基于能量衰减系数的弹性波CT反演

(水利部长江勘测技术研究所，武汉 430011)

1 研究背景

弹性波计算机断层(Computed Tomography，CT)成像技术是一项成熟的地球物理探测方法，在地下岩溶、孤石勘察、采空区勘察等多方面得到应用。弹性波CT反演可分为速度反演和衰减系数反演。

弹性波CT速度反演测试值稳定，受测试条件影响小，对小缺陷敏感性较小；弹性波CT衰减反演受测试条件影响较大，对小缺陷敏感[1]。

目前大部分弹性波CT工程采用速度反演，速度反演以直达波初至时刻反演，生成速度剖面，划分异常。此种反演方法在高速体中寻找低速异常时效果较好，如岩溶，破碎带的测试；但在低速体中需找高速体时，则存在异常体分辨率不高，异常界限不清晰，如地下孤石的探测。

弹性波CT衰减系数反演虽然理论成熟，但一直没有得到广泛应用。主要原因有两点：

(1)震源每次激发能量无法精确一致。弹性波CT目前有多种发射震源，如压电陶瓷、超磁材料、电火花、炸药等。虽然压电陶瓷、超磁材料、电火花可通过发射电压来控制发射能量；炸药可以通过质量来控制爆炸能量，但均无法像电磁波CT那样准确控制发射能量。

(2)检波器接到弹性波能量无法精确计算。震源激发的弹性波到达各个检波器，采样得到每道波形数据。如果按全部波形幅值计算弹性波能量，则需要长时间采样。如果以波形最大振幅计算弹性波能量，则存在最大振幅可能为横波或面波，或者为其他转换波的问题。

本文尝试借鉴电磁波CT能量衰减方式进行弹性波CT衰减系数反演。……