CN104809324B - 一种地震子波频率计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地震子波频率计算方法,该方法包括:获取地震震源和传播介质的物理参数;根据地震震源和传播介质的物理参数,计算地震震源产生的破碎区的几何参数;基于破碎区的几何参数和传播介质的物理参数中的纵波速度,根据空腔爆炸模型计算地震子波的频率。本发明能够快速、准确地计算得到地震子波的频率,同时还可以获得传播介质的破碎持续时间信息和弹性波能量转换率信息,对于野外地震勘探施工过程中地震震源的选取、传播介质岩性的选取具有指导作用,有助于用户在地震勘探采集前的工作部署。

Description

一种地震子波频率计算方法
技术领域
本发明涉及地震勘探技术领域,具体地说,涉及一种地震子波频率计算方法。
背景技术
地震勘探是利用震源激发地震波,并对记录到的地震波进行分析从而探测地下油气资源的重要技术。在这当中,震源直接决定着地震子波的能量、频率等特性,对后续的勘探生产也起着至关重要的作用。炸药是地震勘探中常用的一种震源,然而由于爆炸激发过程的复杂性,在炸药震源对于地震子波影响方面的研究尚少。在实际的地震采集过程当中,更多的是基于经验性的指导进行工作的开展。
现有的地震子波频率计算方法无法准确、快捷地对地震子波频率进行计算。其中有采用地震波的频率与炸药量的立方根存在的反比关系来描述地震子波频率的方法,但该方法只能定性地描述炸药与激发的地震频率之间的关系。
还有一种地震子波频率计算方法是基于统计学的方法来获得地震子波频率与炸药震源质量之间的关系,该方法认为炸药量越小,地震子波的频率越高。但是这种方法在计算地震子波频率的过程中需进行大量的试验,并且具有较为明显的区域特性,不利于在现场进行地震子波频率的快速、准确地计算。
此外还有一种地震子波频率计算方法是通过弹性波场模拟的方式,将震源等效成一个脉冲信号,对激发出的波场进行计算,最后得到地震波场的频率信息。但是在实际激发过程中,炸药能量对介质是一个破裂过程,远非弹性形变过程,因此该方法计算得到的地震子波频率与实际值相差较大。
另有一种地震子波频率计算方法是空穴模拟法,该方法假设炸药处于一个空腔足够大的洞穴中,炸药爆炸释放能量后到达空腔外壁时炸药产生的能量以弹性波的形式传播,然后再利用空腔半径和声波速度信息进行子波主频的估算。该方法能够定量地计算出地震子波的主频信息,但是在实际现场采集过程中,炸药激发之后会有相当一部分的能量用于破碎岩石,所以该方法的前提条件很难得到满足,从而使得计算得到的地震子波频率也存在较大偏差。
基于上述情况,亟需一种能够快速、准确地计算地震子波频率的方法。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种地震子波频率计算方法,其包括以下步骤:
获取地震震源和传播介质的物理参数;
根据地震震源和传播介质的物理参数,计算地震震源产生的破碎区的几何参数;
基于所述破碎区的几何参数和传播介质的物理参数中的纵波速度,根据空腔爆炸模型计算地震子波的频率;
其中,所述地震震源的物理参数包括地震震源的质量、爆炸常数,以及地震震源的半径和/或密度,所述传播介质的物理参数包括传播介质的密度、纵波速度、单轴抗拉强度、质点临界振动速度。
根据本发明的一个实施例,所述破碎区的几何参数包括破碎区半径,根据如下公式计算所述破碎区半径:
其中,Rd表示破碎区半径,uc表示质点临界振动速度,R0表示地震震源的半径,Q表示地震震源释放的总能量,ρ表示传播介质的密度。
根据本发明的一个实施例,所述空腔爆炸模型包括:
其中,f表示地震子波的频率,Rd表示破碎区半径,a表示传播介质的纵波速度。
根据本发明的一个实施例,所述方法还包括以下步骤:
根据所述破碎区的几何参数、传播介质的单轴抗拉强度,计算地震震源产生的弹性波能量;
计算所述弹性波能量与地震震源释放的总能量的比值,作为弹性波能量转换率。
根据本发明的一个实施例,所述破碎区的几何参数包括破碎区半径,根据如下公式计算所述弹性波能量:
其中,E表示地震震源产生的弹性波能量,Em表示杨氏模量,fc表示传播介质的单轴抗压强度,Rd表示破碎区半径。
根据本发明的一个实施例,所述方法还包括以下步骤:
根据地震震源和传播介质的物理参数,计算地震震源产生的空腔的几何参数。
根据本发明的一个实施例,所述空腔的几何参数包括空腔半径,根据如下公式计算所述空腔半径:
其中,R1表示空腔半径,β为常数,Q表示地震震源释放的总能量,ρ表示传播介质的密度,a表示传播介质的纵波速度,fc表示传播介质的单轴抗压强度。
根据本发明的一个实施例,所述方法还可以包括以下步骤:
基于所述空腔的几何参数和破碎区的几何参数,根据冲击波速度场模型计算传播介质的破碎持续时间。
根据本发明的一个实施例,所述冲击波速度场模型包括:
其中,r表示到地震震源中心点的距离,u表示在距离地震震源中心点距离为r处的冲击波速度,R0表示地震震源的半径,Q表示地震震源产生的能量,ρ表示传播介质的密度。
根据本发明的一个实施例,所述空腔的几何参数包括空腔半径,所述破碎区的几何参数包括破碎区半径,根据如下公式计算传播介质的破碎持续时间:
其中,t表示传播介质的破碎持续时间,Q表示地震震源释放的总能量,ρ表示传播介质的密度,R0表示地震震源的半径,R1表示空腔半径,Rd表示破碎区半径。
与现有技术相比,本发明引入了地震源释放的能量对传播介质的破碎过程,并考虑了此过程中的能量损耗,在模拟地震震源能量释放后对传播介质破裂过程的基础上,利用等效的方法将地震激发过程转换成地震震源在与破碎区等大小的空腔内进行能量释放的过程,使得空腔爆炸模型的前提条件得到满足,从而使得计算得到的地震波场子波的主频相对于通过现有的计算方法获得的主频更为准确。同时本发明还可以获得传播介质的破碎持续时间信息和地震震源产生的弹性波能量的转换率信息,对于野外地震勘探施工过程中地震震源的选取、传播介质岩性的选取具有指导作用,有利于用户在地震勘探采集前的工作部署。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍:
图1是根据本发明的一个实施例的地震子波频率计算方法的流程图;
图2是根据本发明的一个实施例的地震震源的质量与空腔半径之间的关系曲线图;
图3是根据本发明的一个实施例的地震震源的质量与破碎区半径之间的关系曲线图;
图4是根据本发明的一个实施例的地震震源的质量与地震子波主频之间的关系曲线图;
图5是根据本发明的一个实施例的地震震源的质量与弹性波能量转换率之间的关系曲线图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式,借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题,并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是,只要不构成冲突,本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合,所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
另外,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本发明针对目前地震波场子波频率计算方法所存在的问题,提出了一种基于震源破裂过程的子波频率计算方法,图1示出了本实施例中地震子波频率计算方法的流程图。
如图1所示,首先在步骤S101中获取地震震源和传播介质的物理参数。其中,地震震源的物理参数包括地震震源的质量M、爆炸常数k,以及半径R0和密度ρ0,传播介质的物理参数包括传播介质的密度ρ、纵波速度a、单轴抗拉强度fc、质点临界振动速度uc
需要说明的是,对于球形地震震源,因为如果已知地震震源的质量M和半径R0就可求出地震震源的密度ρ0,同样,如果已知地震震源的质量M和地震震源的密度ρ0就可求出地震震源的半径R0,所以在本发明的其他实施例中,对于球形地震震源的半径R0和密度ρ0,还可以仅获取其中的一个,本发明不限于此。
本实施例中,地震震源选取了TNT炸药,对于TNT炸药,其爆炸常数k为4.6×106。所以对于质量为M的TNT炸药,可以根据如下公式计算其爆炸所产生的总能量Q:
Q=k×M=4.6×106×M (1)
传播介质分别选取了白云岩、高岭土、石英砂岩和泥岩作为分析对象,但本发明不限于此,表1示出了上述传播介质的各个物理参数的参数值。
表1
密度(kg/m^3) 纵波速度(m/s) 单轴抗拉强度(pa) 临界振动速度(m/s)
白云岩 2870 7200 1.2*10^8 12.6
高岭土 1600 1440 0.5*10^8 10.0
石英砂岩 2650 5500 1.0*10^8 9.3
泥岩 2250 1800 0.7*10^8 9.2
地震震源在爆炸的过程中会产生一个空腔,根据步骤S101中获取的地震震源和传播介质的相关物理参数,在步骤S102中计算地震震源产生的空腔的几何参数。本实施例中,空腔的几何参数为空腔半径R1,其中,根据如下公式计算空腔半径R1
其中,β为常数,Q表示地震震源释放的总能量,ρ表示传播介质的密度,a表示传播介质的纵波速度,fc表示传播介质的单轴抗压强度。其中,β取0.61,但本发明不限于此,在本发明的其他实施例中,β还可以取其它合理值。
由公式(2)可以得出,地震震源爆炸产生的空腔半径R1与地震震源释放的总能量Q成正比,而由公式(1)可以得出地震震源产生的总能量Q与地震震源的质量M成正比,所以空腔半径R1与地震震源的质量M存在正比关系,图2示出了对于不同的地震震源,其质量与产生的空腔半径之间的关系曲线图。
如图2所示,地震震源的质量越大,其产生的空腔半径越大。此外,对于同样质量的地震震源,其所处的传播介质密度越大,地震震源爆炸所产生的空腔半径就越小。
在现有的空穴模拟法计算地震子波频率的过程中,因为并未考虑到地震震源爆炸后有相当一部分的能量用于破碎岩石,从而造成了计算结果的不准确。本发明提出的方法为引入了地震震源释放的能量对传播介质的破碎过程,并考虑了此过程中的能量损耗。
对于给定质量M的地震震源,其爆炸后首先产生一个空腔,其半径为R1,随后再对空腔外的岩石进行破碎,产生的破碎区半径为Rd。在破碎区边界之外,地震震源爆炸产生的能量将以弹性波的形式传播,其中弹性波的能量为E。在此基础上,地震震源爆炸产生的地震波就可以等效成能量大小为E的震源在半径为Rd的空腔内激发,该等效震源传播到空腔边界后以弹性波能量传播,从而满足现有的空腔模拟法的计算条件,从而能够得到更为准确的地震子波频率。
再次如图1所示,在步骤S103中,根据步骤S101中获取的地震震源和传播介质的相关物理参数,计算地震震源爆炸所产生的破碎区的几何参数。本实施例中,破碎区的几何参数为破碎区半径Rd,根据如下公式计算破碎区半径Rd
其中,uc表示质点临界振动速度,R0表示地震震源的半径,Q表示地震震源释放的总能量,ρ表示传播介质的密度。
图3示出了地震震源的质量和其产生的破碎区半径的关系曲线图。
如图3所示,对于相同的传播介质,地震震源的质量越大,其爆炸产生的破碎区半径也就越大。同时,对于同样质量的地震震源,其所处的传播介质密度越大,地震震源爆炸所产生的破碎区半径就越小。
在步骤S104中,基于步骤S101获取的传播介质的纵波速度a和步骤S103计算得到的破碎区半径Rd,根据空腔爆炸模型计算地震子波的频率。本实施例中,空腔爆炸模型表示在地震震源所处的空腔足够大的条件下,地震震源爆炸释放能量之后达到空腔外壁时地震震源产生的能量以弹性波的形式传播,然后再利用空腔半径和纵波速度信息进行地震子波频率的估算,其可以采用如下公式表示:
其中,f表示地震子波的频率,d表示地震震源所处空腔的半径,a表示传播介质的纵波速度。
空腔爆炸模型的前提条件为在空腔足够大的条件下,震源激发之后传播到空腔的能量为弹性能量。这种条件虽然与实际的激发过程不同,但是本发明通过等效类比的方法,将整个震源破裂过程等效为质量为M的地震震源在空腔半径为d的空腔中进行的一个地震波震动过程,即可以将步骤S103中得到的破碎区半径Rd作为地震震源所处空腔的半径d,所以可以得到如下公式:
由公式(5)可以看出,地震子波频率与地震震源产生的破碎区半径成反比,而由公式(3)可以得出破碎区半径与地震震源的质量成正比,所以可以得出地震子波频率与地震震源的质量成反比。
图4示出了地震震源质量与地震子波频率的关系曲线图,由图中可以看出,对于相同的传播介质,地震震源的质量越大,其爆炸产生的地震子波频率也就越小。同时,对于同样质量的地震震源,其所处的传播介质密度越大,地震震源爆炸所产生的地震子波频率也就越大。
本实施例中,通过本发明提供的地震子波频率计算方法还能够得到传播介质的破碎持续时间和地震震源的激发能量转换率,从而为地震野外施工过程中地震地震震源的选择和分析提供可靠的数据依据。
再次如图1所示,在步骤S105中,基于所述空腔半径R1和破碎区半径Rd,根据冲击波的速度场模型计算传播介质的破碎持续时间t。
本实施例中,冲击波的速度场模型可以采用如下公式表示:
其中,r表示到地震震源中心点的距离,u表示在距离地震震源中心点距离为r处冲击波的速度。
根据破碎区半径大小,冲击波的速度进行积分,并对积分公式进行求解可以求得传播介质破碎的持续时间t,传播介质的破碎时间t可以采用如下公式计算得到:
在步骤S106中,根据破碎区半径Rd和传播介质的单轴抗拉强度fc,计算地震地震震源产生的弹性波能量E。本实施例中,假设弹性波场与塑性波场存在一个压力临界值,为了简便起见,将该压力临界值直接取成了传播介质的单轴抗压强度fc,实际上压力临界值应比单轴抗压强度fc略小。地震震源产生的弹性波能量E可以根据如下公式计算得到:
其中,Em表示杨氏模量。
随后在步骤S107中,计算弹性波能量E与地震震源释放的总能量Q的比值,作为地震震源产生弹性波能量的转换率。
图5示出了地震震源产生弹性波能量的转换率与地震震源质量的关系曲线图,从图中可以看出,对于同一种地震震源,其产生弹性波能量的转换率与其所处的传播介质的密度成反比,地震震源所处的传播介质的密度越大,其爆炸产生的弹性波能量的转换率就越小。
本发明在模拟地震地震震源能量释放后对传播介质破裂过程的基础上,利用等效的方法将破裂过程转换成弹性波场的传播过程,从而使得计算得到的地震波场子波的主频更为准确,同时还可以获得传播介质的破碎持续时间信息和地震震源产生的弹性波能量的转换率信息,对于野外地震勘探施工过程中地震震源的选取、传播介质岩性的选取具有指导作用,有助于用户在地震勘探采集前的工作部署。
虽然本发明所揭露的实施方式如上,但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员,在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本发明的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (20)

1.一种地震子波频率计算方法,包括以下步骤:
获取地震震源和传播介质的物理参数;
根据地震震源和传播介质的物理参数,计算地震震源产生的破碎区的几何参数;
基于所述破碎区的几何参数和传播介质的物理参数中的纵波速度,根据空腔爆炸模型计算地震子波的频率;
所述空腔爆炸模型的前提条件为,利用等效的方法将地震激发过程转换成地震震源在与破碎区等大小的空腔内进行能量释放的过程;
其中,所述地震震源的物理参数包括地震震源的质量、爆炸常数,以及地震震源的半径和/或密度,所述传播介质的物理参数包括传播介质的密度、纵波速度、单轴抗拉强度、质点临界振动速度。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述破碎区的几何参数包括破碎区半径,根据如下公式计算所述破碎区半径:
<mrow> <msub> <mi>R</mi> <mi>d</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>4</mn> <msqrt> <mrow> <mn>27</mn> <msub> <mi>u</mi> <mi>c</mi> </msub> </mrow> </msqrt> </mfrac> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>R</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>Q</mi> </mrow> <mrow> <mi>&amp;pi;</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>&amp;rho;</mi> </mrow> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mn>1</mn> <mo>/</mo> <mn>4</mn> </mrow> </msup> </mrow>
其中,Rd表示破碎区半径,uc表示质点临界振动速度,R0表示地震震源的半径,Q表示地震震源释放的总能量,ρ表示传播介质的密度。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述空腔爆炸模型包括:
<mrow> <mi>f</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>a</mi> </mrow> <mrow> <msqrt> <mn>3</mn> </msqrt> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>R</mi> <mi>d</mi> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow>
其中,f表示地震子波的频率,Rd表示破碎区半径,a表示传播介质的纵波速度。
4.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括以下步骤:
根据所述破碎区的几何参数、传播介质的单轴抗拉强度,计算地震震源产生的弹性波能量;
计算所述弹性波能量与地震震源释放的总能量的比值,作为弹性波能量转换率。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括以下步骤:
根据所述破碎区的几何参数、传播介质的单轴抗拉强度,计算地震震源产生的弹性波能量;
计算所述弹性波能量与地震震源释放的总能量的比值,作为弹性波能量转换率。
6.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述破碎区的几何参数包括破碎区半径,根据如下公式计算所述弹性波能量:
<mrow> <mi>E</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>&amp;pi;</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msubsup> <mi>f</mi> <mi>c</mi> <mn>2</mn> </msubsup> </mrow> <msub> <mi>E</mi> <mi>m</mi> </msub> </mfrac> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msubsup> <mi>R</mi> <mi>d</mi> <mn>3</mn> </msubsup> </mrow>
其中,E表示地震震源产生的弹性波能量,Em表示杨氏模量,fc表示传播介质的单轴抗压强度,Rd表示破碎区半径。
7.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述破碎区的几何参数包括破碎区半径,根据如下公式计算所述弹性波能量:
<mrow> <mi>E</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>&amp;pi;</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msubsup> <mi>f</mi> <mi>c</mi> <mn>2</mn> </msubsup> </mrow> <msub> <mi>E</mi> <mi>m</mi> </msub> </mfrac> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msubsup> <mi>R</mi> <mi>d</mi> <mn>3</mn> </msubsup> </mrow>
其中,E表示地震震源产生的弹性波能量,Em表示杨氏模量,fc表示传播介质的单轴抗压强度,Rd表示破碎区半径。
8.如权利要求1、2、5~7中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括以下步骤:
根据地震震源和传播介质的物理参数,计算地震震源产生的空腔的几何参数。
9.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括以下步骤:
根据地震震源和传播介质的物理参数,计算地震震源产生的空腔的几何参数。
10.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述方法还包括以下步骤:
根据地震震源和传播介质的物理参数,计算地震震源产生的空腔的几何参数。
11.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述空腔的几何参数包括空腔半径,根据如下公式计算所述空腔半径:
<mrow> <msub> <mi>R</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msup> <mi>Q</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mo>/</mo> <mn>3</mn> </mrow> </msup> </mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;rho;</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msup> <mi>a</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msubsup> <mi>f</mi> <mi>c</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mn>1</mn> <mo>/</mo> <mn>9</mn> </mrow> </msup> </mfrac> </mrow>
其中,R1表示空腔半径,β为常数,Q表示地震震源释放的总能量,ρ表示传播介质的密度,a表示传播介质的纵波速度,fc表示传播介质的单轴抗压强度。
12.如权利要求9或10所述的方法,其特征在于,所述空腔的几何参数包括空腔半径,根据如下公式计算所述空腔半径:
<mrow> <msub> <mi>R</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msup> <mi>Q</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mo>/</mo> <mn>3</mn> </mrow> </msup> </mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;rho;</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msup> <mi>a</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msubsup> <mi>f</mi> <mi>c</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mn>1</mn> <mo>/</mo> <mn>9</mn> </mrow> </msup> </mfrac> </mrow>
其中,R1表示空腔半径,β为常数,Q表示地震震源释放的总能量,ρ表示传播介质的密度,a表示传播介质的纵波速度,fc表示传播介质的单轴抗压强度。
13.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述方法还可以包括以下步骤:
基于所述空腔的几何参数和破碎区的几何参数,根据冲击波速度场模型计算传播介质的破碎持续时间。
14.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述方法还可以包括以下步骤:
基于所述空腔的几何参数和破碎区的几何参数,根据冲击波速度场模型计算传播介质的破碎持续时间。
15.如权利要求9~11中任意一项所述的方法,其特征在于,所述方法还可以包括以下步骤:
基于所述空腔的几何参数和破碎区的几何参数,根据冲击波速度场模型计算传播介质的破碎持续时间。
16.如权利要求13或14所述的方法,其特征在于,所处冲击波速度场模型包括:
<mrow> <mi>u</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <msup> <mi>r</mi> <mn>2</mn> </msup> </mfrac> <msqrt> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>R</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>Q</mi> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>&amp;pi;</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>&amp;rho;</mi> </mrow> </mfrac> </msqrt> </mrow>
其中,r表示到地震震源中心点的距离,u表示在距离地震震源中心点距离为r处的冲击波速度,R0表示地震震源的半径,Q表示地震震源产生的能量,ρ表示传播介质的密度。
17.如权利要求15所述的方法,其特征在于,所处冲击波速度场模型包括:
<mrow> <mi>u</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <msup> <mi>r</mi> <mn>2</mn> </msup> </mfrac> <msqrt> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>R</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>Q</mi> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>&amp;pi;</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>&amp;rho;</mi> </mrow> </mfrac> </msqrt> </mrow>
其中,r表示到地震震源中心点的距离,u表示在距离地震震源中心点距离为r处的冲击波速度,R0表示地震震源的半径,Q表示地震震源产生的能量,ρ表示传播介质的密度。
18.如权利要求13、14或17中任意一项所述的方法,其特征在于,所述空腔的几何参数包括所述空腔半径,所述破碎区的几何参数包括所述破碎区半径,根据如下公式计算传播介质的破碎持续时间:
<mrow> <mi>t</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mn>3</mn> </mfrac> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msqrt> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>&amp;pi;</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>&amp;rho;</mi> </mrow> <mrow> <msub> <mi>R</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>Q</mi> </mrow> </mfrac> </msqrt> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>R</mi> <mi>d</mi> <mn>3</mn> </msubsup> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>R</mi> <mn>1</mn> <mn>3</mn> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中,t表示传播介质的破碎持续时间,Q表示地震震源释放的总能量,ρ表示传播介质的密度,R0表示地震震源的半径,R1表示空腔半径,Rd表示破碎区半径。
19.如权利要求15所述的方法,其特征在于,所述空腔的几何参数包括所述空腔半径,所述破碎区的几何参数包括所述破碎区半径,根据如下公式计算传播介质的破碎持续时间:
<mrow> <mi>t</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mn>3</mn> </mfrac> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msqrt> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>&amp;pi;</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>&amp;rho;</mi> </mrow> <mrow> <msub> <mi>R</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>Q</mi> </mrow> </mfrac> </msqrt> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>R</mi> <mi>d</mi> <mn>3</mn> </msubsup> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>R</mi> <mn>1</mn> <mn>3</mn> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中,t表示传播介质的破碎持续时间,Q表示地震震源释放的总能量,ρ表示传播介质的密度,R0表示地震震源的半径,R1表示空腔半径,Rd表示破碎区半径。
20.如权利要求16所述的方法,其特征在于,所述空腔的几何参数包括所述空腔半径, 所述破碎区的几何参数包括所述破碎区半径,根据如下公式计算传播介质的破碎持续时 间: <mrow> <mi>t</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mn>3</mn> </mfrac> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msqrt> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>&amp;pi;</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>&amp;rho;</mi> </mrow> <mrow> <msub> <mi>R</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>Q</mi> </mrow> </mfrac> </msqrt> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>R</mi> <mi>d</mi> <mn>3</mn> </msubsup> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>R</mi> <mn>1</mn> <mn>3</mn> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中,t表示传播介质的破碎持续时间,Q表示地震震源释放的总能量,ρ表示传播介质的密度,R0表示地震震源的半径,R1表示空腔半径,Rd表示破碎区半径。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009077440A2 (en) * 2007-12-14 2009-06-25 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method of processing data obtained from seismic prospecting
CN102997768A (zh) * 2012-11-06 2013-03-27 董少南 一种爆破岩石的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009077440A2 (en) * 2007-12-14 2009-06-25 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method of processing data obtained from seismic prospecting
CN102997768A (zh) * 2012-11-06 2013-03-27 董少南 一种爆破岩石的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《岩石爆炸动力学的若干进展》;钱七虎;《岩石力学与工程学报》;20091031;第28卷(第10期);第1949页第1栏第7段-第1954页第2栏第1段、图2、图7 *
《爆破震动等效载荷模型》;丁桦;《中国科学(E辑)》;20030131;第33卷(第1期);第82-90页 *

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