概要

在工程地球物理领域，地震CT技术一直是探测地下结构的重要手段。然而，传统地震CT设备多采用电火花震源，其信号频带有限、重复性较差，往往制约了成像分辨率与解释精度，更重要的是传统电火花震源需要原位充能，操作复杂，耗时长，复杂场地适用性差。针对这一瓶颈，新一代大跨距地震CT设备引入了高频编码可控震源，为精细探测提供了全新的技术路径。

与传统电火花震源相比，高频编码可控震源通过对激发信号进行精确设计与控制，可稳定输出高频、宽频带的地震波形，且无需充能，测试快速便捷。这不仅显著提升了信号的信噪比，还使得记录到的初至波走时更加清晰、连续，大幅降低了人工判读的不确定性。在复杂地质条件下，这种优势尤为突出。

更为重要的是，高频信号的引入，使得原本在传统数据中难以识别的反射波、折射波及散射波得以清晰呈现。这些波场信息不仅丰富了数据内容，也为后续的精细反演提供了坚实基础。通过对波形的相位与幅值特征进行深入分析，可以开展衰减反演与全波形反演，从而获取更高分辨率、更具物理意义的地下结构模型。

此外，编码震源技术还具备良好的重复性和可控性，有利于多次叠加与长期监测应用。这使得该设备在隧道工程、边坡稳定性评估以及地下空间开发等场景中，展现出广阔的应用前景。

总体来看，高频编码可控震源的引入，不仅提升了地震CT数据质量，也拓展了地震波信息的利用深度，标志着地震CT技术正迈向高分辨率与全波形解释的新阶段。

案例一：长盛基地45 m跨距试验

在长盛基地开展的45 m大跨距地震CT试验中，系统验证了高频编码可控震源在远距离激发条件下的信号保持能力。相比传统电火花震源，编码震源在长跨距传播过程中仍能稳定保持初至波能量，记录波形具有更高的连续性与可追踪性。

长盛基地45m跨距试验波形数据与直达波到时

试验结果表明，在45 m跨距条件下，直达波到时拾取清晰可靠，走时曲线整体平滑，人工干预显著减少。同时，部分浅部结构的散射波亦表现出一定可识别性，为后续精细反演提供了更丰富的约束信息。

走时反演结果（1个炮集）

案例二：某隧道25 m跨距试验

在某隧道工程25 m跨距地震CT测试中，高频编码震源展现出优良的抗干扰能力。隧道环境中存在强烈多次波与复杂边界反射，但编码震源信号仍能够有效突出初至波特征，使得走时拾取更加稳定。

某隧道25m跨距试验波形数据与直达波到时

对比传统地震CT数据，新方法在信号频带宽度与相位稳定性方面均有明显改善，使得围岩结构的速度分层特征更加清晰。此外，局部异常区的反射响应更加突出，有助于提高反演结果的横向分辨率，更利于识别潜在破碎带与低速异常体。

反演结果（2个炮集）

案例三：某水下16 m跨距试验

在水下跨孔16 m试验中，以水流底噪为代表的复杂水体耦合条件对信号采集提出较高要求。高频编码可控震源通过稳定的重复激发机制，有效抑制了随机噪声的影响，使跨孔传播信号具备更高的一致性。

某水下16 m跨距试验波形数据与直达波到时

试验结果显示，即使在水介质耦合环境下，直达波与折射波仍保持良好的相干性，波形细节清晰可辨。走时反演结果中成功识别到了水底溶洞的特征。同时，信号幅值与相位信息保留完整，为后续进行衰减分析及全波形反演提供了可靠数据基础。

反演结果（3个炮集）

结语

通过以上不同工况下的对比试验可以看出，高频编码可控震源在大跨距地震CT应用中展现出显著优势。无论是在45 m的大跨距地面试验，还是在隧道及水下等复杂环境中，新技术均能够稳定、快速、便捷地获取高信噪比、高保真度的地震波信号。

相比传统电火花震源，高频编码震源不仅提升了初至波走时拾取的清晰度与可靠性，也显著增强了对反射波、折射波及散射波的可识别能力，使得波场信息更加完整。这种更高质量的数据基础，使得相位与幅值信息得以更充分保留，从而为衰减反演与全波形反演提供了更坚实的物理约束。

总体而言，该技术正在推动地震CT从“以走时为主的成像方法”向“多信息、多参数联合反演”的方向发展，为复杂地下结构探测提供了更高精度、更高可信度的技术路径。