4實(shí)驗(yàn)四地震勘探實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)四 地震勘探實(shí)驗(yàn)（面波法）一、實(shí)驗(yàn)原理瑞雷面波法用于勘探，與以往的彈性波法（反射波法和折射波法）差別在于：它應(yīng)用的 不是縱波和橫波，而是以前反射波法和折射波法視為干擾的面波。其原理是：面波具有頻散 的特性，其傳播的相速度隨頻率的改變而改變。這種頻散特性可以反映地下介質(zhì)的特性。瑞 雷面波的特點(diǎn)：瑞雷面波速度低、瑞雷面波在介質(zhì)中泊松比在0.40.5范圍內(nèi)，面波速度與 橫波速度關(guān)系基本接近、瑞雷面波對(duì)地層的分辨能力，決定于頻率，頻率高則分辨能力強(qiáng)。上圖為72道的面波采集記錄：震源在左上角，同一震源下的直達(dá)波、折射波、反射波和面 波遵循各自的傳播規(guī)律，分布在不同的區(qū)域。其中面波傳播的特征：近震源處

2、發(fā)育、震幅大、 傳播速度低。 - HN M-H亂日必上- Mid上圖為實(shí)際勘探過程中采集得到的面波記錄：以近震源、小道距、長(zhǎng)采樣、寬頻率激發(fā)、低 頻率接收。工程檢測(cè)方面的應(yīng)用實(shí)例：上圖采集地點(diǎn)為：云南某高速公路的路基檢測(cè)，檢測(cè)深度為4米。由圖中的“頻散曲線”分層可以看出：每層的厚度約在0.3米-0.5米。填筑路基施工是 分層進(jìn)行，松散料經(jīng)過壓實(shí)，達(dá)到壓實(shí)度后再進(jìn)行下一層的填料。圖中頻散曲線的拐點(diǎn)清晰， 分析的層厚度在0.35米-0.5米之間。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饷娌ǚǖ脑恚涣私饷娌ǚüぷ鞑贾眉坝^測(cè)方法；掌握面波法數(shù)據(jù)采集、處理和解釋，熟練操作相關(guān)軟件。三、實(shí)驗(yàn)儀器SWS型多波列數(shù)字圖像工程勘察與

3、工程檢測(cè)儀。該系統(tǒng)由主機(jī)、多芯電纜、檢波器、觸發(fā)器、震源（大錘或炸藥）、鐵板、直流電源、 直流電源線以及數(shù)據(jù)采集、處理和解釋軟件等組成。四、實(shí)驗(yàn)步驟在工區(qū)布設(shè)測(cè)線在工區(qū)布設(shè)測(cè)線，原則：由南向北、由西向東測(cè)線號(hào)與測(cè)點(diǎn)號(hào)依次增大。使用皮尺標(biāo)注 檢波器位置與激發(fā)點(diǎn)位置。連接儀器的各個(gè)部分將主機(jī)、電源、多芯電纜、檢波器、大錘、觸發(fā)器按正確的方式一一連接起來。注意： 各接口均使用“防呆”設(shè)計(jì)，電纜插頭與對(duì)應(yīng)的插槽才能連接，電纜插頭與非對(duì)應(yīng)的插槽不 能連接。禁止暴力插拔各插頭、插槽，以防儀器損壞。采集開機(jī)后，儀器通過檢索，自行進(jìn)入采集系統(tǒng)。（1）回車即進(jìn)入儀器采集系統(tǒng)的主菜單；選擇“面波勘察”根據(jù)工作時(shí)戶

4、外光線的強(qiáng)弱，選擇“面波采集(1)”或“面波采集(2)”。移動(dòng)光標(biāo)至選 中的采集方式回車，儀器屏幕顯示如圖：文偉名序號(hào)步進(jìn)*1記錄道數(shù)24每道呆樣數(shù)10S4得樣時(shí)的麗道步進(jìn)甘2.08 伸1B.0 m茉籍波Off蕪集擊岌疊加F存盆0.當(dāng)前記錄存盤-存盤記錄回成分別設(shè)置文件名、采集道數(shù)、采樣時(shí)間間隔、道間距、偏移距等采集參數(shù)后，選擇“采 集擊發(fā)、疊加、存盤”后進(jìn)入下圖：1種土增曲3,癖1 4,記錄頭| 5.擊發(fā)，獸加| 6、：-上.上|己凜-辟七(3)在鍵盤數(shù)字區(qū)鍵入“5”(即選擇“擊發(fā)/疊加”)，再按“ENTER”，進(jìn)入下圖:(4)開始激發(fā)面波(以大錘錘擊地面)，屏幕上顯示采集得到的記錄如下圖。

5、同時(shí)在屏幕下部顯示操作提示。根據(jù)提示，確認(rèn)記錄滿意，按“End ”即實(shí)現(xiàn)記錄文件存盤；記錄不好需重新采集按“Del”, 重新開始采集。按水平箭頭鍵一,一可以調(diào)整記錄波形的幅值。（5）退出面波采集主菜單，回SWS型儀器采集系統(tǒng)主菜單。在現(xiàn)場(chǎng)“面波勘察”菜單中 可選擇“資料處理”進(jìn)入面波數(shù)據(jù)處理階段，分析“速度-波長(zhǎng)”域頻散曲線的特征。處理解釋W(xué)E LOV E THE EARTH tooSWS-3.1A China 1 陽9Siurthce Wave Soniuuling Protessing Inajd fite*Load?=：調(diào)永面波記錄Moimor.F-KseaMh.Z-Vsj. itiMe

6、iision.Save SWS file:?*示E波Itl乘在時(shí)域和頻域內(nèi)提即.基階面波面波資料的反演解釋處理結(jié)果（SWS文件）存盤Playback SWS 矗血 gFob：VZ-1： s WMeisjon.Back ssms SWS 血：?調(diào)入.SWS吏件面族資料的應(yīng)演解釋 、g數(shù)據(jù)文件存盤5勞陽 tetile;桂理結(jié)果以文本文伴存盤（1） Load file:（調(diào)入面波記錄）：按F1 鍵，屏幕右側(cè)顯示當(dāng)前驅(qū)動(dòng)器和路徑下的文件:Mie cmectoiyMaine/ Path:當(dāng)前驅(qū)動(dòng)器和路徑名或文件名Path: C AFiles; 51,220150S1 bytes當(dāng)前路徑的文件數(shù)和存儲(chǔ)量E

7、RLN.PFLXJ2.JB153.CSPBJ5.DATBJ6.DAT文件區(qū)bytesH-唧-9& 11:35光標(biāo)所在交件目錄券數(shù)1.Disk free meinoiy199S23SX bytes機(jī)內(nèi)內(nèi)存剩余量圖象顯示方式及比例尺調(diào)節(jié)圖象增益與色彩調(diào)節(jié)光標(biāo)控制記錄頭參數(shù)工具確定面波時(shí)間一空間域窗口在頻率一波數(shù)域內(nèi)提取面波調(diào)入面波采集記錄文件后，進(jìn)入下圖: View Gain / Color Cursor Header Utility.XV Window FK Search._（2） X-V/ F-K Search分別在時(shí)間-頻率域和頻率-波數(shù)域提取面波：X-V Window（在時(shí)域和頻域內(nèi)提取基

8、階面波）：利用視速度V1、V2和面波沿地面測(cè)線 布置的空間坐標(biāo)X1、X2，以及面波時(shí)間長(zhǎng)度的選取，確定面波時(shí)間-空間域窗口。F-K Search.（在頻率一波數(shù)域內(nèi)提取面波）：把數(shù)據(jù)由時(shí)間-空間域轉(zhuǎn)換到頻率-波數(shù)域（即FK域），得到二維振幅譜；在振幅譜等值線圖像上利用窗口（窗口大小可調(diào)）選取極 大值，并計(jì)算面波頻散曲線，為下一步反演地層速度結(jié)構(gòu)（深度-速度曲線）提供依據(jù)。View圖象顯示方式及比例尺調(diào)節(jié)Gain / Color圖象增益與色彩調(diào)節(jié)Cursor光標(biāo)控制Header記錄頭參數(shù)Utility.工具Search確定面波頻域窗口Diagram.計(jì)算面波頻散曲線Extract.在頻域內(nèi)提取面

9、波New重新繪制FK振幅譜其中：Search （確定面波頻域窗口）、Extract.（在頻率-波數(shù)域內(nèi)提取面波）、Diagram.（計(jì) 算面波頻散曲線）：SourceViewLayerFitAuto-FitH-Vs showUtility.（3）ZVs Inversion.（面波資料的反演解釋）根據(jù)面波頻散曲線進(jìn)行地質(zhì)分層，以該地層速度結(jié)構(gòu)參數(shù)（層厚、層速度等）為模型， 計(jì)算出理論頻散曲線;反復(fù)修改各層參數(shù)，使實(shí)測(cè)頻散曲線與理論頻散曲線得到最好的擬合， 從而獲得較準(zhǔn)確的地層速度結(jié)構(gòu)。layer （確定地層參數(shù)）：根據(jù)頻散曲線形態(tài)（拐點(diǎn)、斜率等特征）按層位確定地層 參數(shù)，為擬合反演處理提供依據(jù)。Fit （曲線擬合）：根據(jù)“Layer”功能項(xiàng)中確定的地層結(jié)構(gòu)參數(shù)，計(jì)算出理論頻散曲 線，并與實(shí)測(cè)頻散曲線比較。反復(fù)修改地層結(jié)構(gòu)參數(shù)，再計(jì)算理論頻散曲線，使兩 條頻散曲線擬合得最好。Auto-Fit （自動(dòng)擬合）：如果對(duì)經(jīng)人工擬合以后得到的曲線還是不滿意，可再用“Auto-Fit ”進(jìn)行自動(dòng)擬合：反復(fù)修改地層結(jié)構(gòu)參數(shù)，計(jì)算理論頻散曲線，使兩