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龙图腾网获悉中交四航工程研究院有限公司;广州港湾工程质量检测有限公司申请的专利一种隧道地震超前探测溶洞方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119335595B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411427848.2，技术领域涉及：G01V1/28；该发明授权一种隧道地震超前探测溶洞方法是由郑方坤;刘学;陈胜;张国才;王金岳;段诚仕设计研发完成，并于2024-10-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种隧道地震超前探测溶洞方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种隧道地震超前探测溶洞方法，包括：在隧道一侧壁上设置多个震源和与震源连接的多个检波器，形成地震超前探测系统，通过该系统先获取震源的观测数据，然后经过计算获得震源的正传波场和伴随源的反传波场，接着根据正传波场和反传波场计算得到均匀介质模型参数的梯度，有利于获得准确的均匀介质模型参数的更新方向，最终采用牛顿法求取更新方向后，对均匀介质模型参数进行迭代更新，直至目标函数达到设定阈值，停止迭代更新确定均匀介质模型参数，此时采用该参数的均匀介质模型进行全波形反演。本发明通过利用全波场进行全波形反演，对溶洞进行归为成像，可以提升探测成像分辨率，从而为后续开采提供数据支撑。

本发明授权一种隧道地震超前探测溶洞方法在权利要求书中公布了：1.一种隧道地震超前探测溶洞方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、在隧道一侧壁上等间距设置多个震源和等间距设置多个检波器，多个所述检波器设置在震源和掌子面之间，将各所述震源与多个检波器连接形成地震超前探测系统； S2、沿所述隧道建立二维坐标系，其中X方向为指向所述掌子面，Y方向为垂直于所述隧道侧壁，以模型边界上隧道面的中心为原点建立二维坐标系，将所述震源位置和检波器位置归入二维坐标系中； S3、依次激发所述震源，通过所述地震超前探测系统获取观测数据； S4、建立初始的均匀介质模型，并对所述均匀介质模型进行更新，获得最终的均匀介质模型； 其中，所述对所述均匀介质模型进行更新，获得最终的均匀介质模型的步骤包括： S41、基于所述均匀介质模型和观测数据，计算合成数据和正传波场； S42、构建基于卷积型的目标函数Fvp,vs,ρ,Rr，具体定义如下： 式中，dRr,t为观测数据，dRref,t为参考道的观测数据，qRref,t,vp,vs,ρ是合成数据，也为参考道位置的正传波场，qRr,t,vp,vs,ρ为正传波场，Rr是检波器的位置参数，vp是介质的纵波速度，vs是介质的横波速度，ρ是介质的密度，*是时间卷积算子，Rref表示要提取参考道的位置参数，表示二范数； S43、基于所述观测数据获取伴随源的反传波场； S44、利用所述震源的正传波场和伴随源的反传波场计算均匀介质模型参数的梯度； S45、采用牛顿法求取更新方向，根据得到的梯度对均匀介质模型参数进行迭代更新，直至目标函数小于等于设定阈值，停止迭代得到最终的均匀介质模型； 所述采用牛顿法求取更新方向，根据得到的梯度对初始模型进行迭代更新的步骤包括： 求取搜索方向pk： pk＝-Hk+λI-1gk6； 式中，λ为阻尼系数，I为单位矩阵，gk是目标函数的梯度算子，Hk是海森矩阵， 求取更新步长αk： 式中T表示转置矩阵，Ck为Fréchet导数； 利用公式8更新初始介质模型，公式8具体为： mk+1＝mk+αkpk8； 式中，mk+1为更新后的迭代介质模型参数，mk为当前迭代的介质模型参数。

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