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由于隧址地区地质情况的复杂性，探测环境特殊等特点，使得反射地震方法难以取得理想效果。因此，设置不同的地质模型进行正演模拟，提取出作用在各种地质体上的有效反射波场特征，尤其是频率、振幅和相位等常规地震属性特征，并依此来推断不良地质体所在的位置、性质和规模将具有十分重大的理论价值和现实意义。
为了研究波场特征规律，就要使用一种快速、高效、准确的波场数值模拟方法，现在常用的主要包括有反射率法、限元法、积分方程法、伪谱法、有限差分法、射线追踪法等。基于波动方程的数值解法精度高，包含了地震波传播的运动学信息和动力学信息，可为研究地震波的传播机理和复杂地层的解释提供了许多有力的证据。有限差分算法速度快，需要的存储空间少，且适用于均匀，非均匀和各向异性介质模型，交错网格高阶有限差分法在内存占用方面、模拟精度和计算效率方面均优越于传统有限差分法，因而本文正演模拟采用了一阶弹性波动方程交错网格时间二阶、空间四阶精度的分解法来模拟在隧道掌子面和隧道壁不同位置激发、各个位置接受的波场。
本文对不良地质体在不同深度，不同大小和不同充填物的情况作了较为详细的分类，建立了施工中常遇到的不良地质体的地质模型，通过对这一特殊环境下数值模拟的研究，获得了以下几点认识：
1，采用了一阶弹性波动方程交错网格时间二阶、空间四阶精度的分解法来模拟在隧道掌子面和隧道壁不同位置激发、各个位置接受的波场，其结果较真实的反应了隧道地质超前预报地震波的波场特征。
2，记录开始时直达波和隧道边缘的散射波比较强。这是主要干扰波之一。但它们到时较早，容易切除。
3，纵波x分量较强，z分量能量较弱，横波x分量较弱，z分量较强。掌子面两侧激发获得的SS波较强，这是因为爆炸震源和掌子面边缘相互作用产生横波。
4，第一个炮点放炮，上方侧壁无法接收到地震信号。然而由于掌子面边缘散射作用，所以使得上方侧壁的检波器接收到由反射波激发的散射波。这种散射波可能是横波或纵波。其中纵波几乎集中在x分量，横波能量集中在z分量。视速度为侧壁纵、横波速度。
5，随着破碎带越来越薄，两个界面的反射波时差越来越小如果小于四分之一波长则无法分辨，而横波反射波(ss波)可以清晰地看到两个分开的同相轴。这是因为横波速度要小于纵波速度，所以分辨率要高。
6，实验采用均匀介质中的球体异常。这样的异常产生散射波，无论在哪里激发，接收到的各个散射波波场的同相轴没有视速度的差异，只是到时不同而已。溶洞大小与波长差不多的时候散射波最强，在远远小于波长的时候散射波弱。，
7，双层界面情况和单层界面情况类似。多了第二层的反射PP波，反射SS波以及这些波产生的散射波。从理论上说也存在PS转换波，但能量非常弱。随着深度的加深，ps转换波会越来越弱。反射纵波主要集中在x分量，且下介质速度大的时候与直达波反相。
8，如果在两层之间的地方放炮将会产生很强的层间多次波，对地震记录造成严重干扰。如果在上洞上侧壁或者下洞下侧壁放炮，隧道间多次波相对较弱，有利于结果的分析。反射波和散射波形态和单洞类似。实际观测时可以考虑在另一边的洞壁和掌子面多放炮，靠近另一施工隧道的洞壁不放炮或者少放炮。
9，在各种地质环境中，使用三分量检波器可以记录更为丰富的波场信息，有利于最后的成像和解释。