由于有了数字化台网,可由地震波形资料分析和反演得到地震波能量Es和地震矩M0,从而计算视应力。 参考网址:http://www.eqsc.gov.cn/manage/html/ff808181126bebda01126bec4dd00001//wc512/dzzs/fzjz02j.htm
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微震监测边坡的几项关键技术
edward3 2010-3-10 16:46
微震监测边坡比较成功涉及到的几项关键技术: 1. 因为边坡体强度或地应力较低、微震活动产生的微震事件能量较低(有的可能只有几个J)、信号衰减快,对微震台阵布置、降噪与提取有用信号提出了更高的要求; 2. 由于边坡岩层受卸荷、风化、施工扰动等影响,波速场比较复杂以及临空面、各种洞室的存在,微震定位采用三维射线追踪技术技术变得十分重要; 3. 智能化的微震系统对运行管理比较有利。智能传感器内置倾角传感器,便于深孔安装和自检。智能化不间断电源,确保数据采集。基于TCP/IP的网页式设备管理、配置和工作状态显示。 4.和矿山微震监测系统略有不同的是:微震传感器、数采布置受现场供电和通讯限制较多,通讯方式可能是无线WIFI等为主,设备低能耗、可靠性十分关键。数据存储备份、防雷、防潮、接地等问题必须解决; 5.数据处理分析与可视化,系统能给出微震的独立的能量指数(应力)和累积视体积(应变)等,与岩石力学建立联系、等值线等色图等显示同震位移场、应力场等,便于用户理解微震成果和决策。
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[转载]2010年8月岩爆监测预报与控制学术研讨会
edward3 2010-3-10 16:36
会议简介 岩爆是岩石工程中围岩体的突然破坏,并伴随着岩体中应变能的突然释放,是一种岩石破裂过程失稳现象。岩爆往往造成开挖工作面的严重破坏、设备损坏和人员伤亡,已成为岩石地下工程和岩石力学领域的世界性难题。随着我国大型水电工程、大型交通工程的大规模兴建,以及地下矿山向深部矿床伸展,深部或深埋地下工程中的岩爆问题越来越严重,近年来相继出现严重的岩爆灾害,已成为我国岩石工程和岩石力学领域亟待解决的关键问题之一。 本次学术会议以岩爆监测、预报与控制为主题,旨在聚集国内相关领域的专家、工程技术人员和相关领导,共同探讨岩爆的监测、预报方法和控制技术,共同应对在深埋地下工程中日益增长的岩爆等岩石动力灾害,为工程和施工安全提供技术保障。 召开时间: 2010.8.7 结束时间: 2010.8.8 地点: 四川省凉山州西昌市海滨路 (邛海宾馆( 0834-3953333 主题/议题 深部岩石力学性质 岩石破坏机理 岩爆机理 岩爆监测、分析与预报 岩爆支护 岩爆治理 岩爆数值模拟 岩爆应急与安全管理 相关单位: 二滩水电开发有限公司 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院 大连理工大学 深部煤炭开采与环境保护国家重点实验室 煤炭资源与安全开采国家重点实验室 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室 北京振冲公司 淮南矿业集团 中铁十三局集团有限公司 中铁二局集团有限公司 中国岩石力学与工程学会 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院 四川省岩石力学与工程学会 主办单位:大连理工大学 地址:北京9825信箱 邮编:100092 TEL: 010-82998163 FAX:010-82998163 EAMIL:csrme@126.com 参考网址: http://www.meeting163.com/meeting/index.asp?id=854
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南非ISSI微震监测2010年年会
热度 1 edward3 2010-2-15 22:52
2010年南非ISSI的年会以及培训会将于10月11-15日于斯泰伦布斯举行。 历年ISSI年会都汇集了世界范围内微震及其相关领域的著名专家。 2009年的会议议程如下: Lectures and Presentations on Latest Developments in Monitoring Modelling Seismic Rock Mass Response to Mining A Course on Static Stress Modelling Integration with Seismic Data A Course on Seismic Hazard in Mines A Courseon Quantification of Seismic Sources Processing of Seismological Data with JMTS 与会专家: Prof C A Tang, Center for Rock Instability and Seismicity Research, Dalian University of Technology, China 中国 Dr Rob Jeffreys , CSIRO-Petroleum,Australia 澳大利亚 Prof John Napier, University of the Witwatersrand CSIR 南非 Prof Ray Durrheim, University of the Witwatersrand 南非 Prof Hiroshi Ogasawara, Ritsumeikan University,Japan 日本 Mr William Joughin, SRK Consulting Mr Shaun Murphy, AngloGold-Ashanti 等
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南非边坡微震监测的特点
edward3 2010-2-15 22:50
1. 三维实时监测边坡整体; 2. 根据微震监测到的位置、能量、体变势等数据,可推导出边坡表面的相对位移。通过和常规边坡表面位移监测对比,发现微震监测在空间和时间的预警方面有突出优势; 3. 微震事件的分析可以为确定潜在滑动面提供线索; 4. 判断已知或未知断层等构造的重新活动性; 5. 边坡在地震等外界响应作用下的稳定性评估; 6. 边坡微震事件的性质分析为解释边坡失稳的机理提供了工具: 7. 整合数值模拟方法的对比分析; 8. 整合主动源方法进行速度场分析。
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微震监测与数值模拟简介
edward3 2010-2-15 22:48
微震与数值模拟的结合的特点: 1、跨尺度问题,矿山等应用现场尺度是km级的,工作面及微震破裂尺度确是m级的;有限元等方法不足十分明显。 2、微震属于岩石动力学和波动力学问题,与常规岩石静力学数值模拟有一些不同;边界元以及新兴的无网格等方法比较有优势。 3、实时的微震监测对日常数值模拟快速计算的渴求等。对数值模拟的算法效率和计算机硬件提出了更高的要求。 4、不连续面的处理。 微震和数值模拟结合实现分析其实有两种方法: (1)微震监测结果结合通常的边界元等计算。主要计算超剪应力、矿柱应力、岩墙应力等的历时变化与微震监测结果进行交互参考或者一定程度的把微震的应力变化导入到边界元中综合分析。 (2)微震事件的地震动力学模型直接数值计算,用于直接确定大事件的确定性震害风险(不同于概率性的震害风险分析)。
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浅谈天然地震监测和微震监测的异同
edward3 2009-12-25 00:42
当前微震监测测技术在矿山、岩石、油气、地热、核废料、边坡、温室气体封存、采空区等工程中日益得到广泛应用。关于微震、地震和声发射的异同,也有了一点体会。微震地震监测异同简介如下: 微震监测源于天然地震监测。 但是因为近源观测、三向传感器使用、台阵孔径、二维三维台阵布置方式、速度模型校验、构造基本可知、生产过程影响微震活动性等方面的特点,系统的软硬件方面有了一些不同。比照南非ISS和美国REFTEK,主要的区别尝试列举如下: 1.传感器频响、灵敏度、校准、智能化等; 2.数采AD、采样率、动态范围、配置管理方式;   3.数据传输、系统授时等; 4.软件的易用性、三维可视化、实时自动计算震源参数; 5.关注的震相不同,微震主要研究P波S波; 6.与主动源技术的结合程度; 7.与工程地震学的结合程度,分区分级震害管理; 8.与数值模拟的结合程度,计算超剪应力等参数,用于震害分析; 9.人为因素对微震活动性的影响。 10. 远程传输分析等服务支持。
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南非微震监测系统全面支持DSL传输协议
edward3 2009-11-17 17:25
南非ISS国际公司的产品线增加了对DSL传输协议的支持。 采用该协议的优势如下: 1. 通讯行业广泛采用的经济实用技术; 2. 传输的能力大大高于原来的232、485、fsk、psk等; 3. 采用普通电话线就可以传输7-12km,大大降低了通讯电缆等成本; 4. 与wifi、光缆、3g等兼容良好; 5. 对tcp/ip支持良好,可低成本扩展系统; 6. 微震信号上传能力强,控制校验信息下传要求不高,DSL和微震系统匹配良好; 7. 利于双向智能监测系统的实现。 相关信息维基参考网址:http://zh.wikipedia.org/wiki/DSL
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掺和的几个国际合作项目
edward3 2009-10-13 17:35
1.中加国际合作;光栅振动测量与非线性超声方向。 2.中澳国际合作;摄影测量软件方向。 3.中南国际合作;深井微震监测方向。 4.中英国际合作;突出与采空区微震监测方向。 掺和的时间都很紧迫,希望以后的项目能从容一点。
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浅谈矿山与岩土工程领域内微震和声发射
edward3 2009-9-11 22:22
矿山与岩土工程领域内的个人浅见,欢迎讨论! 1. 中文名词辨析: 震:常用于指地质材料的振动波; 微震:地震学概念,大陆主要指里氏三级以下的地震。 声:常用于物体振动时所产生的波; 声发射: 声学概念,指材料在内部缺陷活动时,内部积聚的能量以应变波的形式释放的现象。 可以认为微震是声发射的一种。 2. 加拿大蔡明博士写了一篇文章,针对Hardy教授的较早分类进行了补充完善,供参考! 3. 加拿大的Paul Young教授等在URL项目对二者给出了自己的界定: The definition of AE/MS varies across the scientific/engineering literature but is defined here as it applies to the URL. The AE term is used for that frequency spectrum of induced seismicity which is recorded by ultrasonic transducers in the range 50-5000 kHz and is typically used for monitoring rock volumes smaller than 1000 m3 in granite. The MS term is used for that spectrum of induced seismicity which is recorded by accelerometers in the range 0.1-50 kHz and is typically used for monitoring rock volumes less than 100,000 m3 in granite. In both AE and MS monitoring the objective is to monitor brittle deformation remotely by recording the sounds emitted when rock cracks or fractures slip. The frequencies used in AE/MS monitoring are usually considerably higher than those used for earthquake monitoring (typically less than 0.1 kHz) and although the seismic principles are the same for AE/MS and earthquake studies, the nature and magnitude of the seismicity maybe very different. For example, in the case of large global earthquakes the predominant mechanism of failure is shear along pre-existing fractures but in the case of low-magnitude induced seismicity, crack initiation and other modes of failure are also typical. Young教授的界定涉及到了频率和尺度的问题。个人理解是,不同尺度的岩体稳定性(有时是渗透性等)的敏感裂纹尺度不同,从而导致了观测的目标频率(裂纹尺寸和裂纹的主频之间有负指数关系)不同,为了监测的科学合理有效,我们会在目标频率的基础上向上向下扩展。从而确定传感器带宽。进而根据测量和信号处理的基本原则确定整个监测系统的性能参数。 4. 多数国外文献一般微震和声发射(AE/MS)并举。不会刻意区分开这两个名词。 5. 从常见的硬件软件来看: 以常见的声发射设备为代表,传感器一般叫探头、换能器等,因为高频信号的失真,无法获得准确的位移、速度、加速度等参数,进而无法将监测成果与力学理论、波动理论有效结合。大多时候进行参数分析。进行源机制分析时一般采用了简化的格林函数,只能利用波形的开始部分的少量信息。 常见的微震监测设备来看,由于频率较低,传感器直接采用了位移计、速度计、和加速度计等,为全波分析和力学理论、波动理论的运用奠定了基础。定量地震学的研究成果可以大量应用。矩张量分析等成为常规的工具。 微震研究与天然地震研究形成了良好的互动。
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微震监测技术在核废料存储工程中的应用
edward3 2009-9-10 20:53
在芬兰美国等国家的核废料存储问题中,微震监测技术扮演了重要角色。具体的作用尝试总结如下: 1. 地下洞室施工过程中的岩体稳定性监测预警; 2. 区域地震场地评估、补充天然地震监测网、为应急处置提供指导; 3. 运营期间可涵盖地下岩体的安防措施; 4. 运营期间岩体教大的冒顶、掉块和渗透性监测预警; 5.施工与运营期间区域内小断层的活动性监测。 请专家多多指教!
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大连国际岩爆与矿震会议的一点体会
edward3 2009-9-10 20:45
首先感谢大牛们让我对微震监测的理解加深了一些。   个人感觉一下几个方向可能将比较热一点:   1. 震害分析。应用工程地震的理论和方法对监测区域进行日常的分区分级管理。   2. 数值模拟。南非、澳大利亚等国家运用结合了微震监测数据的数值模拟技术,开展日常动态的监测和分析。文献来看,可能边界元应用比较广泛。   3. 运用射线追踪技术来处理矿山与岩土工程中的地震波的低速区(比如洞室、采空区、边坡开挖影响区等),提高微震监测定位精度。     4. 对应力场变化的关注,南非的理查德-林奇介绍了用尾波干涉的方法来高灵敏度的表现应力场变化的案例。成果很令人惊艳啊!   5. 监测结果的三维可视化。   6. 定量地震学的应用与进展。 7. 降噪技术。      欢迎讨论补充!
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南非对深部采矿的研究(转载)
edward3 2009-8-5 18:18
由于在金矿开采过程中岩爆发生频繁,南非对深部采矿的研究工作比其他国家的投人大,取得的成果也较多。南非 ISS 国际公司的 Mendecki A . J .等在微震的监测方面开展了大量的研究工作 。在借鉴自然地震研究成果的基础上,他们定义了一些矿山微震监测的基本参数 ( 如震级、能量、应力降△、微震应变 s 等 ) ,对矿山的微震监测系统的布置 ( 传感器种类的选取、布设密度、信号传输手段和方法 ) 和 13 常微震事件的参数处理等进行了广泛深入的研究,奠定了量化处理微震事件的理论和现实基础。他们针对南非深部的金矿所记录的事件,研究了这些参数之间的相互关系 ( 如能量指数与累积视在体积的关系、施密特数与累积视在体积的关系等 ) ,分析了由于采矿而引起的周围岩体的应力变化,对岩体失稳的趋势和失稳活动进行了预测。在 1992 年 4 月至 1995 年 8 月之间,对 Tau Tona 金矿距地表 1400m 的 WH6 井筒矿柱进行了监测研究,伴随着能量指数的增加,岩体处于硬化阶段,当能量指数达到峰值以后,岩体不断软化,并且加速变形。记录数据的分析,得出了许多大的微震事件都发生在能量指数达到峰值以后的结论。南非的 0rtlepp W . D .长期从事岩爆的研究工作,收集了许多南非及其它国家矿山的岩体破坏和发生岩爆的现场资料 ,在分析、认识震源机理的基础上,总结出岩爆的 5 种类型,并分析了不同岩爆类型的破坏形式。针对岩体的动态失稳破坏,对采场及巷道的合理支护进行了实验室和现场试验研究,取得了较好的成果。 1999 年 11 月 11 日 南非 Moab Khotsong 金矿深 2800m 的主运输巷道掘进过程中,在正常的爆破之后,形成了一个长 16m ,形状、尺寸与巷道差不多的空穴,巷道内距掘进面大约 50m 的范围内都堆积着岩石碎片, Ortlepp W . D .对此进行了调查、分析,认为与欧洲、 13 本、加拿大深部煤矿中发生的突出型岩爆相类似。在 1994-1996 年之间,南非的采矿工业开始了一项研究计划,进行了 14 次调查与分析,分析微震事件与产生的破坏之间的关系、震源和破坏的机理,以便在开采过程中采取必要的支护措施,减少岩爆造成的损失。南非政府、大学与工业部门密切配合,从 1998 年 7 月开始启动了一个 Deep Mine 的研究计划,包括安全技术研究、地质构造研究、采场布置与采矿方法、降温与通风、采场支护、岩爆控制、超深竖井掘进、钢绳提升技术和无绳提升技术等,耗资约合 1380 万美元,研究时间为 4a ,旨在解决 3000 ~ 5000m 深度的金矿安全、经济开采所需解决的一些关键问题,已在南非金矿深井开采技术上取得了系列创新性成果。 参考网址: http://www.ky81.com/aspcode/KyxtShow.asp?ArticleId=14082
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八月廿日大连南非ISSI微震监测技术交流会
edward3 2009-7-30 15:54
现代矿山高精度微震监测技术的开发应用始于1980年代中期的南非金矿开动, 其目的是为解决南非Welkom地区深埋金矿开采中遇到的强烈岩爆和岩体稳定性问 题。利用高精度微震监测技术可以对由于矿山开采而引发的岩体内的微地震进行 短期和中长期灾害评估,从而降低由于上述灾害事件的发生而导致作业人员伤亡 和设备的损毁。该技术的原理是通过监测由采矿活动引起岩体中应力重分布过程 中伴生岩石破裂时发出的地震波,对地震波信息进行处理获取微震活动事件发生 的位置、大小、能量、非弹性微震体应变和震源机制等并由此计算出所伴生的岩 体中应力场、位移及流变等参数的改变,从而达到判断岩体稳定性的目的。南非 ISS公司是国际上该技术开发和应用的先驱,在20多年的发展过程中,ISS公司 的高精度微震监测技术在一直处于领先地位,已有数百个工程应用实例。领域涵 盖矿山、边坡、采空区、隧洞、活断层、水库、地下核废料存储、石油、地热、 天然地震试验场等。目前正在进行实时监测应用的项目有150多个。 微震监测技术在中国还处在应用的初始阶段,对该技术的认识还有待于对其 技术原理的掌握和应用经验的积累而提高,有鉴于此,特别邀请北京优赛科技有 限公司会同南非ISS公司在岩爆会议前面向国内技术人员举办微震监 测技术应用培训会,培训内容着重于微震监测技术的实际应用方面,主讲人为具 有丰富的微震监测技术开发应用经验的国际知名专家,包括现代微震技术开发的 创始人AleksanderMendecki博士,编著有《矿山微震监测技术》一书,也是本次 国际岩爆会议的特邀报告人之一,其他主讲人还有微震软件、硬件、应用方面的 专家RichardLynch博士,ErnestLotter博士,DmitriyMalovichko博士和盛虞 博士,欢迎相关领域的专家和科技工作人员参加。 交流会内容简介 1.矿山微震监测技术原理,当前应用水平和未来发展方向。主讲人:AlesanderMendecki博士; 2.ISS微震监测系统构成,硬件与软件技术。主讲人:ErnestLotter博士; 3.应用实例:露天矿场和浅层地下矿井的硬岩开挖。主讲人:RichardLynch博士; 4.应用实例:煤矿顶板塌落与冲击地压。主讲人:盛虞博士、RichardLynch博士; 5.应用实例:深井硬岩开挖:微震、岩爆及岩石稳定性。主讲人:DmitriyMalovichko博士; 6.ISS微震监测系统演示。主讲人:RichardLynch博士、ErnestLotter博士等。
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微震监测问题的实质与可能相关的问题
edward3 2009-7-27 20:16
微震监测的实质就是岩体中不连续面的时间空间演化,与这个密切相关的就是稳定性和渗透性问题等。除了地震的精细研究外,可能的工程应用领域可分为稳定和渗透两类。 0、地震精细研究:活断层、余震、火山、地下空间抗震、地震试验场等。 1、稳定性为主的问题:岩爆、边坡、地下空间与采空区、水库、大坝等。 2、渗透性为主的问题:石油、天然气、核废料、废气存储、油气库、地热等。 从以上粗浅的分类可以看出岩土工程中的透水、瓦斯等突出等应该是综合问题。难度可想而知。能借鉴的源头应该是火山、油气热生产的成功经验。 换一个角度,也可以说:稳定性问题主要是单相介质问题、其他的问题大多是多相介质问题。
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边坡监测的几项新技术
edward3 2009-7-20 12:25
关于国际上边坡监测的新技术,学习澳大利亚岩土工程中心(ACG,Australian Centre for Geomechanics)的边坡监测技术过程中,体会到多技术集成可能是一种比较完善的解决方案。可行的具体技术如下: 1.地面雷达获得边坡三维形貌和边坡mm级位移; 2.支持PSInSAR(永久散射体合成孔径雷达)技术的软件; 3.地调局的三峡库区巫山边坡示范站全套自动监测系统技术(包括:雨量计、测斜仪、TDR等); 4.近景摄影测量获得边坡三维形貌、岩体结构参数和多景照片的边坡的历时位移; 5.岩土工程三维激光扫描仪获得边坡三维形貌和边坡位移; 6.微米、纳米级的三轴钻孔应变仪(获得三维应力场的信息); 7.边坡的高精度微震监测系统。世界上已经有了数十个微震监测边坡的案例。系统的频率范围、采样率、软件支持、经验等和常规的地震监测设备有一些不同。可以运用矩张量分析边坡的微破裂的机理是张拉、剪切还是复合等。
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地下空间和采空区管理的几个新技术
edward3 2009-7-20 12:17
学习澳大利亚岩土工程中心(ACG,Australian Centre for Geomechanics)的采空区管理技术过程中,体会到地下空间和采空区管理需要一个多方位的解决方案。可行的具体技术如下: 1.深孔多点位移计; 2.深孔三轴钻孔应力计; 3.高精度微震监测; 4.地下采空区激光测绘三维可视化技术; 5.近景摄影测量采空区地面三维可视化技术; 6.采空区的地面雷达与卫星雷达遥感测量技术; 7.采空区膏体回填成套技术等。 8.多功能电法、地震勘探等地球物理方法在采空区的应用。
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岩爆监测预警的几个新技术简介
edward3 2009-7-20 11:51
学习澳大利亚岩土工程中心的岩爆监测预警技术过程中,体会到岩爆监测预警目前比较可行的解决方案应该多技术集成。可行的具体技术如下: 1.地应力测试:空心包体; 2.隧道围岩结构参数快速采集:三维摄影测量与岩体结构分析; 3.隧道围岩三维应力场变化:高精度三轴钻孔应变仪; 4.无源与有源微震高精度监测;岩爆是特殊的地震,运用定量地震学和工程地震学实现岩爆的监测与预警; 5.现场岩石物理力学参数快速测试、钻孔电视等; 6.岩爆风险管理软件和岩爆治理技术。
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活断层监测评估的几个新技术
edward3 2009-7-20 11:46
关于活断层评价问题,学习过程中感觉以下新技术可能比较有前景: 1.有源无源高精度微震监测技术(和微动勘探有重叠之处); 2.永久散射体合成孔径卫星位移监测技术; 3.高精度三轴钻孔应变监测。尤其适合慢震监测; 4.多功能电法勘探等。
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地震勘探原理(地震波的基本概念(1))
热度 2 毛宁波 2009-2-21 12:50
个人分类: 地震勘探原理国家精品课程|11638 次阅读|3 个评论

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