各向异性介质中地震波的传播理论及在隧道地质预报中的应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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何现启等著 著

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• 地震波
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• 隧道工程
• 地质预报
• 岩石力学
• 地球物理勘探
• 数值模拟
• 传播理论
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• 工程地质

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出版社： 中南大学出版社

ISBN：9787548730316

商品编码：28474039174

出版时间：2017-09-01

作  者:何现启 等 著 定  价:100 出 版 社:中南大学出版社 出版日期:2017年09月01日 页  数:298 装  帧:精装 ISBN:9787548730316 ●第1章 绪论
●1.1 研究目的和意义
●1.2 国外研究现状
●1.2.1 各向异性正演理论研究现状
●1.2.2 各向异性反演理论研究现状
●1.3 国内研究现状
●1.3.1 各向异性正演研究现状
●1.3.2 各向异性反演研究现状
●1.4 基本理论
●1.4.1 各向异性介质的分类体系及其弹性矩阵
●1.4.2 常见的地球各向异性介质
●1.4.3 Bond变换
●1.5 本书的主要内容
●第2章 EDA介质中地震波的传播特征
●2.1 VTI介质中地震波的传播特征
●2.1.1 VTI介质弹性波相速度
●2.1.2 VTI介质弹性波群速度
●2.1.3 VTI介质弹性波偏振方向
●2.1.4 VTI介质中波的慢度面
●2.1.5 模型计算
●部分目录

内容简介

传统地震勘探，都假设地下介质接近是各向同性的，但实际上它们基本上是各向异性的，这样的假设会导致错误的成像，从而影响勘探结果的准确性。为了提高反演精度，趋合精细化勘探的发展趋势，研究地下介质的各向异性及地震波的波动特性也显得日益紧迫，也是目前地震勘探研究的热点和难点之一。《各向异性介质中地震波的传播理论及在隧道地质预报中的应用/中南大学地球科学学术文库》首先从VTI介质出发推导了HTI介质中地震波准确相速度和群速度计算公式，讨论了HTI介质与VTI介质的相似特征，然后由HTI介质。通过旋转关系推导出EDA介质中地震波的准确相速度和群速度计算公式，并基于摄动理论，以各向同性介质为背景介质推导出HTI、EDA介质的相速度、群速度的弱各向异性近似公式。基于摄动法，以弹性各向异性介质为背景介质，推导出黏弹性介质中地震波的近似相速度、群速度、偏振向量计算公式。由VTI介质出发利用Bond变换推导出HT等 何现启 等 著 何现启，男，1980年生，博士，不错工程师，主要从事地震波传播理论及隧道超前地质预报研究。2003年毕业于中南大学地质工程专业，2006年获得中南大学地球探测与信息技术专业硕士学位，2010年12月获得中南大学地球探测与信息技术专业博士学位，同年进入湖南省交通规划勘察设计院有限公司工作，参与或主持国家863项目、国家自然科学基金项目多项，负责或参与邵怀高速、安邵高速、溆怀高速、长浏高速等多条高速公路特长、长隧道的地质超前预报工作，获得湖南省很好勘察设计项目二等奖、三等奖各一项，发表论文36篇，其中EI／SCI检索6篇，ISTP检索3篇，获得软件著作权2项，实用新型专利1项。
鲁光银，男等

《地球物理勘探中的信号处理与反演方法》 简介 本书深入探讨了地球物理勘探数据处理与解释中的核心理论和前沿技术，特别聚焦于地震、电磁法和重磁力勘探数据的处理、成像与地球物理反演。本书旨在为地球物理专业的研究人员、工程师以及高年级本科生提供一个全面且深入的技术参考框架，使读者能够掌握从原始数据采集到最终地质模型构建的完整技术链条。 全书结构严谨，内容涵盖了从基础的数字信号处理原理到复杂的非线性反演理论，力求在理论深度和工程实践之间找到最佳平衡点。 --- 第一部分：地球物理数据获取与预处理基础 本部分着重于物理勘探数据的采集特性、误差来源及必要的初步处理步骤。 第一章：勘探数据采集系统与误差分析 本章详细阐述了现代地球物理勘探设备的工作原理，包括高精度重力仪、宽频带地震仪、大地电磁（TEM）系统以及高精度磁力仪的硬件规格和数据采集流程。重点分析了实际作业中不可避免的环境噪声（如环境振动、大气压力变化、电磁干扰）对数据质量的影响机制。讨论了时间同步、空间定位误差的量化方法，并引入了误差传播模型，为后续数据校正奠定基础。 第二章：数字信号处理基础回顾 虽然本书面向专业读者，但本章仍对地球物理信号处理中的关键数学工具进行了详尽的回顾与深化。内容包括傅里叶变换（FT）、小波变换（Wavelet Transform）在信号分解与重构中的应用，特别强调了多分辨率分析在识别不同尺度地质特征中的优势。离散时间系统理论、Z变换在滤波器设计中的应用被深入剖析，为设计适用于复杂地质背景的去噪滤波器做准备。 第三章：噪声的识别、分离与压制技术 噪声压制是地球物理数据处理的关键步骤。本章系统介绍了随机噪声与相干噪声的分离技术。对于随机噪声，详细论述了基于统计模型的维纳滤波（Wiener Filtering）设计准则及其在地震数据中的应用效果。对于相干噪声（如地表一致性噪声、随机干扰波），本书着重介绍了高精度 $f-k$ 域滤波方法，并拓展到基于奇异值分解（SVD）的相干噪声分离技术，展示了其在压制强串扰干扰方面的优越性。 第四章：地震数据的时间/空间域预处理 本章专注于地震勘探数据的特定预处理流程。内容包括静校正（Static Correction）的精确计算方法，对比了近地表速度建模的传统方法与基于深度学习的快速迭代方法。时间窗函数的设计、振幅恢复（Spherical Divergence Correction, AGC）的适用条件，以及关键的去旁瓣、去鬼波处理技术进行了详细的工程化论述。 --- 第二部分：地球物理成像与正演模拟 本部分聚焦于如何将处理后的数据转化为具有地质意义的物理场图像，并构建可靠的正演模型以验证反演结果。 第五章：地震波场正演模拟方法 本章深入探讨了在复杂介质中精确模拟地震波传播的数值方法。详细分析了有限差分法（FDM）在不同边界条件下的实现细节，特别关注了高阶差分格式（如20阶、24阶）如何有效降低数值频散误差。同时，对拟谱法（Pseudospectral Method, PSM）在复杂结构成像中的高精度优势进行了比较分析，并讨论了有限元法（FEM）在处理极其复杂几何体时的应用潜力。 第六章：电磁法和重磁力场正演计算 针对电磁法（MT/TEM），本章详细阐述了频率域和时间域的二维/三维积分方程法（如TM/TE模式的边界元法）与有限差分法（FDEM）的耦合策略。对于重磁法，重点讲解了基于格林函数的高效计算方法，以及在非均匀磁场环境下，如何精确计算高精度磁化异常和重力异常的解析延拓技术。 第七章：偏移成像技术：从射线追踪到全波场成像 偏移（Migration）是将数据恢复到其真实空间位置的关键。本章首先回顾了经典的Kirchhoff偏移（K-Migration）的原理、相位校正技术及其在速度不确定性下的局限性。随后，重点介绍了后斯塔克偏移（Reverse Time Migration, RTM）的理论基础，包括伴随源技术和双向波场反传的实现，强调了RTM对弱反射、复杂断层成像的显著改进。 --- 第三部分：地球物理反演理论与应用 本部分是全书的核心，系统介绍了从数据到地下物性参数的数学和算法过程，是实现定量解释的关键。 第八章：线性反演与约束技术 本章从最小二乘法的基本形式出发，导出了正则化反演框架（如Tikhonov正则化）。深入分析了不同正则化参数（$lambda$）的选择策略，包括L曲线法、广义交叉验证（GCV）等。讨论了先验信息的引入方式，如梯度约束、各向异性约束，以增强解的稳定性和地质合理性。 第九章：非线性全波场反演（FWI）理论 全波场反演是当前地球物理成像的前沿技术。本章详尽阐述了FWI的基本框架：目标函数构建（基于残差的$L_2$范数）、伴随状态方程的推导，以及伴随源的精确计算。重点分析了FWI面临的多解性（或循环性）问题，并详细介绍了多尺度反演（Multi-Scale Inversion）和低频约束策略在克服早期收敛障碍中的作用。 第十章：电磁法与重磁法的反演算法 本章针对电磁法和重磁法的反演特点进行探讨。对于大地电磁法，对比了二维正交的阻抗张量反演与三维模型的全张量反演方法，引入了二维/三维电导率模型构建的挑战。在重磁反演方面，详细介绍了基于敏感度核函数的非线性反演方法，并讨论了如何利用地质先验信息（如边界约束）来稳定稀疏化反演结果。 第十一章：模型参数的评估与不确定性量化 高质量的地球物理反演不仅需要得到一个“最佳”模型，更需要评估该模型的可靠性。本章引入了贝叶斯反演框架，阐述了马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法在估计参数后验概率分布中的应用。讨论了模型参数的交叉相关性分析，以及如何通过残差分析和模型敏感度分析来量化最终解释结果的不确定性范围。 --- 结语 本书内容紧密围绕地球物理数据从采集到定量成像的全过程，其深度和广度均达到了专业研究水平。对信号处理、数值方法和优化理论的系统梳理，使得本书成为地球物理数据解释领域不可或缺的工具书和参考手册。

评分☆☆☆☆☆

作为一名常年在一线进行地下工程勘察的工程师，我关注的重点往往在于“能不能用”以及“准不准”。这本书在理论的严谨性之外，它在“应用”部分的阐述尤其打动我。书中对如何将复杂的地震波反演结果，转化为对隧道围岩稳定性的实际评估，提供了非常详实且具有操作指导性的思路。我尤其关注了其中关于“噪声压制”和“多尺度成像”的章节，这直接关系到我们在复杂人工环境（比如城市地下）中获取有效信息的精度。它不是那种只停留在“提出方法”的层面，而是深入探讨了在实际采集数据受限、信噪比低的情况下，如何根据介质特性调整采集方案和处理流程。这本著作成功地架起了一座桥梁，把实验室里精密的数学模型，拉到了充满干扰和不确定性的工程现场，体现了深厚的工程智慧。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和排版质量，说实话，是我近期阅读的专业书籍中数一数二的。纸张的质感很好，印刷清晰度极高，即使是那些包含大量精细网格和微小参数的表格，看起来也不会有任何模糊感。这一点对于需要对照查阅的读者来说至关重要，长时间阅读下来眼睛的疲劳感也相对较低。更值得称赞的是，全书的结构组织非常合理，章节之间的过渡自然流畅，就像一位经验丰富的导游带领你游览一个复杂的知识迷宫。它没有刻意去追求华丽的辞藻，而是用最精确、最凝练的学术语言来表述科学思想，这对于追求效率的科研人员来说是极大的福音。总而言之，从实体感受上来说，这是一本值得收藏的硬核专业书籍，它的物理形态也支撑了其内容的严肃性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计实在是太有吸引力了，深邃的蓝色背景仿佛置身于地壳深处，上面的那些复杂的数学公式和波形图，一下子就抓住了我的眼球。我一直对地球物理学抱有浓厚的兴趣，特别是地震波的传播机制，总觉得那里面藏着无数未解的秘密。拿到书后，我迫不及待地翻阅，发现它在理论阐述上非常深入，绝不是那种浅尝辄止的科普读物。作者似乎把好几年的研究心血都倾注在了这本书里，从基础的波动方程到复杂的介质模型构建，逻辑链条非常清晰，但同时又保持了足够的严谨性，那种层层递进的感觉让人非常过瘾。虽然有些部分需要反复阅读才能完全领会，但这种挑战感也正是吸引我的地方。尤其欣赏它将理论与实际应用紧密结合的叙事方式，让人感觉这些抽象的物理规律并非高高在上，而是真真切切地指导着工程实践。这本书绝对是地球物理学爱好者案头必备的经典之作，值得细细品味。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的内容深度确实不是一般人能轻易消化的。我本身是土木工程专业出身，对地质力学有一些接触，但一涉及到“各向异性介质”和“散射理论”这些概念时，我就感觉自己的知识储备明显不够用了。不过，这本书的作者在处理这些高深莫测的理论时，却采取了一种非常务实和渐进的方式来构建知识体系。比如，在介绍如何用有限差分法模拟波场演化时，它会先从最简单的均匀介质模型开始，逐步引入结构复杂性，这种教学思路非常人性化。我特别喜欢其中关于数值模拟的那几个章节，图表清晰，代码示例（如果书中有的话）更是直观展示了理论是如何转化为可计算模型的。虽然我可能无法完全掌握其中所有的数学推导，但通过这本书，我对现代地球物理勘探的计算基础有了一个质的飞跃式的认识，这比我过去阅读的任何一本教材都更具启发性。它让我看到了理论的边界和未来可能的发展方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者在梳理这一领域的发展脉络时，展现出一种广博的学术视野。它不仅仅罗列了现有的主流理论，更巧妙地穿插了对历史发展关键节点的回顾与评价，让人在学习新技术的同时，能够理解这些技术是如何一步步演化而来，避免了“只见树木不见森林”的窘境。读完后，我感觉自己对当前地震波研究领域内存在的争议点和尚未完全解决的难题，都有了一个更宏观的认识。作者似乎并不急于给出“万能钥匙”，而是鼓励读者去批判性地思考每种模型的适用边界和局限性。这种引导式的叙述方式，比起单纯的知识灌输，更能激发读者的自主探索精神。对于后继的研究人员来说，这本书无疑提供了一个极佳的起点和坚实的基础框架。