瑞雷面波勘探

1、東華理工學院畢業(yè)論文 摘要瑞雷面波勘探及軟件應用瑞雷面波勘探及軟件應用摘要本文主要介紹 SWS 型多波列數(shù)字圖象工程勘察與工程檢測儀和其配套的 SWS 瞬態(tài)面波數(shù)據(jù)處理軟件的使用方法，通過對其工作原理和瑞雷面波理論的介紹，說明多道面波采集系統(tǒng)在發(fā)展瞬態(tài)面波法方面的關鍵作用。并且通過一個實例具體說明如何使用該儀器進行野外數(shù)據(jù)的采集及數(shù)據(jù)處理軟件的使用。關鍵詞SWS 瞬態(tài)面波數(shù)據(jù)處理軟件；多道面波采集系統(tǒng)；瞬態(tài)面波法AbstractThis text introduce SWS type many wave arrange digital vision project reconnoitre wa

2、ve operation method ,data processing of software the related to project detector and its SWS transient state mainly，Pass to its operation principle and theoretical introduction of auspicious Ray a wave，Prove many dishes of surface wave gather system wave key effect ,law of developing transient state

3、。And concrete to prove how about to use this software to go on datum gathering ,graph processing and analysing through one instance。Keywords Wave data processing software SWS; Many dishes of surface wave gather the system; Wave law the transient state東華理工學院畢業(yè)論文 目錄目錄前言.11工作目的及原理.21.1 工作目的 .21.2 瞬態(tài)瑞雷面

4、波法的原理 .22. 野外工作方法.42.1 儀器介紹 .42.2 數(shù)據(jù)采集 .42.3 注意事項 .63 瞬態(tài)面波數(shù)據(jù)處理軟件 .83.1 軟件簡述.8311 數(shù)據(jù)處理概要 .8312 SWS 軟件依據(jù)的原理.83.2 處理過程 .8321 文件處理流程頁面 .8322 X-T 域處理頁面.10323 F-K 域處理頁面 .10324 Z-V 域處理頁面 .113.2.5 輔助頁面（清理 X-T 文件，對比 SWS 文件，共用圖形工具） .134 應用實例.15致謝.19參考文獻.20附圖.21東華理工學院畢業(yè)論文 前言1 前言瑞雷面波是沿地表傳播的一種彈性波。早在 1887 年，英國數(shù)學物

5、理學家瑞雷(Rayleigh) 在求解自由表面半空間中的平面彈性波場時，就預言了一種振幅沿縱向呈指數(shù)衰減的面波的存在，后來人們從天然地震記錄中證實了這種面波，并稱其為瑞雷波或瑞雷面波。之后大量的學者對瑞雷面波在各種介質中的傳播理論進行了廣泛的研究。20 世紀 50 年代初，Haskell 用矩陣方法對層狀介質中瑞雷面波頻散曲線的計算，奠定了利用天然地震面波信號研究地球內部結構、利用人工地震面波信號進行工程勘探和工程質量無損檢測的基礎。目前瑞雷波勘探法在工程中已經得到了十分廣泛的應用。近十年來，地球物理勘探領域的一些專家學者們在瑞雷面波勘探的方法技術及處理解釋方面作了大量有益的工作，取得了許多具

6、有實用價值的成果。由于瑞雷波勘探法具有很多其他彈性波勘探法所不具備的優(yōu)點，這使得人們對瑞雷波勘探技術研究的興趣大增。最近幾年，國內外參與瑞雷面波勘探技術研究的人已越來越多?？梢灶A料瑞雷面波勘探將會成為本世紀淺層或超淺層地球物理勘探和工程施工質量檢測的主要手段之一。但就目前的情況來看，應用瑞雷面波進行工程地質勘察和工程檢測在技術上還不夠完善，人們對瑞雷面波的很多問題的認識還不是很清楚，在瑞雷面波的提純、高模式瑞雷面波的激發(fā)和利用、瑞雷面波的反射特性等方面的研究工作還十分欠缺。因此，分析總結瑞雷波勘探技術的歷史和現(xiàn)狀，探討其未來的研究方向很有必要。本文通過對瑞雷面波勘探技術的歷史回顧和現(xiàn)狀分析，就

7、上述問題進行討論。東華理工學院畢業(yè)論文 工作目的及原理2 1工作目的及原理1.1 工作目的面波勘探技術，一方面能準確反映和區(qū)分地下不同巖層的界面，指出其精確厚度和各層的波速，探測深度能夠滿足水利水電工程、工民建工程、市政工程等的需要，另一方面，所測波速能夠直接反映巖土的物理力學性質，即通過測試的波速計算場地的類型類別、卓越周期以及各層的標準貫人、承載力等。因此，該方法不僅大大節(jié)省投資，而且明顯地簡化了現(xiàn)場工作程序，縮短勘察周期，提高了工作質量和效率。1.2 瞬態(tài)瑞雷面波法的原理當錘擊地面，產生一個包含所需頻率范圍的瞬態(tài)激勵時，安置在波的前進方向上，離震源一定距離的兩個相距 f1(t)f2(t)

8、,根據(jù)付式變換，其頻譜為：F 1()=f1(t)edt (1-1)tiF2()=f2(t) edt (1-2)ti且(1)(2)之間又下列關系：F2()=F 1()e -i/VR() (1-3)XVR()是圓頻率為的瑞雷面波的相速度。令： = X/VR() (1-4)則： VR()=2 (1-5)f/X根據(jù)(4)式，(3)可寫成：F2()=F 1()e (1-6)i其中：是 F2()和 F 1()之間的相位差。根據(jù)(5)式只要知道兩接收器間的距離和每一頻率的相位差，就可以求出X每一頻率的相速度 VR().對于同一測點，根據(jù)一系列不同頻率 fi對應的 VRi值，就可以得出一條 VR-f曲線，即所

9、謂的頻散曲線。瑞雷面波頻率的 f、速度 VR、相應的波長R之間有：R=VR/f (1-7)根據(jù)彈性波理論，瑞雷面波的振幅隨深度呈指數(shù)急劇衰減，能量主要集中在介東華理工學院畢業(yè)論文 工作目的及原理3 質的自由表面附近，其深度差不多在一個波長深度范圍內。由半波長理論可知，所測量的瑞雷面波平均速度 VR可以認為是 1/2 波長深度處介質的平均彈性性質，即勘探深度 H 有：H=R/2= VR/2f (1-8)根據(jù)(8)式，可把 VR-f曲線轉換為 VR-H 曲線，該曲線的變化規(guī)律反映了該點介質隨深度的變化規(guī)律，拐點、突變點等特征點反映了地層地質的力學特征。東華理工學院畢業(yè)論文 野外工作方法4 2. 野

10、外工作方法2.12.1 儀器介紹儀器名稱:SWS 型多波列數(shù)字圖像工程勘探與工程檢測儀.主要技術參數(shù)為：24道，512、1024，2048、4096、8192 樣點選擇，采樣率 30s8ms 數(shù)檔，瞬時浮點放大，A/D 轉換 20bit，信號增強 32bit，高、低通濾波、全通，帶寬0.54000Hz，工控級 CPU 板 80486，RAM8mb 或 16mb，硬盤容量 HD2.1Gb.2.22.2 數(shù)據(jù)采集（1）按照要求聯(lián)結好大纜、檢波器、觸發(fā)線、電源線等以后，在確認連線正確的情況下，接通儀器電源開關。（2）開機后，儀器通過檢索，自行進入采集系統(tǒng)。（3）進入主菜單后利用水平箭頭鍵移動至，選擇

11、，回車即進入面波采集菜單（如圖 2-1 所示）。圖圖 2-12-1 主菜單主菜單（4）進入面波采集主菜單后，先要進行參數(shù)設置。采集文件名：自定；文件名序號步進：+1；記錄道數(shù)：24；每道采樣數(shù)：1024；采樣時間間隔：0.250ms；道間距：1.00m；偏移距：10m；采集濾波：off。設置完成后選擇采集激發(fā)，疊加，存盤進入數(shù)據(jù)采集。(如圖 2-2 所示)東華理工學院畢業(yè)論文 野外工作方法5 圖圖 2-22-2 面波采集主菜單面波采集主菜單(5) 進入采集界面后利用水平箭頭鍵選擇功能窗上的選項進行設置，在此不冗述，選擇擊發(fā)/疊加或直接按數(shù)字鍵“5”，回車后采集工作開始。(如圖2-3 所示)圖圖

12、 2-32-3 圖形采集圖形采集(6) 采集完成后，按ESC 鍵退回到面波采集主菜單，選擇存盤記錄，存盤退出，數(shù)據(jù)采集即完成。(如圖 2-4 所示)東華理工學院畢業(yè)論文 野外工作方法6 圖圖 2-42-4 存盤退出存盤退出(7) 原始圖(如圖 2-5 所示)圖圖 2-52-5 原始圖原始圖2.3 注意事項(1) SWS 型多波列數(shù)字圖象工程勘察與工程檢測儀系精密貴重儀器，在使用運輸保管和維護方面應按相關的規(guī)程規(guī)范和要求辦理。(2) SWS 型儀器的供電系統(tǒng)為外接 DC12V。一般 45 安時至 60 安時的電瓶可滿足一天連續(xù)作業(yè)使用。儀器內設低電壓報警裝置。電壓不足時，儀器發(fā)出“嘟嘟”的報警聲

13、。此時，應更換新電瓶，重新工作。東華理工學院畢業(yè)論文 野外工作方法7 (3) SWS 型儀器內設有電源正負極接錯保護電路，若電源接錯，面板上保險座內的保險管熔斷，此時須改正接線，更換保險管。(4) SWS 型儀器的工具箱內裝配有外置軟驅及連線，起主要作用是儀器采集系統(tǒng)遭受病毒侵害工作不正常時，修復系統(tǒng)使用。當然也可用作少量采集數(shù)據(jù)的軟盤存儲。(5) SWS 型儀器的工具箱內裝配有數(shù)據(jù)傳輸線，連接面板上的對應插座與外置微機的并行口，可方便地傳輸采集的數(shù)據(jù)至處理微機。東華理工學院畢業(yè)論文 瞬態(tài)面波數(shù)據(jù)處理軟件8 3 瞬態(tài)面波數(shù)據(jù)處理軟件3.13.1 軟件簡述3 31 11 1 數(shù)據(jù)處理概要面波測深

14、數(shù)據(jù)處理是從現(xiàn)場采集的多道地震數(shù)據(jù)，提取面波的頻散數(shù)據(jù)，對于層狀的地層，再由頻散數(shù)據(jù)進一步反演出地層的剪切波速(Vs)分層斷面，達到測深的目的。3 31 12 2 SWSSWS 軟件依據(jù)的原理 在原始地震數(shù)據(jù)中，除面波的能量外，還含有反射、折射和其他干擾波，其中有和面波在時間上不重合的部分，可以在時間距離(X-T)域，加適當?shù)拇翱趤砼懦訝畹貙由系拿娌?，又是由不同視速度和能量分布的多個模態(tài)合成的。其中以基階模態(tài)面波的頻散規(guī)律，能最直觀地反映地層的波速斷面，也最易于據(jù)以作出地層的分層反演。在頻率波數(shù)(F-K)域中，不同視速度的地震波分別組成各自的能量軸，可以區(qū)分開面波的不同模態(tài)，以及靠時距窗口

15、仍未排除的其他干擾，有利于提取基階面波的頻散數(shù)據(jù)。目前的分層反演，利用的是基階面波的頻散規(guī)律，通過地層參數(shù)的優(yōu)化擬合，在深度速度(Z-V)域作出。3.23.2 處理過程處理過程SWS 面波處理軟件處理過程的操作安排在顯示不同數(shù)據(jù)域的分頁視窗中進行。點擊各個頁面，可以隨時了解當前的數(shù)據(jù)文件，瀏覽各個數(shù)據(jù)域的顯示圖形，反復調整處理參數(shù)。頁面具體分為：文件處理流程，X-T 域處理，F(xiàn)-K 域處理，Z-V 域處理，輔助頁面(清理 X-T 文件，對比 SWS 文件，共用圖形工具)。3 32 21 1 文件處理流程頁面文件處理流程頁面：管理單個和成批的原始(X-T)和頻散(SWS)數(shù)據(jù)文件。將它們打開后分

16、別轉入提取頻散數(shù)據(jù)或分層反演的相應頁面進行處理。該頁面內包含四個欄目框：X-T 順序成批文件，SWS 順序成批文件，搜尋頻散數(shù)據(jù)，反演波速分層。(1) X-T 順序成批文件欄目框，管理成批的原始數(shù)據(jù)文件。 打開成批文件：用框上方打開 X-T 成批文件按鈕，打開打開順序 X-T 成批文件窗口，確定成批文件的起始名、順序數(shù)字方式和文件總數(shù)。打開的成批文件在總數(shù)、目錄、文件名等框內顯示。 選擇單個文件：用選擇框右方的左右按鈕，選擇該批文件中的單個文件，顯示在黃框內。 檢查排列參數(shù)：用檢查排列按鈕，將選定的單個文件讀入檢查 X-T 文件采集東華理工學院畢業(yè)論文 瞬態(tài)面波數(shù)據(jù)處理軟件9 排列參數(shù)窗口，檢

17、查排列參數(shù)。 用于搜尋頻散數(shù)據(jù)：用 X-T 順序成批文件與搜尋頻散數(shù)據(jù)兩欄目框間的向右按鈕，將選定的單個文件轉入搜尋頻散數(shù)據(jù)欄目框。 (2) SWS 順序成批文件欄目框，管理成批的頻散數(shù)據(jù)文件。 打開成批文件：用框上方打開 SWS 成批文件按鈕，打開打開順序 SWS 成批文件窗口，確定成批文件的起始名、順序數(shù)字方式和文件總數(shù)。打開的成批文件在總數(shù)、目錄、文件名等框內顯示。 關聯(lián)命名文件：在打開 X-T 成批文件后，按下 SWS 順序成批文件與 SWS 順序成批文件兩欄目框間的向下按鈕，就會按 X-T 成批文件的命名，關聯(lián)命名 SWS 成批文件。 選擇單個文件：用選擇框右方的左右按鈕，選擇該批文

18、件中的單個文件，顯示在黃框內。 檢查文件內容：用檢查內容按鈕，將選定的單個文件讀入SWS 文件數(shù)據(jù)顯示窗口，查看選定文件的頻散數(shù)據(jù)圖形、分層波速斷面和數(shù)據(jù)列表。 用于反演波速分層：SWS 順序成批文件與反演波速分層兩欄目框間的向右按鈕，將選定的單個文件轉入反演波速分層欄目框。 (3) 搜尋頻散數(shù)據(jù)欄目框，管理X-T 域處理和F-K 域處理頁面的工作文件。 直接載入文件：用框上方載入 X-T 文件按鈕，打開載入 X-T 文件窗口，確定文件名，由磁盤直接讀入。 成批文件轉入：將左方 X-T 順序成批文件欄目框中的選定文件，用與本欄目框間向右的轉移按鈕，轉入本欄目框， 轉向設置窗口：按下X-T 設置

19、窗口按鈕，轉到X-T 域處理頁面，檢查或修改X-T 時距窗口及頻率范圍。 轉向搜尋頻散：按下F-K 搜尋頻散按鈕，轉到F-K 域處理頁面，圈定基階頻散的譜峰，并轉成頻散數(shù)據(jù)文件。SWS 文件名框內即顯示此文件。 頻散文件存盤：按下SWS 文件存盤按鈕，將處理獲得的頻散數(shù)據(jù)文件存盤。右方的文件存盤狀態(tài)框，顯示 SWS 文件是否存盤。 (4) 反演波速分層欄目框，管理Z-V 域處理頁面的工作文件。 直接載入文件：用框上方載入 SWS 文件按鈕，打開載入 SWS 文件窗口，確定文件名，由磁盤直接讀入。 成批文件轉入：將左方 SWS 順序成批文件欄目框中的選定文件，用與本欄目框間向右的轉移按鈕，轉入本

20、欄目框， 頻散文件轉入：將上方搜尋頻散數(shù)據(jù)欄目框中的 SWS 文件，用與本欄目框間向下的轉移按鈕，轉入本欄目框， 轉向反演分層：按下Z-V 反演分層按鈕，轉到Z-V 域處理頁面，進行初始分東華理工學院畢業(yè)論文 瞬態(tài)面波數(shù)據(jù)處理軟件10 層、調試擬合、自動優(yōu)化等項操作。在確認分層參數(shù)后，文件中將列入新的分層參數(shù)數(shù)據(jù)。 反演文件存盤：按下SWS 文件存盤按鈕，將經反演并確認分層參數(shù)的文件存盤。右方的波速分層及文件存盤狀態(tài)框，顯示供反演的 SWS 文件是否含分層參數(shù)及存盤。3 32 22 2 X-TX-T 域處理頁面X-T 域處理頁面包含三個欄目框：X-T 文件及窗口參數(shù)，設置 X-T 窗口，設置頻

21、率窗口/窄通帶濾波測試。（1）X-T 文件及窗口參數(shù)操作頁面： X-T-F 窗口參數(shù)為顯示窗口參數(shù)的列表框。當在其他頁面改設參數(shù)后返回此頁面，框內參數(shù)即更新。選定窗口參數(shù)后，按下用于 F-K 搜尋按鈕，即用當前的窗口參數(shù)，將原始地震道的數(shù)據(jù)轉換為頻率波數(shù)譜，供搜尋基階頻散數(shù)據(jù)。（2）設置 X-T 窗口操作頁面： 當前 X-T(時距)窗口的參數(shù)，分別顯示在采用數(shù)據(jù)道、波速門限和激發(fā)周期 三個數(shù)據(jù)框內，同時也表現(xiàn)為波形圖形上的黃色梯形框?？梢杂脜?shù)框端的左右按鈕，改變相應參數(shù)的設置，或者在顯示圖形的黃色邊框線條上，按下鼠標左鍵拖動，直觀地改變窗口形態(tài)，放開鼠標后，參數(shù)數(shù)值隨即改變。（3）設置頻率窗

22、口/窄通帶濾波測試操作頁面：頁面提供設置頻率窗口和窄通帶濾波測試兩項處理。當前設置的頻率值顯示在左方的頻率窗口 Fmax框內。如果已作窄通帶濾波，則濾波通帶的參數(shù)顯示在右方的中心頻率和頻帶寬度框內。323 F-K 域處理頁面F-K 域處理頁面的處理功能，包含以下內容：圈出面波基階模態(tài)能量峰：基于頻率波數(shù)譜的分辨能力，面波各個模態(tài)，以及各種干擾波的能量將分布在譜圖的不同部位。運用屏幕搜尋工具，可以單獨圈出面波基階模態(tài)能量峰的分布范圍。合成頻散數(shù)據(jù)文件：在圈定的范圍內提取頻率波數(shù)譜數(shù)據(jù)，計算出所圈定的面波波型頻散數(shù)據(jù)，組成頻散數(shù)據(jù)文件。地層模型多階正演對比：在取得的頻散數(shù)據(jù)文件反演分層后，可以用其

23、分層參數(shù)，在右下方的五個處理操作頁面上進行。 (1) X-T 數(shù)據(jù)操作頁面： 東華理工學院畢業(yè)論文 瞬態(tài)面波數(shù)據(jù)處理軟件11 此頁面上僅顯示反映原始 X-T 文件及變換到頻率波數(shù)域所用窗口的參數(shù)列表。 X-T 文件為顯示原始文件的記錄頭參數(shù)的列表框。 X-T-F 窗口為顯示當前頻率波數(shù)變換窗口參數(shù)的列表框。 (2) 設置分辨率操作頁面： 在搜尋頻散數(shù)據(jù)前，可以在當前頻率波數(shù)變換窗口內，改變頻率波數(shù)譜的縱橫分辨率。在改變設置的同時，程序自動重新計算并顯示新的譜圖數(shù)據(jù)，對于已經圈出的譜峰，則需重新圈定。 (3) 搜尋基階模態(tài)操作頁面： 對于常見的地層條件，面波在頻率波數(shù)譜圖中的能量峰，一般表現(xiàn)為由

24、譜圖的左上向右下方延伸斜列的多個條帶?？坑疑戏?相速度較小)并相對連續(xù)明顯的應屬基階模態(tài)能量峰(其右方經常出現(xiàn)弱的平行線條，屬截斷效應產生的次級峰)。在譜圖的左上角(低頻、大波長)，面波能量峰的延伸，應趨向座標的原點。 操作頁面提供在譜圖上用鼠標圈定能量峰的功能： 移動鼠標時，在鼠標指向框內顯示指向譜圖點的頻率、半波長及相速度值。 按下鼠標左(或右)鍵，將出現(xiàn)的靶圈在譜圖上拖動，即可完成圈定(或清理)面波能量峰的工作。 按下重新搜尋按鈕，即清除全部已圈定的范圍，重新開始。按下合成頻散數(shù)據(jù)文件按鈕，即用圈定范圍內的頻率波數(shù)譜數(shù)據(jù)，計算出頻散數(shù)據(jù)，組成頻散數(shù)據(jù)文件。 (4) 頻散數(shù)據(jù)文件操作頁面：

25、 頁面左方為已合成頻散數(shù)據(jù)文件的列表框，列出文件中的處理參數(shù)和每個頻散點的頻率、相速度數(shù)值。按下文件存盤按鈕，打開文件名窗口，即可按右方格式選擇框中選定的 SWS 或 TEXT(文本)格式，將頻散數(shù)據(jù)文件存盤。按下轉入反演按鈕，即將內存中的頻散數(shù)據(jù)文件(不一定已存盤)，直接轉到Z-V 域處理頁面上進行分層反演處理。 (5) 地層參數(shù)多階正演對比操作頁面： 按下載入地層反演文件(SWS)按鈕，打開文件名窗口，讀入已經作過分層反演的 SWS 文件(此文件應存有分層參數(shù)，其頻散數(shù)據(jù)應該與當前顯示的頻率波數(shù)譜源于相同的地震原始數(shù)據(jù))。載入后程序即將其分層參數(shù)，正演計算出基階和一、兩組高階模態(tài)的頻散數(shù)據(jù)

26、，顯示在當前的譜圖上(基階數(shù)據(jù)為白色點，高階數(shù)據(jù)為灰色)。 地層參數(shù)為正演所用地層參數(shù)的列表框。 324 Z-V 域處理頁面Z-V 域處理頁面的處理功能，包含以下內容： 編輯頻散數(shù)據(jù)點：清理頻散文件中的數(shù)據(jù)，確定用于反演分層的數(shù)據(jù)點。 擬定初始分層參數(shù)：提供逐段分層和等厚分層兩種方法，設定初始分層模型，作為后續(xù)人工調試和自動優(yōu)化的出發(fā)基點。 東華理工學院畢業(yè)論文 瞬態(tài)面波數(shù)據(jù)處理軟件12 人工調試分層參數(shù)：分別調試各層的層厚(H)或剪切波速(Vs)，根據(jù)正演基階頻散數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)的擬合度(Fitness)，參考對當?shù)氐貙拥牡刭|認識，確立恰當?shù)姆謱訁?shù)輪廓。 自動優(yōu)化分層參數(shù)：可先后分別用單層參

27、數(shù)優(yōu)化、固定層厚優(yōu)化和全部層參數(shù)優(yōu)化方法，自動優(yōu)化地層波速模型，提高模型正演數(shù)據(jù)的擬合度。 (1) SWS 文件操作頁面： 在屏幕圖形上以藍色顯出原始文件中采用的頻散數(shù)據(jù)點。如果已經分層反演，將會顯示紅色的地層波速斷面和分層參數(shù)數(shù)據(jù)表。頻散文件內容為原始頻散數(shù)據(jù)文件的列表框，其中不予采用的頻散數(shù)據(jù)標有*號。 按下編輯頻散數(shù)據(jù)按鈕，即打開SWS 文件頻散數(shù)據(jù)編輯窗口：窗口在相速度(Vc)及半波長(L/2)座標中顯示文件內的頻散數(shù)據(jù)點， 采用的數(shù)據(jù)點顯示藍色，暫不用的顯示為紅色。十字光標標出其中一個數(shù)據(jù)點，用其下方的上下按鈕，或用鼠標直接點擊圖中的數(shù)據(jù)點，可以移動光標，標出新的數(shù)據(jù)點。用帶伸縮標志

28、的四個按鈕，可調整縱橫座標的比例尺。按不用/采用按鈕，改變標出數(shù)據(jù)點用或不用的標記狀態(tài)。按下全部采用按鈕，將已標記不用的數(shù)據(jù)點全部恢復采用。 按下確認按鈕，即肯定當前的編輯結果退出此窗口。 (2) 逐段分層操作頁面： 用圖形顯示框中的紅色水平標志線，自上至下，參照頻散數(shù)據(jù)的走向特征，逐段確定分層點。擬定分層點顯示與標志線相對應的頻散點的視深度(半波長)及相速度。用框端的上下按鈕，移動擬定的分層點，也可以在標志線上用鼠標按下左鍵直接拖動。由上至下對每一個擬定分層點，按下確定分層點按鈕，屏幕圖形上將逐層顯出綠色的分層波速斷面(初始分層模型)，同時顯示新層的層號、厚度和剪切波速。 顯出分層波速斷面后

29、，按下檢查擬合按鈕，屏幕圖形上將出現(xiàn)綠色的正演頻散數(shù)據(jù)點(32 點)和擬合度數(shù)值。按下重新分層按鈕，可重新進行以上分層操作。 檢查擬合后，如果確認當前的初始分層參數(shù)，按下轉入調試擬合按鈕，即轉入調試擬合頁面，進行調試擬合，也可直接進行自動優(yōu)化擬合。 (3) 等厚分層操作頁面： 將文件頻散數(shù)據(jù)中的最大視深度(半波長)作為地層的總厚度，均分為 4、8 或 16 層等厚的分層模型，再經過固定厚度的波速自動優(yōu)化后，作為初始地層分層參數(shù)?？偤穸燃醋鳛榈貙拥目偤穸鹊淖畲笠暽疃?共分層數(shù)指出等分的層數(shù)，xH即為等分后各層的厚度。用框端的左右按鈕調整到擬等分的層數(shù)，同時屏幕圖形上顯出經初步優(yōu)化的綠色的地層波速

30、斷面、正演頻散數(shù)據(jù)點(32 點)和擬合度數(shù)值。按下固定-H 優(yōu)化按鈕，可多次進行固定厚度的波速自動優(yōu)化。屏幕圖形上將出現(xiàn)優(yōu)化后的波速斷面、正演頻散數(shù)據(jù)點和擬合度數(shù)值。優(yōu)化擬合后，如果確認當前的等厚東華理工學院畢業(yè)論文 瞬態(tài)面波數(shù)據(jù)處理軟件13 分層參數(shù)，按下轉入調試擬合按鈕，即轉入調試擬合頁面，進行調試擬合，也可直接進行自動優(yōu)化擬合。 (4) 調試擬合操作頁面： 屏幕圖形上顯示藍色的原始頻散數(shù)據(jù)點，紅色的波速斷面、正演頻散數(shù)據(jù)點和擬合度數(shù)值，并以紅色的點網標出當前調試的一層以及層厚度、剪切波速的數(shù)值。用調試層號框端的上下按鈕，或直接點擊圖形上相應層斷面的內側，可以改換當前調試的層號。用H、Vs

31、框端的上下、左右按鈕，增減被調試層的層厚或剪切波速，同時屏幕圖形上顯出增減該層參數(shù)后的波速斷面，正演的頻散數(shù)據(jù)點和擬合度數(shù)值。用分為兩層、并入上層或并入下層按鈕，分別將被調試層等分為兩層、或者合并入相鄰的上下層位，同時屏幕圖形上也顯出改變層參數(shù)后的結果。用擬合點框端的左右按鈕，可以改變正演和計算擬合度所用的頻散數(shù)據(jù)點數(shù)(32, 64 或128)。 (5) 自動優(yōu)化擬合操作頁面： 在屏幕圖形上用藍色顯示原始頻散數(shù)據(jù)點，用紅色顯示優(yōu)化過程中的波速斷面、正演頻散數(shù)據(jù)點和擬合度數(shù)值。用選擇層號框端的上下按鈕，或直接點擊圖形上相應層斷面的內側，可以改換選擇的層號。屏幕圖形上以紅色的點網標出當前選擇的一層

32、，以及層厚度、剪切波速的數(shù)值。用H-Vs 單層優(yōu)化按鈕，單獨優(yōu)化被選擇層的層厚和剪切波速兩個參數(shù)。用固定-H 優(yōu)化按鈕，固定各層厚度，僅優(yōu)化各層的剪切波速度參數(shù)。用全部 H-Vs 優(yōu)化按鈕，優(yōu)化地層斷面包括層厚度和剪切波速的全部參數(shù)。用擬合點框端的左右按鈕，可以改變正演和計算擬合度所用的頻散數(shù)據(jù)點數(shù)(32, 64 或 128)。 (6) 文件存盤操作頁面： 在分層、擬合、優(yōu)化后，必須按下確認反演層參數(shù)按鈕，將最終的分層層參數(shù)，寫入反演處理成果的頻散數(shù)據(jù)文件(列入右方的文件列表框)。按下文件存盤按鈕，打開文件名窗口，將反演成果文件存盤。右方的選擇框，供選擇存盤文件的類型(SWS 數(shù)據(jù)文件或 TE

33、XT 文本文件)。 (7) 圖形存盤及打印操作頁面： 調整圖形大小右方的兩個框中，分別顯示圖形座標網格的縱橫點數(shù)。進入此頁面時，均顯示原來圖形框中能容納的最大座標網?？捎脙煽蚨说淖笥壹吧舷掳粹o，調整所需座標網格的大小，再用左方顯示控制框(藍色)中的縱橫伸縮按鈕，將頻散數(shù)據(jù)點和地層波速斷面，調整到座標網格內的適當位置。按下圖形存盤按鈕，即打開文件名窗口，將顯出的圖面存為位圖文件。按下打印圖形按鈕，即打開打印窗口，打印顯出的圖面。東華理工學院畢業(yè)論文 瞬態(tài)面波數(shù)據(jù)處理軟件14 3.2.5 輔助頁面（清理 X-T 文件，對比 SWS 文件，共用圖形工具）這三個頁面為輔助工具，下面只進行簡單介紹。(1

34、) 清理 X-T 文件頁面的處理功能，包含以下內容： 清除干擾波形：將地震道內的小段干擾波形的數(shù)據(jù)清零。 清理壞地震道：將壞道數(shù)據(jù)全部清零，或用其他道數(shù)據(jù)橫向預測的數(shù)值頂替。 修正排列參數(shù)：檢查修正文件記錄排列激發(fā)類型及距離參數(shù)。(2) 對比 SWS 文件頁面以圖形方式對比兩個不同文件中的頻散數(shù)據(jù)。(3) 共用圖形工具頁面的功能包含： 在當前圖形框內圈定需要的圖面，取出并保留其位圖數(shù)據(jù)。將保留的位圖數(shù)據(jù)原樣顯示在浮動的窗口中。將保留的位圖數(shù)據(jù)打印或作為位圖文件存盤。將存盤的位圖文件讀入，保留其位圖數(shù)據(jù)，然后顯示或打印。東華理工學院畢業(yè)論文 應用實例15 4 4 應用實例本次實驗在撫州溫泉實習基

35、地采集的原始數(shù)據(jù)，溫泉區(qū)由板溪群下亞群、華山嶺組梓山組及南雄組組成一個走向 NE、傾向 SE、傾角-的單斜構造，單斜構。20。50造與區(qū)域構造相一致。區(qū)內褶皺不發(fā)育，而斷層構造十分發(fā)育。區(qū)內斷層構造主要由區(qū)域性深大斷裂及與之平行或斜交的小型斷層組成。按斷層的產狀可將其分為兩組：第一組，走向 NE 的正斷層，如 F1、F2；第二組，走向 NW 的平移斷層，如F4、F5、F6等。除這些斷層構造外，區(qū)內還有其它一些小型斷層構造。F1斷層是區(qū)內最大的正斷層，是德興-遂川深大斷裂的一部分，從屬于溫泉斷層，F(xiàn)1斷層走向穩(wěn)定，為 NE 向。F1斷層自加里東其以來曾多次活動，至燕山中晚期達到頂峰。它直接控制區(qū)

36、內巖漿活動，它在燕山中末期，形成了區(qū)內的花崗巖體。F2斷層為區(qū)內第二大斷層，走向和傾向與 F1斷層一致。F2斷層在青連山往北東進入第四系。F2斷層是由 F1斷層在燕山活動時產生的伴生斷層，F(xiàn)2斷層為臨川溫泉的儲熱和儲水構造，它與 F5斷層交匯形成臨川溫泉(見附圖一)。所需儀器設備為：SWS 型多波列數(shù)字圖像工程勘探與工程檢測儀一臺，大纜 2根，檢波器 24 個，觸發(fā)線一根，測線一根，鐵錘和鐵板各一個。參數(shù)設置：記錄道數(shù)為 24 道；每道采樣數(shù)為 1024；采樣時間間隔為 0.25ms；道間距為 1m；數(shù)據(jù)采集按偏移距為 8m 和 10m 分兩次進行，共采集了 16 組數(shù)據(jù)，本實例選用的是效果最

37、為理想的第一組數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理過程如下：(1) 運行 SWS 瞬態(tài)面波數(shù)據(jù)處理軟件，在文件流程頁面內選擇打開 X-T 成批文件，選擇瀏覽找到原始文件并打開，點中黃色的箭頭，目錄框中出現(xiàn)文件路徑，文件名框中出現(xiàn)原始文件，表明文件已經被讀取。(2) 選擇X-T 域處理頁面，視窗的上部顯示的是原始地震記錄的各道波形，選擇頁面下方的設置 X-T 窗口，拖動波形圖中的黃色梯形框選中波形圖(見附圖二)。選擇X-T 文件及窗口參數(shù)頁面，點擊用于 F-K 搜尋轉換到F-K 域處理。(3) F-K 域處理頁面的視窗的上部顯示的是頻率波數(shù)譜，選擇搜尋基階模態(tài)，按住左鍵拖動白色靶圈選擇基階模態(tài)的能量峰（按住右鍵拖動即

38、可取消） ，選中后選擇合成頻散數(shù)據(jù)文件，即用圈定范圍內的頻率波數(shù)譜數(shù)據(jù)，計算出頻散數(shù)據(jù)，組成頻散數(shù)據(jù)文件(見附圖三)。點擊轉入反演即可進入Z-V 域處理頁面進行分層擬合。(4) 成果圖（如圖 4-1 所示）東華理工學院畢業(yè)論文 應用實例16 圖 4-1 成果圖(5) 成果解釋：第一層：在 1.08m 深處，速度為 201.8m/s.第二層：在 3.96m深處，速度為 270.0m/s.第三層:在 5.79m 深處，速度為 365.6m/s.第四層：在4.21m 深處，速度為 537.4m/s.擬合度 0.998011。(6) 綜合解釋：（1） （2） （3） 圖圖 4-24-2 波速曲線比較圖

39、波速曲線比較圖 東華理工學院畢業(yè)論文 應用實例17 正常的地層波速曲線如圖 4-2（1）所示，波速由表層向底層逐層增高；如圖 4-2（2）4-2（3）所示的波速曲線，圖形上顯示在淺層處有一個之字型曲線，表示在淺層出現(xiàn)了一個低速層，推斷為構造所引起。結合溫泉地質構造圖可確定該構造為 NE 走向的 F2構造，證明實驗所得結果與該地區(qū)情況吻合。（7）小結目前所用的多道面波測深方法對不同地層類型的適用性也是有差別的。對于波速由表層向底層逐層增高的地層，多道面波測深方法完全可是適應這種分層結構類型，時距窗口的設置和基階模態(tài)數(shù)據(jù)的提取都比較容易得到穩(wěn)定的結果。對于底層波速最高，中部含低速層的地層，如果采集的通道太少，頻率波數(shù)譜的分辨率太低，或者企圖用時距窗口切除高階面波的影響，往往在提取基階頻散數(shù)據(jù)時不容易得到穩(wěn)定的結果。對于高波速表層復蓋下部低速層的地層結構只有綜合利用基階和高階模態(tài)的頻散數(shù)據(jù)，才能全面地反映地層分層斷面的波速參數(shù)，而定量的分層反演還需要運用其他的多模態(tài)反演方法。東華理工學院畢業(yè)論文 結語18 5 結語結語SWS 多功能面波儀和 SWS 瞬態(tài)面波勘探法與以往的瞬態(tài)面波研究相比有新發(fā)展，已形成一套完整的系統(tǒng)。其進展表現(xiàn)在：有完整