基于数值模拟分析的弹性波CT岩溶探测能力研究与应用

岩溶勘探是工程地质勘察中的难点和重点.由于岩溶发育极不规律,并且城市轨道交通建设对岩溶勘察精度提出了更高的要求,使得岩溶勘探面临巨大的挑战.目前,岩溶勘察多采用钻探和物探相结合的勘探方法,其中弹性波CT(Elastic Wave Computerized Tomography)利用初至波走时反演地层速度探测溶洞,相较于其他物探方法,具有更高的精度,但存在"低速色盲"、陡倾层状异常难以探测、小规模溶洞分辨能力有限等问题.本文基于数值模拟分析探究弹性波CT岩溶探测能力,数值模拟分析结果表明:①弹性波CT能够有效探测规模大于观测点距的溶洞异常;②溶洞异常响应与其规模大小有关,规模越大,速度异常越显著;③陡倾层状低速异常速度反演断面表现出"X"型分布特征.为提高岩溶探测精度,建议综合弹性波CT单孔对无约束反演解译结果和钻探资料构建溶洞初始模型,再进行连剖面约束反演.通过将该方法应用于实际岩溶探测,并进行数值模拟对比论证,表明本文提出的反演方法能够有效提高复杂岩溶探测精度.