山东大学学报(工学版)

作者：叶胜酩,王瑞,陈龙,张相超,陈磊,曹弘毅

单位：1.隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室, 山东大学, 山东 济南 250061;2.山东大学岩土与地下工程研究院, 山东 济南 250061;3.兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿, 山东 菏泽 274705

关键词：隧道不良地质探测,声波探测,波场特征,衰减补偿,噪声压制,

基金：地球深部探测与矿产资源勘查国家科技重大专项资助项目(2024ZD1003907)

为获取岩体内部不良地质的探测反射声波,需要将传感器安装于隧道边墙进行地震波震动采集。然而,隧道岩体开挖面凹凸不平,传感器耦合受影响,振幅、波形等特性采集失真;同时,隧道电机、泵站多作业工序产生强噪声,干扰隧道不良地质声波响应的识别提取。对此,本研究提出基于声波衰减补偿和去噪的隧道施工不良地质探测方法,重点针对开挖产生的非平整岩体表面,通过数值仿真揭示不同耦合形式下的声波信号特征,优选适用声波采集的干耦合材料,同时针对非平整面声波传播能量衰减,基于实测数据分析振幅衰减规律,基于巴特沃斯滤波构建非平整面声波传递振幅衰减补偿方法,改进基于经验模态分解与小波变换联合的声波噪声压制方法,实现高分辨声波反射波场的识别与提取。上述方法在鄂庄煤矿巷道前方实际工程岩体表面得到了成功验证,试验结果表明,该方法能有效提高隧道非平整岩面的声波信号质量,有利于识别不良地质的声波响应信号,为隧道前方不良地质探测提供了指导。

来源：2026年第2期

《山东大学学报(工学版)》期刊编辑部

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