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地震野外数据采集技术与方法1

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地震 野外 数据 采集 技术 方法
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第三章 地震勘探野外数据采集技术与方法第一节 有效波和干扰波一、有效波和干扰波的概念有效波 :在地震仪接收到的所有振动中,能解决某一特定地质问题的波称为有效波或信号;干扰波 :一切妨碍分辨有效波的其他波称为干扰波• (一)面波• 又称地滚波,当震源较浅和表层具有明显的成层性时,在自由表面会产生瑞雷面波,特点是:频率低,(几十量沿铅垂方向衰减快,沿水平方向衰减慢,延续时间长,具有频散特点,在地震记录上呈扫帚状。二、规则干扰波(二)声波• 在空气中传播的弹性波声波的特点是速度稳定,( 330s),频率高,延续时间长,在地震记录上形成强而尖锐的波至。反射波首波面波• (三)工业电干扰• 当地震测线通过高压输电线时,地震检波器电缆会感应出 50成在整个地震记录上或部分地震记录上 50弦干扰波。• (四)虚反射• 虚反射是指从震源首先向上到达地面发生反射,然后向下传播,遇到弹性分界面反射回到地面的波,它伴随在一次反射之后,又称伴随波。使一次波相位数目增多。(五)多次反射波在地下存在强波阻抗界面时,会产生多次反射波。特点:全程简单多次反射波与一次反射波相似。可用 (一)微震• 非震源激发的地面扰动统称为微震。风吹、草动、海浪、交通车辆等。• 微震特点 :频带宽,不能用频率滤波或视速度滤波压制,可用垂直叠加法压制(二)低频、高频背景在疏松地层中激发易形成低频背景,特点:低频不规则振动。在坚硬的岩石中激发时,波传播到浅部不均匀体,产生散射和高频干扰背景。;• 一、 测线设计• (一)反射波法测线设计• 1. 最好为直线;• 2 3. 尽可能与钻探线或其它物探测线相一致。• 4. 面积测量时应有联络测线,以检测不同测线上反射波的闭合情况。(二)折射波法测线设计• 1. 相遇观测法:双边 (排列两端激发 )的观测方法。• 2. 相邻两道检波器间的距离 — 道间距。很深时不按此比例。工程地震中,常采用 5. 最大炮检距应选为目的层深度的 7连续追踪折射界面,一般按 6. 测线很长时,单元测线的衔接处重复最大接收距 离的 1/41/3;5. 既考虑地质任务,又考虑地表和地质条件,测线尽量在平坦地面布置,主测线应设在路线上;图 长测线观测系统• 6. 滑坡和边坡地质调查,通常以主滑动方向为中心,布置网格状测线,使测线方向与地层走向一致,见图 7. 重力坝址地质调查,以坝的轴线为中心,在坝体范围内布置网格状测线,一组与水坝平行,一组与河流流向平行。• 将激发点与接收排列的相互位置关系称为观测系统 。• 一般用综合平面图来表示观测系统。如图 调查滑坡图 查重力坝址二、观测系统• (一)反射波法观测系统• 1. 单次覆盖简单连续观测系统;• 图 a)是双边激发单次覆盖观测系统,上边是综合平面图,下边是时距平面图;•• b)是每激发一次,排列沿测线向前移动一个排列长度,称单边激发简单连续观测系统;图 观测系统 图示b 单边激发简单连续观测系统 ; c 中间激发简单连续观测系统; d 间隔激发 单次覆盖连续观测系统2. 单次覆盖间隔连续观测系统激发点与接收排列的第一道间隔一段距离远离激发点接收,以避开声波和面波干扰,见 d)3. 延长时距曲线观测系统在测线上遇到障碍物时采用的观测系统,见图 ( 1) 是采用有规律的移动激发点和接收点,对地下界面段多次重复采样的观测系统 ” , 见图 2)炮点距计算公式) 式中 边放炮时, s=1,双边放炮时, s=2;• 对界面上的反射点重复接收的次数;• 一条侧线上检波器的个数;• 一般采用下倾方向激发的单边放炮观测系统;此时常数 s=1• (3)设相邻炮点距为 d,则相邻的炮检距差为 2d;• (4)由炮点出发 ,与测线相差 45度角的一组斜线叫做共炮点线 ;• (5)由接收点开始 ,与共炮点线正交的另一组斜线叫做共接收点线 ;• (6)通过共炮点线与共接收点线的交点且平行于测线的一组水平直线叫做共炮检距线 .• ( 7)来自不同炮点激发的同一接收点的记录道的集合叫共反射点道集;• ( 8)相邻炮点的 ,同一共中心点道的道号相差为 N/ ( 9)依次放完 6炮, A、 B、 C、 次覆盖,以后每放一炮可增加四个( N/反射点道集。返回折射波法观测系统• (一)折射波法观测系统• 1. 相遇时距曲线观测系统• 用于解释复杂地质构造的定量解释常用的折射波法观测系统。• 在测线两端激发,在全测线上接收的观测系统。得到的时距曲线叫相遇时距曲线,见图 • ( 1)属于单边激发,就是在同一接收地段的同侧不同激发点上 激发 ;图 射波的相遇时距曲线系统( a)能解释的系统 ;(b) 不能解释的系统( 2)主要用于了解折射界面是否产生穿透现象,或用来延长某些需要加长的时距曲线。( 3) 当没有穿透现象时,由不同激发点激发的两支时距曲线是平行的,折射波时距曲线的形态只和界面的形状和上下介质的速度有关,与激发点的位置无关;当有穿透现象时,两条时距曲线不在平行 震波的激发• 一、炸药震源• 特性: 带宽,能量强,高频成分丰富。地震脉冲波的视周期与炸药量的关系是)1* • 式中 药量大,激发产生• 的视周期越大,频率越低。• 见图 分辨率地震勘探应采用小药量激发,一般为几十克到几百克;2. 遇到砂质土或腐质土,或随机干扰大时,药量要加大;3. 地震波的能量还与炸药和周围介质的耦合情况有关,这表现在两个方面 ,一个是几何耦合 ,二是阻抗耦合。• 几何耦合为 100%是最好的耦合,另一是阻抗耦合(指炸药密度 炸药起爆速度)/岩石密度 岩石纵波速度),比值为 1时,激发的能量最大。为增加耦合性,常利用注满水的洞激发;• 4. 激发通常在潜水面或低速带以下激发 。• 二、非炸药震源• (一)锤击震源• 1.由大锤、金属垫板、锤击开关和连接电缆组成;• 2.在潮湿牢固和坚硬的地层上激发效果好,获得的信号频率高,在干燥疏松的地层上效果差;•3.缺点 :激发的信号受面波和声波干扰大;• 4. 在土质地基上,锤击震源的深度在 100图 一只雷管激发产生的信号振幅谱图 一只雷管加助爆剂激发产生的信号振幅谱图 锤击震源的波谱• (二 )击板震源• 1.是用来激发横波( 震源;• 2.用做震源的木版长 23m,宽 35右,厚 10发时,木版上要压重物;• 3.这种震源激发的频率在 3070• 三 震源特性对分辨率的影响• 1.使用小能量激发,可使激发的信号频谱的主频高;• 下图图 小能量叠加功能示意图•
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