Page 139 - 《应用声学》2024年第6期

第 43 卷 第 6 期 谈笑宇等： 基于斯通利波的反射源定位及裂缝宽度反演 1315

列中包含了纵波 (P)、横波 (S) 和斯通利波 (ST)。 基于线性预测的波场分离方法由 Tang [3] 在
图 1(b) 为第一个接收器接收波形的频谱，对原始波 1997 年提出，其基本思路为：利用实际数据提取的
形进行0.2∼3 kHz带通滤波，滤除滑行纵波、滑行横 井筒直达波速度，用最小二乘法估算出各接收器上
波和噪声，留下斯通利波，如图1(c)所示。 的直达波波形，再从各接收器实测波形中减去对应
预测的直达波幅度，即可得到反射波波形。
P S ST Ԧ࠱ST
4.72
在阵列声波数据中，假设各振型频谱可表示为
A r (ω)(r = 1, · · · , p)，ω 为角频率，p 为振型数。令
E r = exp(−iωdS r )，d为接收器间距。若各振型慢度
ູᡰ/m S r 已知，则可通过式(1)估算出各振型频谱：

˜
EW ,
A = (EE) −1 ˜ (1)
3.66
0 1 2 3 4 5 6 7 4.72
௑ᫎ/ms
(a) ӭౝฉѵ ʽᛡ
30000 ᄰ᣺ฉ Ԧ࠱ฉ
ST S P ູᡰ/m ʾᛡ
25000 Ԧ࠱ฉ
20000
3.66
15000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
10000 ௑ᫎ/ms
(a) Ԕݽฉॎ
5000
4.72
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
ʽᛡ
ᮠဋ/kHz
ᄰ᣺ฉ Ԧ࠱ฉ
ູᡰ/m
(b) ኄʷ˔ଌஆ٨ଌஆฉॎᄊᮠ៨
ST Ԧ࠱ST
4.72

3.66
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ູᡰ/m (b) ᄰ᣺ฉˁʽᛡԦ࠱ฉ
௑ᫎ/ms

4.72
3.66

0 1 2 3 4 5 6 7
ູᡰ/m ʾᛡ
௑ᫎ/ms
(c) ໚ฉՑฉѵ Ԧ࠱ฉ
图 1 波形预处理
Fig. 1 Waveform preprocessing
3.66
1.2 波场分离 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
波场分离方法有很多，如线性预测法、中值滤 ௑ᫎ/ms
(c) ʾᛡԦ࠱ฉ
波和Radon变换等。本文采用线性预测法对直达波 图 2 波场分离
和下行反射波进行分离。 Fig. 2 Waveform separation