第1篇地震折射波法.ppt

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1、 在在工工程程地地震震勘勘探探中中，地地震震折折射射波波法法是是一一种种简便便经济的的勘勘探探方方法法，在在精精度度要要求求不不高高的的情情况况下下，它它可可为工工程程地地质提提供供浅浅层地地层起起伏伏变化化和和速速度度横横向向变化化资料料以以及及潜潜水水面面的的变化化资料料等等，还可可为反反射射波波法法勘勘探探提提供供用用于于静静校校正正的的表表层速速度度和和低低速速带起起伏伏变化化资料料。有有关关折折射射波波的的形形成成及及正正演演时距距曲曲线的的特特征征等等问题已已在在本本篇篇的的第第一一和和第第二二章章中中讨论过了了，在在此此，仅就就资料料的的采采集集和和处理解理解释问题进行行论述。述

2、。5 地震折射波法地震折射波法成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束 应特特别指出的是，指出的是，必必须保保证相遇相遇时距曲距曲线互互换点及追逐点及追逐时距曲距曲线重迭部分在干涉区以外。重迭部分在干涉区以外。道道和和道道距距：折折射射波波法法勘勘探探中中一一般般采采用用单个个检波波器器作作为一一道道接接收收，而而不不搞搞组合合检波波，其其主主要要原原因因就就是是它它不不需需要要考考虑压制制面面波波干干扰问题，因因为目目前前所所考考虑的的折折射射波波仅仅只只是是首首波波，即即是是最最先先到到达达的的波波。首首波波中中包包含含了了直直达达波波和和折折射射波波。在在采采集集

3、中中，我我们只只要要注注意意压制制随随机机干干扰并并兼兼顾激激发能能量量，就就可可获得得质量量较高高的的首首波波记录。此此外外，为了了不不漏漏掉掉浅浅层薄薄层信信息息，道道距距的的选择是是十十分分重重要要的的。一一般般成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束 有有等等间距距和和不不等等间距距两两种种方方式式。在在不不等等间距距接接收收中中，一一般般可可把把接接收收排排列列的的道道距距设计成成小小一一大大一一小小方方式式，也也可可把把它它设计成成小小一一大大方方式式。道道距距的的选择一一般般为110m，可可按按勘勘探探目目的的层深深度度、地地层展展布布、仪器器道道数数以以

4、及及激激发能能量量等等情情况况而定。而定。成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束5.1.1 单支时距曲线的解释单支时距曲线的解释成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束 在工程地震勘探中，透射波法主要用于在工程地震勘探中，透射波法主要用于地震地震测井（地面与井之井（地面与井之间的透射）、地面与地的透射）、地面与地面之面之间凸起介凸起介质体的勘体的勘查和井与井之和井与井之间地地层介介质体的勘体的勘查。地地质目的不同，所采用的方法手目的不同，所采用的方法手段也不同。但从原理上段也不同。

5、但从原理上讲，均是采用透射波理，均是采用透射波理论，利用波利用波传播的初至播的初至时间，反演表征岩土介，反演表征岩土介质的岩性、物性等特性以及差异的速度的岩性、物性等特性以及差异的速度场，为工程地工程地质以及地震工程等提供基以及地震工程等提供基础资料或直接料或直接解决其解决其问题。6 地震透射波法地震透射波法成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束 井井口口附附近近激激发，井井中中不不同同深深度度上上接接收收透透射波或反之的地震工作称射波或反之的地震工作称为地震地震测井井。6.1.1 透射波垂直透射波垂直时距曲距曲线 6.1 地面与井的透射地面与井的透射成都理工大学信息

6、工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束图1.6.1 地震测井成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束1初至拾取及井源距校正初至拾取及井源距校正1）初至拾取）初至拾取2）井源距校正）井源距校正 6.1.2 资料的处理解释资料的处理解释成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束跨孔法可以用来

7、跨孔法可以用来测量量钻孔之孔之间岩体岩体纵、横波的、横波的传播速度、播速度、弹性模量及衰减系数等，性模量及衰减系数等，这些参数些参数可用于岩体可用于岩体质量的量的评价。价。2透射透射CT成像技成像技术（专题）6.2.1 跨孔法跨孔法 成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束 瑞雷波法勘探瑞雷波法勘探实质上上是根据瑞雷面波是根据瑞雷面波传播的播的频散特性，利用人工震源激散特性，利用人工震源激发产生多种生多种频率成分率成分的瑞雷面波，的瑞雷面波，寻找出波速随找出波速随频率的率的变化关系，从化关系，从而最而最终确定出地表岩土的瑞雷波速度随确定出地表岩土的瑞雷波速度随场点坐点坐

8、标的的变化关系，以解决浅化关系，以解决浅层工程地工程地质和地基岩土的和地基岩土的地震工程等地震工程等问题。7 瑞雷波法瑞雷波法成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束 和和已已有有的的浅浅层折折射射波波法法和和反反射射波波法法相相比比，瑞瑞雷雷波波的的独独特特之之处是是它它不不受受地地层速速度度差差异异的的影影响响，折折射射波波法法和和反反射射波波法法对于于波波阻阻抗抗差差异异较小小的的地地质体体界界面面反反映映较弱弱，不不易易分分辨辨，尤尤其其是是折折射射波波法法要要求求下下覆覆层速速度度大大于于上上覆覆层速速度度，否否则为其其勘勘探探中中的的盲盲层，瑞瑞雷雷波波法法

9、则不不存存在在这类问题。但但瑞瑞雷雷波波法法的的勘勘探探深深度度受受方方法法本本身身的的限限制制，明明显不不如如前前两两者者，而而纵横横向向分辨率又高于前两者。分辨率又高于前两者。成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束7.1 勘探原理勘探原理成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束（不不涉涉及

10、及以以动力力机机器器设计为目目的的的的桩基基动力力试验）目前采用的目前采用的桩基主要有基主要有钻孔灌注孔灌注桩、成管、成管灌注灌注桩、挖孔、挖孔桩、打入、打入预制制桩、旋、旋喷桩 桩基基质量量检测包包括括两两方方面面的的内内容容：桩基基质量量评价和价和桩基的承基的承载力确定。力确定。8 桩基无损检测桩基无损检测8.1 桩桩基的基的类类型和型和质质量量问题问题成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束 锤击法法是是一一种种瞬瞬态动测法法。嵌嵌入入土土中中的的桩基基相相当当于于一一根根在在阻阻尼尼介介质中中上上端端自自由由而而下下端端弹性性连结的的弹性性杆杆。当当在在桩顶或或

11、桩侧施施加加瞬瞬间外外力力F时，桩体体内内相相邻质点点间的的应力力发生生变化化，引引起起应变的的传递，产生生弹性波。性波。可可定定量量确确定定出出桩体体的的质量量以以及及估估算算出出承承载力的大小。力的大小。8.2 锤击法锤击法成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束1桩体缺陷体缺陷检测 在在桩顶部部竖直向下施加一瞬直向下施加一瞬间力力F，并在震，并在震源点附近接收源点附近接收时，其断裂面和，其断裂面和桩底面上将底面上将产生生反射和透射的反射和透射的P波。由于波。由于为近法近法线入射，入射，转换横横波可不考波可不考虑。8.2.1 方法原理方法原理成都理工大学信息工程学院

12、成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束有关有关桩体体质量的量的综合合评价分价分类标准准如下：如下：A类：结构完整，混凝土构完整，混凝土质量量优良。良。B类：结构构完完整整，桩径径有有变化化或或混混凝凝土土质量量基本正常。基本正常。C类：局局部部断断裂裂或或混混凝凝土土有有严重重离离析析层或或混混凝土凝土质量量较差。差。D类：结构破坏，混凝土

13、构破坏，混凝土质量极差。量极差。成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束8.3 机械阻抗法机械阻抗法8.3.1 方法原理方法原理成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束在区域地壳在区域地壳稳定性定性评价的基价的基础上，按天然地震上，按天然地震作用作用强度和特征度和特征对居民区、工居民区、工业区、区、单独大型独大型建筑建筑场地地进行（行（预测天然地震天然地震对

14、于于结构物的影构物的影响程度）的分区，响程度）的分区，这种分区称种分区称为地震小区划分，地震小区划分，简称地震小区划。称地震小区划。地震效地震效应的的详细分区，即依据分区，即依据强震震时的破的破坏效坏效应与土与土层条件、地下水位、条件、地下水位、弹性波性波传播速播速度的关系以及与度的关系以及与层状状结构有关的地面波构有关的地面波谱特征特征的关系的关系进行分区。行分区。9 地震小区划中的物探方法地震小区划中的物探方法成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束 地震小区划工作的定量方法有多种，与地震小区划工作的定量方法有多种，与应用地球物理有关的方法主要有用地球物理有关的方法

15、主要有综合物探法，平合物探法，平均剪切模量法、地震均剪切模量法、地震刚度法、常度法、常时微微动法和一法和一维反反应分析法。分析法。“地地震震刚度度”是是地地震震时抵抵抗抗岩岩石石内内形形变传播播的的特特征征指指标。在在某某种种意意义上上，“刚度度”可可解解释为抵抗抵抗“松散松散”。9.1 地震刚度法地震刚度法成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束 地地震震刚度度愈愈大大的的岩岩石石，则地地震震震震级增增量量较小小；地地震震刚度度愈愈小小的的松松散散、饱和和水水堆堆积土土，则地地震震刚度度增增量量较大大。如如果果地地震震震震级增增量量用用花花岗岩岩作作为标准准，地地震震

16、刚度度不不同同的的岩岩土土，其其震震级增增量差可达量差可达13级（表（表1.9.1）。）。地震地震刚度度r用用弹性波性波传播速度播速度V与岩土密度与岩土密度 的乘的乘积表示。表示。成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束表1.9.1 不同类型岩土的地震震级增量成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束 地地球球表表层任任何何地地点点、任任何何建建筑筑物物的的地

17、地基基，都都在在以以微微小小的的振振幅幅不不停停地地振振动着着，其其振振幅幅通通常常不不超超过数数微微米米，振振动周周期期一一般般为0.5秒秒至至数数秒秒，这种不停的微小振种不停的微小振动被称被称为常常时微微动。微微动的的发生源可分生源可分为自然因素和人文因素自然因素和人文因素两大两大类，前者如，前者如风、雨、海浪、火山活、雨、海浪、火山活动等，等，后者如工厂生后者如工厂生产、交通运、交通运输、建筑施工等。通、建筑施工等。通常将常将有特定振源的微有特定振源的微动称作振称作振动，而将无特定，而将无特定振源且周期振源且周期较长（长于于5秒）的微秒）的微动称作脉称作脉动。9.2 常时微动法常时微动法

18、成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束 对于无特定振源、周期又比于无特定振源、周期又比较短（小于短（小于5秒）的微秒）的微动称作称作常常时微微动。因因为各种振源的各种振源的综合作用合作用产生的波生的波动在在传播播过程中必然要携程中必然要携带途中介途中介质（地基）特性（地基）特性的某些信息，所以的某些信息，所以观测研究地基（地表或地研究地基（地表或地下）的常下）的常时微微动，可以推断地基的，可以推断地基的弹性（速性（速度）构造和振度）构造和振动特性。特性。成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束 当穿当穿过地表土地表土层的复合振的复合振动的周期的周期为4倍倍波的旅行波的旅行时间（H/VS1）时，地表土，地表土层的振的振动将最将最为显著。著。T称称为土土层的的卓越周期卓越周期。当建筑物的自振周期与土的卓越周期相等当建筑物的自振周期与土的卓越周期相等或接近或接近时，建筑物的震害都有加重的，建筑物的震害都有加重的趋势。基岩上的表土基岩上的表土层越厚，越厚，场地土的地土的卓越周卓越周期越大期越大；相同厚度情况下，表土；相同厚度情况下，表土层越松散，波越松散，波速越低，速越低，则卓越周期卓越周期越大。越大。成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束