隧道環境下頻率域聲波全波形反演優化方法對比

作者：于明羽,吳遵紅,譚凱,彭代誠,熊絢兮,劉江平

摘要：隧道地震超前探測方法是獲取隧道前方復雜地質體結構的重要手段,對隧道工程的安全建設和災害防治極為重要。針對目前隧道地震超前探測方法獲取掌子面前方地質體結構和物性精度不足的問題,本研究將高分辨率的頻率域聲波全波形反演方法應用于隧道超前探測,并討論了最速下降法(STD)、截斷牛頓法(TRN)以及l-BFGS三種主要反演優化方法在隧道全波形反演中的迭代收斂速度、反演精度和計算效率,以期獲取綜合效果較好的隧道空間掌子面前方高分辨率成像全波形反演優化方法。通過對比得出,l-BFGS優化方法在反演精度、反演速度中存在明顯優勢,更適合隧道環境下的頻率域全波形反演成像,這一結果可為全波形反演方法在隧道超前探測研究提供借鑒。

發文機構：中國地質大學地球內部多尺度成像湖北省重點實驗室 湖北特種設備檢驗檢測研究院 中國冶金地質總局中南地質調查院 中國地質大學地球物理空間與信息學院

關鍵詞：隧道超前探測全波形反演方法最速下降法截斷牛頓法l-BFGS方法tunnel advanced detectionfull-waveform inversion methodSTDTRNl-BFGS method

分類號： P631.4[天文地球—地質礦產勘探]