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基于譜元法的三維高精度全波形反演及其在煤礦巷道的模擬實(shí)驗(yàn)研究

時(shí)間:2024-3-21
為解決復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤層探測問題, 開展了針對(duì)采煤工作面的巷道三維彈性波全波形反演技術(shù)研究。 首先,基于 GPU/CPU并行異構(gòu)算法實(shí)現(xiàn)譜元法高效、高精度正演模擬;其次,通過正演波場和伴隨波場的互相關(guān)計(jì)算模型參數(shù)的梯度, 應(yīng)用擬牛頓 L-BFGS 二階最優(yōu)化算法和
線性搜索算法迭代更新模型參數(shù),構(gòu)建高分辨率地下三維彈性速度結(jié)構(gòu)模型。 主要針對(duì)煤層特征,創(chuàng)新性地構(gòu)建多目標(biāo)函數(shù)(如旅行時(shí)和包絡(luò)目標(biāo)函數(shù))和多波(如直達(dá)體波和槽波)聯(lián)合反演策略,理論上降低了反演的多解性和非線性。 最后,通過設(shè)計(jì)不同的三維煤礦巷道地質(zhì)模型,使用提出的算法與技術(shù)反演得到高分辨率的三維速度模型, 驗(yàn)證了本次研究可以對(duì)煤礦工作面內(nèi)的陷落柱和起伏煤巖界面識(shí)別,說明了理論算法和技術(shù)的有效性。