第一章 工程地震勘察的基本方法

第一章工程地震勘察的基本方法

工程地震勘察是通過研究人工震源激發(fā)所產(chǎn)生的地震波如縱波、橫波、面波等在地下介質(zhì)中傳播時，由于不同類型的巖石往往具有不同的彈性特征(如速度、密度等)，當(dāng)?shù)卣鸩ㄍㄟ^這些巖石的分界面時，將產(chǎn)生反射、折射,用儀器可以記錄各種波的傳播時間和波形特征，研究和分析這些傳播時間和波形特征的變化規(guī)律，可以推斷出有關(guān)巖石的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和幾何位置等參數(shù)，從而達(dá)到工程勘察的目的。第一節(jié)折射波法地震勘探

當(dāng)下層介質(zhì)的波速大于其上層介質(zhì)的波速時，在波的入射角等于臨界角的情況下，折射波將會沿著分界面以下層介質(zhì)中的波速度“滑行”，這種沿著界面?zhèn)鞑サ摹盎小辈ㄒ矊⒁鸾缑嫔蠈淤|(zhì)點的振動，并以折射波的形式傳至地面。地震勘探中的折射波1、折射波的產(chǎn)生條件：Z2?Z1；入射角等于臨界角。滑行波：當(dāng)入射角等于臨界角時，透射波的射線與界面平行，以下界面的地震波速度沿界面滑行傳播的波。折射波：滑行波在滑行的過程中，下層介質(zhì)中的質(zhì)點就會產(chǎn)生振動，形成新的震源，并在上層介質(zhì)中產(chǎn)生新的地震波?；胁ㄍ干洳ㄕ凵洳ㄕ凵洳?、滑行波Z1Z2

i臨界角iZ1?Z2

折射角地面2、折射波的傳播途徑折射波的行程及傳播時間與界面的深度、產(chǎn)狀有關(guān)；OABMSρ1v1ρ2v2t=OA/V1+AB/V2+BS/V1盲區(qū)

§1.1折射波的時距方程與理論時距曲線

一、直達(dá)波波的時距方程和理論時距曲線

直達(dá)波是一種從震源出發(fā)不經(jīng)過反射和折射而直接到達(dá)地面各個接收點的地震波。假設(shè)地下為均勻介質(zhì)，波在其中的傳播速度為V。如圖1-1所示，通過震源點O布置測線，在測線上的各點、、安放檢波器，接收并記錄地震信號。可以看出，地震波從O點出發(fā)，沿測線x傳播到任意點的旅行時間t為：

=

t=x/v(1)圖1-1直達(dá)波時距曲線上式為直達(dá)波的時距曲線方程。從上式可看出直達(dá)波的時距曲線是一個直線方程，由兩條通過原點并且對稱于t軸的直線。直達(dá)波時距曲線的斜率的倒數(shù)，也就是地表覆蓋層的波速度。二、水平層狀介質(zhì)中傳播的折射波的時距方程和理論時距曲線

二層結(jié)構(gòu)

假設(shè)地面以下深度為h處有一個水平的速度分界面R，其上、下層的波速度分別v1為和v2，且v2>v1，如圖1-2所示。從激發(fā)點O至測線上某一接收點D的距離為x，折射波射線旅行的路程為OK、KE、ED之和，它的旅行時間為t為：t=為了證明方便，先由O、D兩點分別做界面R的垂線，則OA=DG=h，再自A、G點分別做OK、ED的垂線，則幾何上不難證明∠BAK=∠EGF=∠i，已知，(1)BK/V1=AK/V2EF/V1=EG/V2上式清楚的說明，波以速度旅行BK(或EF)路程與波以速度旅行AK(或EG)路程所需的時間是相符的。則式(1)可以等效置換為：圖1-2水平二層結(jié)構(gòu)折射波時距曲線

GBK/AK=EF/EG=V1/V2(3)(4)這就是水平二層結(jié)構(gòu)的時距方程?？梢娝臅r距曲線也是一條直線，如圖1-2所示。這條直線的斜率為1/V2，當(dāng)x等于零時，折射波的延長線與t軸相交處為，則截距時間為：由此可見，我們可以利用直達(dá)波和折射波的時距曲線和、截距時間，按式(6)計算出激發(fā)點下界面的埋藏深度h。(5)(6)從圖1-2中可以看出，在直達(dá)波與折射波曲線交點的橫坐標(biāo)C至激發(fā)點O這一范圍(OC=)內(nèi)，檢波器最先接收到的是沿地表以速度傳播的直達(dá)波。在C點以外，由于折射波在界面上是以速度v2傳播的，并且v2>v1，所以折射波會比直達(dá)波先到達(dá)接收點，然后直達(dá)波才陸續(xù)到達(dá)。我們把將最先到達(dá)接收點的波稱為初至波。在某區(qū)段內(nèi)，某一界面的折射波總是以初至波的形式最先到達(dá)，因此將該區(qū)段稱為該折射波的初至區(qū)，并將OC這段距離稱為該界面折射波的臨界距離。在初至波達(dá)到之后，陸續(xù)到達(dá)接收點的波統(tǒng)稱為續(xù)至波，其相應(yīng)的區(qū)段稱為該波的續(xù)至區(qū)。由于各層的速度是不同的,因此各層折射波的時距曲線的斜率也是不同的,于是多個水平層狀介質(zhì)的時距曲線是互相交叉的直線,形成時距曲線間的相互干涉,致使折射波時距曲線即使在最簡單的水平層情況下,也是比較復(fù)雜的,淺層折射波的時距曲線不一定永遠(yuǎn)在初至區(qū),有時也可能出現(xiàn)在某些深層折射波時距曲線的后面進(jìn)入所謂的續(xù)至區(qū),而深層折射波時距曲線也不一定永遠(yuǎn)在續(xù)至區(qū),由于它傳播的速度快,有時可能出現(xiàn)在初至區(qū).三、傾斜界面的折射波時距方程和理論時距曲線

(一)傾斜單界面

圖1-3傾斜界面上時距曲線如圖1-3所示，設(shè)界面R的傾角為φ，在點激發(fā)，在測線下傾方向距離為x處的點接收，處界面的法線深度分別為h1和h2，折射波的射線路徑為AB，其折射波的旅行時間為：由圖可見,,(7)同樣，在o2點激發(fā)，波到達(dá)測線上傾方向某點的時間為：從式(7)和(8)以及圖1-3可以看出：(1)在傾斜平界面的情況下，時距曲線仍然為直線，但它的斜率的倒數(shù)并不等于第二層的波速，將其用斜率的倒數(shù)用來表示，其含義為在單位時間內(nèi)“波沿測線路程旅行的速度”，我們將此稱為視速度。在上、下傾觀測時所得到的兩條時距曲線的斜率不等，下傾的較陡，上傾的較緩，也就是說下傾接收的視速度下較小，上傾接收的視速度上較大。(8)(2)在界面上升端激發(fā)，下傾方向接收時，折射波的臨界距離或盲區(qū)都較小，時距曲線的截距時間也較小，反之則臨界距離或盲區(qū)就大些，截距時間也較大。因此利用截距時和臨界距離的大小可以判別界面的傾向，并且用截距時可以計算出激發(fā)點下界面的法線深度和。當(dāng)然，在野外布置測線工作時，也應(yīng)當(dāng)注意測線兩端臨界距離不等時，要適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)激發(fā)點與檢波器之間地距離。(3)當(dāng)i+φ≥90°時，若在下傾方向接收，折射波將無法返回地面，因為這時盲區(qū)無限大，而在上傾方向接收則入射角總是小于臨界角，無法形成折射波，因此，在野外工作中遇到這種情況時，應(yīng)當(dāng)改變測線的方向，使界面視傾角與臨界角之和小于90°，就可以觀測到折射波。(4)在上傾方向接收時，當(dāng)i>φ時，V為正；當(dāng)i=φ時，趨向于無窮大，即時距曲線是水平狀，其斜率為零；當(dāng)i<φ時，V為負(fù)，也就是說時距曲線倒轉(zhuǎn)，它意味著折射波先到達(dá)離激發(fā)點較遠(yuǎn)地接收點，而較近處折射波反而到達(dá)的較晚。(5)視速度是沿測線觀測到的波的傳播速度，即，而實際上在時間內(nèi)波傳播了的路程，即波的真實速度，則。假定為波前面與地面之間的夾角，e為射線與地面之間的夾角，則：上式表明了視速度與真速度之間的關(guān)系，稱為折射波視速度定理。由此可知：當(dāng)e由0°變?yōu)?0°時，視速度值由真速度變?yōu)闊o限大；當(dāng)e大于(射線方向與x軸的方向相反)時，視速度為負(fù)值，但的絕對值不可能小于真速度值。按照定義，視速度與時距曲線互為倒數(shù)關(guān)系，視速度可以通過時距曲線確定，但如果時距曲線不是直線而是曲線的時候，則視速度沿著速度測線是不斷變化的，因此所謂某點的視速度是指時距曲線在該點的斜率的倒數(shù)。(6)界面傾角的計算由(1.1.14)和(1.1.15)兩式可以得到：解上述二式可得：式中V1通過直達(dá)波的時距曲線求出。(四)折射波振幅特性的應(yīng)用

地震波在傳播過程中，由于不斷的擴(kuò)散和巖石的吸收、散射等作用。其能量隨著傳播距離的增大而衰減(即振幅減小)。由擴(kuò)散作用所引起的衰減規(guī)律一般遵守關(guān)系式式中，r是震源點到觀測點的距離，是震源的振幅值，A(r)是觀測點的振幅值，n為距離r的冪，稱之為擴(kuò)散系數(shù).有人對大量的折射波記錄作過計算，對于厚度大的均勻的折射層是符合這一規(guī)律的，并且得出擴(kuò)散系數(shù)n的值一般近似地等于2，這和理論情況也是吻合的。對于傾斜或不規(guī)則起伏的折射層，n值則將發(fā)生變化。但是，如作足夠長的相遇時距曲線剖面進(jìn)行綜合分析，n值一般仍然接近于2。因此，在實際中以n=2來計算由擴(kuò)散所引起的衰減是可行的?！?-2折射波的現(xiàn)場工作方法折射波法的現(xiàn)場工作大體上可分為現(xiàn)場踏勘、試驗工作和現(xiàn)場作業(yè)三個階段?，F(xiàn)場踏勘地球物理資料，初步了解工作區(qū)的地震地質(zhì)條件，自然地理環(huán)境及社會環(huán)境等情況，估計和確定勘察的可行性及可能取得的地質(zhì)效果。在取得有關(guān)資料后，再進(jìn)行試驗工作。試驗工作的目的是根據(jù)任務(wù)和工作區(qū)的具體環(huán)境，選擇最佳的工作方法和技術(shù)參數(shù)，保障順利完成作業(yè)任務(wù)。但若在生產(chǎn)過程中遇到問題，可再次安排試驗工作，解決生產(chǎn)中的問題。最后階段是在踏勘和試驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。這個階段包括野外作業(yè)和室內(nèi)工作。用合適的方法取得資料進(jìn)行解釋，并得出最后成果。一、有關(guān)的概念檢波道數(shù)，一般用N表示，它表示工程地震儀所具有的地震通道數(shù)。一般工程地震儀可具有6道，12道或24道。道間距，一般用來表示，表示兩個檢波道之間的距離。一般是等間距的工程勘察中按工作要求可能為0.5、1.0、2.0、2.5、5.0、7.5、10、15m。接收距，一般用L來表示，它是檢波器排列在測線上的長度，與道數(shù)和道間距有關(guān)，可用下式表示:排列長度，一般用x表示，它是由一個激發(fā)點與多道檢波器所組成的長度偏移距用表示，在反射波法中它是激發(fā)點到第一個檢波器的距離，一般這個距離是Δx的整數(shù)倍，可根據(jù)不同的地質(zhì)條件和不同方法而定最大炮檢距，一般用表示，它是指激發(fā)點到最遠(yuǎn)處檢波器的距離。在實際工作中常采用偏移距、炮間距、道間距、接收距來表示激發(fā)點與接收點間的相對位置關(guān)系，如圖1-13所示。圖1-13觀測系統(tǒng)中幾個符號的意義x1=偏移距；d=炮間距；L=接收距二、測線的設(shè)計(一)測線的布置根據(jù)工作精度的要求，測線原則上要和探測的地質(zhì)體的走向和構(gòu)造走向大至垂直，且要有一定密度分布。由于解釋中，多數(shù)是按在水平條件下進(jìn)行解釋的，因此在布置測線時盡可能滿足解釋時的要求，以提高精度。理想的測線應(yīng)是水平的直線，但并不是所有的工作區(qū)都能滿足這個條件。在地表的坡度角變化時，測線若不能保持水平，則需要測量人員量出各條測線或測點間的高程變化，在解釋中把高程的影響消除掉。測線的密度可按勘察工作的精度進(jìn)行設(shè)計，若所勘察的地質(zhì)體或構(gòu)造有一定的長度，則一般測線的間距和道間距不應(yīng)大于地質(zhì)體的寬度。

(二)測線的長度測線往往根據(jù)測區(qū)的地形圖來確定其長度和位置。當(dāng)?shù)乇斫扑降匦螘r，地形圖上的長度與實際長度大致相等，但是當(dāng)?shù)乇砻嬗幸欢ㄆ露葧r，實際側(cè)線的長度應(yīng)大于地形圖上量出的長度。此時，測線長度要根據(jù)地面的傾角進(jìn)行校正。測線的設(shè)計長度和地層的埋深是密切相關(guān)的，也和波速有一定關(guān)系。(三)排列長度和道間距激發(fā)點間距的選擇1排列長度和道間距道間距愈大，排列長度則就愈長，工作效率就會越高。但道間距不能過大，否則各相鄰道之間的同一個波的相位追蹤和對比往往會出現(xiàn)麻煩，不利于有效波的分辨。因此道間距要選擇的合適，才會使各道間波形相位關(guān)系清楚、同相、明顯。一般來說的選擇與有效波的視速度和視周期有一定關(guān)系。。在實際工作中，x大小還必須考慮到地層的傾角大小和構(gòu)造的復(fù)雜程度，一般來說傾角越大構(gòu)造越復(fù)雜的地質(zhì)條件下，排列和道間距要相應(yīng)的取小一些。三、觀測系統(tǒng)的選擇為了達(dá)到勘察的目的，確保有效波信號的接收和對目的層進(jìn)行連續(xù)追蹤，需要激發(fā)點和接收點之間保持一定的相對位置關(guān)系，測線之間也應(yīng)保持一定的相對關(guān)系。我們把這種激發(fā)點和接收點之間或測線與測線之間的相對位置關(guān)系稱之為觀測系統(tǒng)。當(dāng)激發(fā)點和接收點同在一條直線上時，稱之為縱測線觀測系統(tǒng)，若不在一條直線而呈現(xiàn)其他方式的叫非縱測線觀測系統(tǒng)。在非縱側(cè)線觀測系統(tǒng)中，按激發(fā)點和接收點的位置，可分為橫測線、弧形測線等觀測系統(tǒng)。在工程勘察中;非縱測線觀測系統(tǒng)僅作為輔助測線來布置。但在某些特定情況下，它可以解決一些特殊地質(zhì)難題，以補(bǔ)充縱測線觀測系統(tǒng)的不足。(一)單支時距曲線觀測系統(tǒng)這種觀測系統(tǒng)一般使用在地質(zhì)情況較簡單，勘察較平緩的地質(zhì)界面，如其優(yōu)點是工作效率較高。但對于地層界面傾角較大或起伏的復(fù)雜界面，則誤差較大，不宜使用。其觀測方法圖1-16所示。炮間距等圖1-16單支時距觀測系統(tǒng)于兩個排列長度。第一個排列從點激發(fā)，在點到之間的距離內(nèi)接收。在點激發(fā)兩次，第一次在從到之間接收，第二次是在到的之間接收。由于每個激發(fā)點處，可以利用截距時間從兩支時距曲線上算得深，互相校核，在一定程度上提高了勘察精度。圖1-16單支時距觀(二)相遇時距曲線觀測系統(tǒng)當(dāng)界面起伏或傾角較大，使用單支時距觀測系統(tǒng)進(jìn)行觀測，誤差會很大，此時必須采用相遇時距觀測系統(tǒng)。這種觀測系統(tǒng)是在排列的兩端激發(fā)，如圖中、o1,o2激發(fā)，分別得到兩支相相遇時距曲線觀測系統(tǒng)對應(yīng)的時距曲線.可以說、兩條時距曲線，是從不同的角度反映了同一段地質(zhì)界面的情況三)追逐時距曲線觀測系統(tǒng)當(dāng)相遇時距曲線沒有相遇段或是需要了解彎曲折射界面是否產(chǎn)生了“穿透”現(xiàn)象的干擾時，將采用追逐時距觀測系統(tǒng)。當(dāng)界面彎曲程度較大時會導(dǎo)致兩支時距曲線無相遇段。此時，需要在距一定距離的再激發(fā)一次，得到一支時距曲線，以補(bǔ)充在激發(fā)時造成時距曲線的不足之處。追逐時距曲線觀測系統(tǒng)(四)雙重相遇時距曲線觀測系統(tǒng)在表層地質(zhì)條件較復(fù)雜或?qū)τ^測的某些數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、校核時，往往要采用雙重相遇時距曲線觀測系統(tǒng)。這種觀測系統(tǒng)是在相遇觀測系統(tǒng)的激發(fā)點兩端，進(jìn)行“追逐”觀測，在距兩激發(fā)點一定的距離間隔進(jìn)行激發(fā)，再得到一組相遇時距曲線。實際上，雙重相遇觀測系統(tǒng)是相遇和追逐觀測系統(tǒng)的組合。雙重相遇時距曲線觀四、激發(fā)方式的選擇(一)爆炸源它不受地層厚度的限制，適用于各種工程地震儀的觀測，勘測深度可根據(jù)要求加大減小，但由于在城市和郊區(qū)受到條件環(huán)境和安全限制，很少采用。其優(yōu)缺點可見表1-2。(二)沖擊源炸在探測地層厚度上比爆炸源要差一些，即沖擊激發(fā)的彈性振動強(qiáng)度比爆破要小。但由于安全和經(jīng)濟(jì)，不破壞環(huán)境，不需要特殊的組織工作，因而在城市和人口稠密的地區(qū)是常用的方法。沖擊源的起動脈沖是由較重的荷重物對地面沖擊而產(chǎn)生的。沖擊源可分為三種:在一定高度向地面拋落重物;用大錘或重錘沖擊有一定重量和厚度的木板;用打夯機(jī)沖擊。由于受重物和沖擊力的影響，沖擊源的勘測深度一般不超過100m。(三)電流體、空氣動力源這兩種振動源是利用強(qiáng)電流和高電壓在水中放電或把空氣壓縮后產(chǎn)生的沖擊的震源。這種動力源多在淺水域中進(jìn)行勘察時使用。穩(wěn)態(tài)振動源，也叫可控源。它可產(chǎn)生一個延續(xù)時間從幾秒到數(shù)十秒的頻率隨時間變化的正弦振動，掃描的頻率范圍及振動的延續(xù)長度都可以事先控制和改變。振動強(qiáng)度也可調(diào)節(jié)?？煽卦炊嘌b在汽車上，石油勘察中使用較普遍。施工中選擇那種激發(fā)方式，要根據(jù)工程要求精度、地質(zhì)條件、環(huán)境等方面綜合考慮，選擇既經(jīng)濟(jì)又安全，即便于組織施工又能達(dá)到勘察精度的振動源。(二)儀器工作條件的選擇現(xiàn)在使用的第三代工程地震儀，增益很高，通頻帶很寬，而且都裝有較完善的濾波系統(tǒng)，因此對于和有效波在頻率上有區(qū)別的干擾波都可使用濾波裝置來壓制它。如面波的主頻段一般為十幾Hz，聲波在120Hz以上與折射波的頻段有區(qū)別，使用濾波系統(tǒng)，可以提高信噪比。對于一個工作區(qū)，是否需要使用濾波器或使用什么波段的濾波器，都要通過前期的試驗工作來確定。在處理資料中，仍然可以改善接收時濾波不足而造成的信噪比低的地震記錄。(三)檢波器的選擇和布置每一種檢波器都有其本身的頻率特性和方向性。對于淺層工程地震勘察來說，有效波的主頻范圍主要在幾百Hz。因此在工程勘察中，選用合適頻率的檢波器是很重要的。關(guān)于方向特征，主要是考慮檢波器的振動方向應(yīng)與波傳播過程質(zhì)點的振動方向相同，使接收的信號最強(qiáng)。例如在接收縱波時，檢波器的最靈敏的接收方向應(yīng)與波的傳播方向相同。而對于橫波來說，可以使用水平方向振動的檢波器，使檢波器的振動最靈敏方向垂直于波的傳播方向。

五、接收條件的選擇接收條件的選擇就是在完成了剖面布置和激發(fā)方式選擇等工作后，再選擇最佳的接收技術(shù)，提高信噪比，以得到清晰可靠的記錄。這里僅從接收條件的角度考慮有效波及干擾波的區(qū)別，對儀器工作條件的選定，檢波器的頻率、方向特性的選定及組合檢波等方面簡單加以介紹。(一)有效波和干擾波在實際工作中，隨著工作方法的不同，有效波和干擾波的范疇也有所不同，當(dāng)工作方法改變時，有效及干擾波的關(guān)系也是可以產(chǎn)生相對變化的。如用折射波法工作時，反射波和面波都是干擾波，只有折射波才是有效波。反之，當(dāng)進(jìn)行反射波法工作時，折射和面波又成為干擾波。在干擾波中只有面波還有應(yīng)用價值，而聲波和多次波及隨機(jī)干擾，在地震記錄上形成了干擾帶，嚴(yán)重的影響了地震記錄的質(zhì)量和有效波的利用?！?-3資料的整理與解釋折射波資料的整理與解釋主要有三方面的工作：地震記錄的初步整理及波形對比;進(jìn)行必要的校正和時距曲線的繪制;折射地震剖面的解釋。一、資料的初步整理隨著近年來地震儀的更新?lián)Q代，野外作業(yè)工作方法也得到了不斷發(fā)展，資料整理的要求和方法亦產(chǎn)生相應(yīng)的變化。雖然解釋工作中有很多可以用計算機(jī)來完成，但資料初步整理方法，沒有變化仍必須認(rèn)真進(jìn)行。先對外業(yè)工作獲取的原始記錄經(jīng)過認(rèn)真檢查評價，然后才能對合格的資料進(jìn)行必要的校正。(一)原始資料的檢查和評價在外業(yè)取得資料之后，要對所取得的資料質(zhì)量按淺層地震勘察技術(shù)要求進(jìn)行初步檢查和評價主要內(nèi)容有：(1)磁盤(帶)記錄粘貼標(biāo)簽，寫明盤(帶)號、測線號、文件號及日期，以上內(nèi)容必須與班報相吻合。(2)每張記錄的點線號、激發(fā)點的位置、方式、觀測系統(tǒng)類型應(yīng)與班報吻合。(3)儀器工作條件，如放大器的增益檔及濾波器的選用，各道工作是否正常，干擾波出現(xiàn)是否影響了有效波的追蹤等。在檢查上述三項工作的基礎(chǔ)上初步判斷，能否完成預(yù)期工作任務(wù)。并找出不足，指導(dǎo)下步工作。處理方法1折射波水平疊加原理單一水平界面情況下，在測線上不同位置O1,O2,O3,…進(jìn)行激發(fā)，在對應(yīng)點S1,S2,S3,…上接收到來自地下折射界面R上不同面元的折射波，如圖所示。S1，S2，…稱為不同折射面元疊加道，其相應(yīng)旅行時問為t1，t2，…。把折射波共深度面元各疊加道的數(shù)據(jù)從原始共炮點記錄中抽出集合在一起，稱為折射波共深度面元道集。以接收距X為橫坐標(biāo)，以折射波到達(dá)各疊加道的時間為縱坐標(biāo)，可得到來自AI,BI，（A1與B1重合）上的折射波時距曲線，其時距曲線方程為(1)折射波水平疊加原理圖

式中:t為折射波的到達(dá)時間,X為接收距,V1為第一層的速度,V2為第二層的速度.i為臨界角.疊加道中第一道檢波器（最近距離）至炮點的距離X1稱為盲區(qū)，相鄰炮點的間距為炮點距d，則疊加道問距為2d。分析式（l）可知，在水平層狀均勻介質(zhì)條件下折射波深度面元時距曲線和普通折射波時距曲線是相似的。但要特別指出的是：共反射點時距曲線反映來自地下反射界面上的一個點，而折射波深度面元時距曲線反映來自地下折射界面上的一段折射面元。當(dāng)X二0時，式（1）變?yōu)?2)t01是接收中點M的交叉時，而不是激發(fā)點的交叉時。因此，對折射波共深度面元時距曲線作動校正時，正常時差DT是相對交叉時而言的，這是折射波共深度面元時距曲線與共反射點時距曲線的又一區(qū)別。折射波共中心點D疊加在實際資料處理中，可以把折射波共深度面元各疊加道的數(shù)據(jù)從原始共炮點記錄中抽出集合在一起，進(jìn)行折射波資料處理。目前尚無這種程序，無法實現(xiàn)對實際資料的處理。經(jīng)過分析認(rèn)為折射波共深度面元是共中心點對稱的，當(dāng)共深度面元半徑為零時，折射波水平疊加就變成了共中心點疊加，這樣就可以利用反射波共中心點疊加迸行折射波資料處理。于是，只要在現(xiàn)有的速度分析程序上加上線性速度分析，在疊加程序中完善線性動校正，就可以迸行對折射波資料的處理。

折射波水平疊加原理圖圖2是折射波共深度面元處理得到的疊加剖面，圖3是折射波疊加處理得到的疊加剖面，兩個剖面使用的疊加速度完全相同。從兩個剖面L可以看出構(gòu)造形態(tài)完全相似，折射波共中心點疊加剖面分辨率高、連續(xù)性較好，剖面顯得更自然。圖2折射波共深度面元疊加剖面（俄羅斯提供數(shù)據(jù)顯示）圖3折射波共中心點疊加剖面折射波轉(zhuǎn)換成反射波資料處理折射波交又時轉(zhuǎn)換成反射波t。根據(jù)折射波和反射波的關(guān)系式（2），有根據(jù)Snell定律得到將式（4）代入式（3），有(3)(4)(5)式（5）就是折射波交叉時與反射波to的關(guān)系式。若巳知t01，由(1)和(2)式，則可以求出相應(yīng)反射波的垂直反射時間t。根據(jù)一系列t。時，可以構(gòu)成相應(yīng)的反射波剖面，從而實現(xiàn)了折射波與反射波之問的轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換處理時速度是未知數(shù).根據(jù)速度譜求取非常困難，所以這種轉(zhuǎn)換只能按最簡單的方式進(jìn)行。一般是根據(jù)反射波剖面與折射波剖面相同位置上的時差來確定一個需要的時移量的，用它來完成折射波交叉時轉(zhuǎn)換成反射波t。圖4是將折射波剖面轉(zhuǎn)換成反射波的剖面。圖4折射波剖面轉(zhuǎn)換的反射波剖面處理實例D97一561測線采用單邊觀測系統(tǒng)，采集時要考慮到反射和折射，整條測線共放116炮。采集參數(shù)為:采集方式:單邊472道觀測系統(tǒng)最小炮檢距(反射)中X):400m最大炮檢距(反射):2395Om道距50m炮點距200m儀器型號ARAM一24一般藥量(組合總量)1ookg24個檢波器矩形組合處理效果

圖5為反射波資料處理得到的最終疊加剖面。僅得到了2.55以上的反射波，反射波基本連續(xù)，為水平反射同相軸。2.55以下基本沒有得到深層反射，根據(jù)這樣的剖面既無法進(jìn)行構(gòu)造研究，也無法解決地質(zhì)任務(wù)。圖5反射波最終的疊加剖面

圖6是經(jīng)過多次試驗處理，獲得的較為理想的折射波疊加剖面。剖面上追蹤到一組折射層同相軸，該折射層反映了奧陶系頂面的構(gòu)造形態(tài)與反射法追蹤的深層低頻反射層符合較好。這次處理獲得的折射波剖面，同相軸能量強(qiáng)、頻率低、連續(xù)性比較好，可進(jìn)行解釋對比。圖7是由反射波得到的淺層反射剖面與折射波得到的經(jīng)轉(zhuǎn)換成反射波t。的剖面疊合在一起的新剖面。從疊合剖面上可以清楚地看出剖面符合得比較好，淺中深反射層齊全，構(gòu)造形態(tài)清楚，構(gòu)造關(guān)系合理。圖6折射波最終疊加剖面圖7反射波與折射波轉(zhuǎn)換剖面的疊合剖面三、折射波法資料的解釋利用時距曲線和速度資料，即可繪制反映折射界面的埋深、產(chǎn)狀和構(gòu)造形態(tài)的地震剖面圖和構(gòu)造圖，由于計算機(jī)的普及，現(xiàn)在有人把解釋方法編成計算機(jī)程序，但仍需要人為的輸出各種參數(shù)。在這里僅介紹利用波速測井或折射彼時距曲線求取相應(yīng)的層速度，然后再用各種方法進(jìn)行折射界面的解釋，求折射界面的埋深和產(chǎn)狀的資料解釋方法很多，僅就目前工作中最常用的幾種方法予以介紹。(一)截距時間法求界面當(dāng)界面為單層傾斜平界面時，所得的時距曲線為直線段，而且當(dāng)界面埋深不大時所得的精度很高。但埋深較大或有夾層時，將會造成較大的誤差。對于單層傾斜平界面情況:作相遇時距平面觀測。兩條相遇時距曲線延長使其分別與t軸交于兩點，這時根據(jù)折射波時距方程的截距公式:可得出震源點和處折射界面的法線深度為:

求出h1和h2之后，分別以相應(yīng)的激發(fā)點為圓心，以h1和h2半徑作圓，然后作這兩個圓的公共切線，便可得到所求的折射界面。若是水平界面，則更加簡單了。

(二)T0差數(shù)時距曲線法求界面

截距時間法是界面為平界面時的方法.當(dāng)界面是任意界面，時距曲線不是直線時，就不能再采用截距時間法求界面了，若折射界面的曲率半徑比求埋藏深度大得多，波沿界面滑行時沒有穿透現(xiàn)象相對比較穩(wěn)定，可采用差數(shù)法求界面。先以單層界面為例，如圖所示。

通常說的t。差數(shù)法，實際包括兩部分內(nèi)容，即用t0法繪制出折射界面，用差數(shù)時距曲線求界面速度。運用這種方法同樣必須采用相遇觀測系統(tǒng)取相遇曲線。設(shè)折射界面的曲率半徑比其埋深大得多，△SBC可以近似看作等腰三角形，高H(法線深度).

在相遇時距觀測系統(tǒng)下，由兩激發(fā)點分別得到兩條相遇折射波時距曲線。如圖，取排列上任一點S，在相遇時距曲線可以得出、的旅行時間分別為：==而激發(fā)點的互換時T為：ΔSBC可近似認(rèn)為是等腰三角形，從S點作BC的垂直平分線，得SM=h，于是有：綜合以上可得:因此S點到折射界面的法線深度:

上式只要能分別求出K或值，就能求得折射界面的法線深度h。由下式求得具體作法可以在時距曲線圖上任一點s處,在S2曲線上量得T-△t2,然后在時距曲線S1上減去而求得，對各觀測點求得不同的值可以連成曲線。求得每一點的h值，還需求出K值。由于:

所以當(dāng)已知的情況下，關(guān)鍵是求V2值。為求V2值，再引入時距曲線的另一個差數(shù)并令其等于θ(x)求出每點的θ(x)也可連出θ(x)曲線。對上式微分可得:根據(jù)以前討論有:上式寫成最后可以求出計算界面速度的公式:

當(dāng)折射界面傾角φ≤15。時，cosφ≈l，此時上式可簡化為:因此只要作出Q(x)直線并求其斜率則可求。到此綜合以上,h可以計算出來。同時V1,V2也便計算出來(四)時間場法繪制折射界面此方法是利用實測曲線，先繪制波在介質(zhì)中的等時線，然后作出折射界面并計算出界面速度，它適用于規(guī)則和不規(guī)則的各種界面的條件下，而且對均勻非均勻介質(zhì)都適用。1．基本原理折射界面R的上覆介質(zhì)是均勻的，波速為V，S1和S2分別為由O1和O2處激發(fā)所得到的正反相遇時距曲線。T為互換時間，折射界面上任意一點C將滿足：該方法的基本原理是求出一對炮點相向發(fā)出的地震波波前在折射界面上下相鄰位置的交點，并且兩個波前的旅行時間之和要等于互換時間。即作出兩條時距曲線的等時線,然后作出兩組等時線的交點,交點的連成的面為所求的界面.等時線的繪制原理如圖所示。作等時線系統(tǒng)時，可先給出等時線的時間差(可視T而定).在時間軸上以△t為單位分割時距曲線，然后定出在x軸上的對應(yīng)點,X1,X2,…。我們應(yīng)用惠更斯波前原理，依次用i△t為半徑畫圓弧，求這些圓弧包絡(luò)面即是以TK時刻的等時線。用此方法還可作出(n=1,2,3…)時刻的各條等時線，構(gòu)成了由點激發(fā)而形成的折射波等時系統(tǒng)。同理，可作出第二條時距曲線的等時系統(tǒng)。用時間場法確定折射界面和界面速度折射界面的繪制，如圖所示。由相遇時距曲線和繪制出兩組等時系統(tǒng)，它們由于是相交的，從中可以找出滿足互換時間的兩條等時線的交點a,b,c…，則a,b,c…各點的連線就是所求的折射界面R。更進(jìn)一步可求出界面下介質(zhì)的速度.折射波實際記錄剖面道號圖一炮的原始記錄顯示某地區(qū)用F.COPPPENS方法拾取初至(其中相鄰6炮)的結(jié)果對應(yīng)圖1的6炮記錄用本文方法拾取的結(jié)果對應(yīng)圖1的其中一炮的拾取初至的位置應(yīng)用實例分析解釋方法解釋方法

對于折射波的解釋，首先要確定表層的速度，如圖l所示，在17道與24道之間初至波是直達(dá)波，這樣可根據(jù)讀出的時間差及道間距的距離計算出第l層的速度955m/s。類似地選取多張記錄得到最大為1000m/、，最小為932m/s。得出測區(qū)內(nèi)該河床段上部沖一洪積砂卵石層介質(zhì)縱波速度平均值966m/S·第2步為解釋第2層的速度及表層的厚度。方法如圖2、3、4所示，先從原始記錄圖2、3的中讀的折射波時距曲線組成圖4。然后用討論的方法進(jìn)行界面及速度的反演.第二節(jié)反射波法在工程勘察中，折射法一直是傳統(tǒng)的主要方法，并在實際工作中得到了廣泛的應(yīng)用。由于淺部工作中的干擾因素較復(fù)雜，加之過去舊式地震儀和處理的技術(shù)落后，嚴(yán)重的影響了淺層反射信號的獲得和識別，從而限制了它的發(fā)展和實際應(yīng)用，已經(jīng)遠(yuǎn)不能適應(yīng)日益發(fā)展的工程勘察的要求。從70年代開始，隨著電子技術(shù)不斷的發(fā)展，淺層地震儀的更新?lián)Q代，再加上計算機(jī)處理數(shù)字技術(shù)的普及和應(yīng)用，反射波法在工程勘察中已經(jīng)取得可喜的發(fā)展。可以預(yù)料，在折射波的傳統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)，將會受到反射法的全面挑戰(zhàn)。淺層反射法與中、深層反射法原理上基本相同，我們不再累述，本章將著重討論有關(guān)高分辨率的基本理論問題，水平迭加技術(shù)的各個環(huán)節(jié)對分辨率的影響以及提高分辨率所要解決的特殊問題。第三節(jié)瑞利面波法彈性波在到達(dá)彈性或速度、密度不同的介質(zhì)界面上時，會產(chǎn)生反射、折射現(xiàn)象，同時產(chǎn)生界面波。我們將沿自由表面?zhèn)鞑サ牟ǚQ做面波。在面波中存在有兩種不同類型的波，一種是質(zhì)點在波的傳播方向垂直平面內(nèi)振動，振動軌跡為逆進(jìn)橢圓，且振幅隨深度呈指數(shù)函數(shù)急劇衰減，傳播速度略小于橫波，它最初是由英國學(xué)者瑞利在理論上確定的，稱之為瑞利波；另一種是質(zhì)點在垂直于波傳播方向的水平面內(nèi)振動，它是由勒夫從數(shù)學(xué)上證明的，稱之為勒夫波。瑞利面波法就是通過定量解釋實測的瑞利波的頻散曲線，達(dá)到解決工程地質(zhì)問題的一種新興的，行之有效的原位測試方法。本世紀(jì)50年代初人們發(fā)現(xiàn)瑞利波在層狀介質(zhì)中所具有的頻散特性而廣泛地利用天然地震記錄的瑞利波來研究地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。但受當(dāng)時計算技術(shù)的影響，只能采用一種簡單的目視對比的手工操作方法，精度低且易出錯。60年代以來，高速數(shù)字計算機(jī)廣泛地應(yīng)用于地球物理的各個領(lǐng)域，對瑞利波頻散特性的研究也有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。到了70年代，出現(xiàn)了利用人工激發(fā)的高頻(數(shù)赫~數(shù)百赫)瑞利波來解決淺層(數(shù)十米深度范圍)工程地質(zhì)問題的方法技術(shù)。70年代初，美國RK.Chang和R.F.BaUard等人利用瞬態(tài)激振產(chǎn)生的瑞利波來研究淺部地質(zhì)問題，并于1973年在第42屆國際地球物理勘探年會上以Rayleigh-Wave-persion－TechnorRapidSubsurfaceExploration為題報道了有關(guān)的研究成果。推出了GR-810佐藤式全自動地下勘察機(jī)，并在工程地質(zhì)勘察的諸多領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用。在我國研制SWS-l型多功能面波儀，同時推出了CSP(3.3)地震數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)，并投入實際應(yīng)用，取得了較好的效果。利用瑞利波法，既可以通過天然地震中的瑞利波，研究諸如地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、地殼及地慢的物質(zhì)組成、大地構(gòu)造、地震災(zāi)害等基本地學(xué)問題，又能解決諸如工程地質(zhì)勘察、地基加固處理效果評價、巖土的物理力學(xué)參數(shù)原位測試、地下空洞及掩埋物探測、公路機(jī)場跑道質(zhì)量無損檢測、飽和砂土層的液化判別等工程地質(zhì)問題。瑞利波法特點1)淺層分辯率高同一介質(zhì)中瑞利波較其他類型的彈性波傳播速度小，且只在表層某一深度內(nèi)傳播。在穩(wěn)態(tài)激振條件下，波長變化可以控制在毫米級范圍,所以該方法可以確定路面厚度及探測到地面上厘米級寬度的裂隙。2)不受各地層速度關(guān)系的影響折射波法要求下伏層速度大于上覆層速度，反射波法要求各層具有波阻抗差異。以上這兩種方法要求各層的波速或波阻抗具有較大的差異。瑞利波法只要求具有波速差異，即使差異只有10%也可以精確進(jìn)行分辨。3)工作條件簡便易行§3—1瑞利面波法的基本原理瑞利波沿地面表層傳播，表層的厚度約為一個波長，因此，同一波長的瑞利波的傳播特性反映了地質(zhì)條件在水平方向的變化情況，不同波長的瑞利波的傳播特性反映著不同深度的地質(zhì)情況。在地面上沿波的傳播方向，以一定的道間距設(shè)置個檢波器，就可以檢測到瑞利波在長度范圍內(nèi)的傳播過程.設(shè)瑞利波的頻率為f，相鄰檢波器記錄的瑞利波的時間差為△t或相位差△Φ，則相鄰道長度內(nèi)瑞利波的傳播速度為：=//////////測量范圍內(nèi)平均波速為

在同一地段測量出一系列頻率的值瑞利波速度，就可以得到一條曲線，即所謂的頻散曲線(Vr-f)，或轉(zhuǎn)換為VR-λR曲線，λR為波長：曲線的變化規(guī)律與地下地質(zhì)條件存在著內(nèi)在聯(lián)系，通過對頻散曲線進(jìn)行反演解釋，可得到地下某一深度范圍內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造情況和不同深度的瑞利波傳播速度值。另一方面，值的大小與介質(zhì)的物理特性有關(guān)，據(jù)此可對巖土的物理性質(zhì)做出評價。工作方法1穩(wěn)態(tài)方法當(dāng)激振器在地面上施加一頻率為fi的簡諧豎向激振時，頻率為fi的瑞利波以穩(wěn)態(tài)的形式沿表層傳播，利用地面上的檢波器可測量出相鄰道瑞利波的同相位時間差，根據(jù)前式可計算出瑞利波傳播速度。改變激動頻率，就可以測得當(dāng)前頻率下的瑞利波傳播速度.所以，當(dāng)激振器的頻率從高向低變化時，就可以測得一條曲線。由前式可知，當(dāng)速度變化不大時，改變頻率就可以改變勘探深度，頻率越高，波長越小，勘探深度也越小，反之，勘探深度越大。

穩(wěn)態(tài)瑞利波勘探原理示意圖2瞬態(tài)方法

瞬態(tài)法與穩(wěn)態(tài)法的區(qū)別在于震源的不同，前者是在地面上產(chǎn)生一瞬時沖擊力，產(chǎn)生一定頻率范圍的瑞利波，不同頻率的瑞利波疊加在一起，以脈沖的形式向前傳播；后者則產(chǎn)生單一頻率的瑞利波，可以測得單一頻率波的傳播速度，所以瞬態(tài)法記錄的信號要經(jīng)過頻譜分析，相位譜分析，把各個頻率的瑞利波分離開來，從而得到一條曲線或曲線?！?—2瑞利面波的傳播特征對于均勻彈性介質(zhì)，彈性波波動方程為(1)當(dāng)滿足(2)在地表滿足邊界條件,即Z=0時,正正應(yīng)力σzz=0,和切應(yīng)力σzx=0應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系應(yīng)變和位移的關(guān)系綜合以上各種關(guān)系及滿足的邊界條件得采用高斯消去法可以求解上述方程組,進(jìn)而把各系數(shù)求出.則地表處的質(zhì)點在X,Z方向上的位移分量為:

從理論分析和實際觀測可知，瑞利面波具有5個特點①能量強(qiáng)，頻率低;②沿地表水平方向傳播，其振幅在深度方向按指數(shù)規(guī)律衰減，其能量分布僅限于距地面為兩倍瑞利面波波長范圍的薄層以內(nèi);③瑞利面波質(zhì)點位移的軌跡是一個橢圓，其垂直位移分量比水平位移分量超前90度相位;④對于半無限空間彈性介質(zhì)，瑞利面波沒有頻散現(xiàn)象，不同頻率的瑞利面波傳播速度相同;(5)水平分量與垂直分量之比得上為2:3對于層狀介質(zhì)，在自由表面的瑞利面波具有頻散現(xiàn)象，即傳播速度與波的頻率有關(guān)。§3—3瑞利波的傳播及頻散曲線一、均勻半空間介質(zhì)中的瑞利波如圖3-2是一個半無限彈性空間，空間內(nèi)充滿著彈性常數(shù)為λ、μ和密度為ρ的介質(zhì)，其上面為空氣，空氣的密度相對于介質(zhì)的密度來說非常小，可視為零值，因此該界面為一自由界面，令坐標(biāo)平面與自由面重合，軸垂直于自由面向下，如圖所示。波沿軸方向傳播。在上述空間內(nèi)，波的振幅在自由界面平面上為最大，并隨著離開自由表面的距離的增大而呈指數(shù)形式衰減，這種形式的波動傳播，其能量實際上只限制在一個表面薄層內(nèi)。圖3-2半空間均勻介質(zhì)圖3-3/與泊松比υ的關(guān)系1瑞利波速度與介質(zhì)的性質(zhì)波速是反映介質(zhì)性質(zhì)的重要參數(shù),是該方法勘探的基礎(chǔ).由介質(zhì)的彈性模量和泊松比之間的關(guān)系可得到:將上述關(guān)系式代入瑞利波方程得:2瑞利波的衰減在地面進(jìn)行豎向激振時，一般來說產(chǎn)生三種類型的波，即縱波、橫波和面波，前兩種波也稱為體波。體波的波前面為半球形面，其面積正比于半徑r的平方(r為震源到波前面的距離)。而瑞利波的波前面約為一高度為λ的圓柱體，其波前面面積與r成正比，這就是說，體波的振幅反比于波傳播的距離。衰減與1/r成正比，瑞利波的能量衰減與l/r1/2成正比，用關(guān)系式可表示為：體波振幅∝l/r瑞利波振幅區(qū)∝l/r2。因此瑞利波的衰減要比體波慢得多。瑞利波所占縱波、橫波、瑞利波三種波總能量的2/3，這也是體波無法比擬的。3均勻介質(zhì)中無頻散性。在均勻介質(zhì)條件下，瑞利波的速度與振動頻率(即與)無關(guān)，即在均勻介質(zhì)條件下，瑞利波傳播速度沒有頻散性。4在均勻介質(zhì)中瑞利波無頻散特性，而在非均勻介質(zhì)中具有頻散特性，這一特性是瑞利波勘察的物理基。二、層狀介質(zhì)中的瑞利波的傳播特征(一)兩層層狀空間介質(zhì)中的瑞利波如圖所示，設(shè)軸位于兩層界面上，軸向下，瑞利波沿軸正方向傳播。兩層空間介質(zhì)

兩層介質(zhì)中瑞利波頻散曲線模型參數(shù)：VR1=95m/s、ρ1=l.8g/cm，H1=2mVS1=240m/s、VP1=5OOm/s;VR2=225m/s、1=l.9g/cm，VS2=320m/s、VP2=62Om/s

三、瑞利波頻散曲線的變化規(guī)律(一)頻散曲線的變化規(guī)律與層波速的關(guān)系1兩層介質(zhì)條件下的瑞利波頻散曲線:

從圖中可以看出，當(dāng)頻率較高時(Hz)，頻散曲線為直線段(為第一層介質(zhì)中瑞利波的傳播速度)，隨著頻率的升高，頻散曲線以為漸近線，當(dāng)頻率較低時(Hz)，頻散曲線以(為第二層介質(zhì)中瑞利波的傳播速度)為漸近線。當(dāng)頻率位于中間某一頻帶范圍(6-30Hz)時，頻散曲線隨頻率的變化而急劇變化，出現(xiàn)過度段.二層瑞利波頻散曲線隨厚度的變化規(guī)律模型參數(shù)：ρ1=l.8g/cm3、VS1=100m/s、VP1=300m/s、H1=lm、VS2=150m/sv、VP2=450m/s、ρ2=1.9g/cm3、2三層介質(zhì)條件下的瑞利波頻散曲線下圖是三層瑞利波頻散曲線，各層參數(shù)見圖。從可以看出，高頻段和低頻段的值分別以(同上)以VR1和VR3為第一三層介質(zhì)中瑞利波的傳播速度為漸近線，在中間頻帶內(nèi)，曲線為一段平緩曲線，同時，曲線上出現(xiàn)兩處梯度陡段，這兩處梯度陡段顯然與兩個界面有關(guān)。兩處梯度陡段互相銜接，使得中間平緩過渡段消失。圖中的H=0曲線即為兩層介質(zhì)時的曲線，從兩層曲線與三層曲線的對比可以看出：H2的存在，即使很薄也會影響隨的變化規(guī)律，這種特征將會為我們在資料解釋中識別夾層提供幫助。模型參數(shù)：ρ1=l.8g/cm3、VS1=100m/s、VS2=150m/sv、H1=lm、H2=2m、H3=3m、VP2=450m/s、ρ2=1.9g/cm3、H2=0、1、2、3、5、7、9、VS3=225m/s、VP3=700m/s，、ρ3=2.0g/cm3三層介質(zhì)瑞利波頻散曲線(二)曲線變化規(guī)律與層厚度的關(guān)系兩層介質(zhì)曲線隨第一層厚度不同變化的情況，厚度的變化如圖中所示。從圖中可以明顯看出厚度的頻散曲線形態(tài)基本相似，即高頻段以為漸近線，低頻段以為漸近線。曲線的梯度最大處或曲線的拐點隨著厚度的增大快速向低頻方向移動。二層瑞利波頻散曲線隨厚度三層曲線隨第二層厚度不同而變化的情況，三層介質(zhì)的曲線出現(xiàn)兩個拐點。顯然較高頻率的拐點位置與第一層厚度有關(guān)，較低頻率的拐點位置與第二層厚度、第一層厚度之和有關(guān)，該圖中第一層厚度不變，所以，拐點的位置變化為第二層厚度變化所引起。與兩層情況相類似，隨著H2的增加，拐點很明顯的向低頻方向移動。這種變化規(guī)律提示我們，拐點的位置與層厚度存在著某種密切的關(guān)系，研究這種關(guān)系可以產(chǎn)生對層厚度的定量解釋方法。

三層瑞利波頻散曲線隨第二層厚度的變化

模型參數(shù)：VS1=100m/s、VP1=300m/s、H1=0.5m、ρ1=1.8g/cm、VS2=15Om/s、VP2=450m/s、ρ2=1.8g/cm、VS3=225m/s、VP2=700m/s、ρ3=2.0g/cm3，H2=0、1、2、3、5、7、9m、

(三)層狀介質(zhì)中瑞利波傳播速度與波長的關(guān)系下圖是兩層介質(zhì)條件下，曲線隨第一層厚度不同而變化的情況，第一層的=9Om/s，第一層厚度分別為1、3、5、7、9m；V1=133m/s。從圖中可以看出，VR-λ曲線的變化規(guī)律與VR-F曲線相類似，當(dāng)頻率較小時(λ大時)，VR以最后一層的瑞利波速度為漸進(jìn)近線，。且當(dāng)頻率較大或波長較小時，VR以第一層的瑞利波速度為漸進(jìn)近線.其他為曲線的過渡段.

VR-λ曲線雖不同厚度的變化

(四)、影響瑞利波頻散曲線變化的因素(一)決定瑞利波傳播速度的主要因素巖石或土體中的礦物成分、結(jié)構(gòu)、密度、孔隙度是決定瑞利波傳播速度的主要因素。

(1)密度ρ的影響介質(zhì)的彈性性質(zhì)由ρ和由E、μ、υ來描述是一致的，因為所有的彈性模量均可由ρ來求得。在瑞利波頻散曲線的正演計算中，用ρ更參數(shù)更為方便，因此，這里主要討論ρ對VR的影響。從圖中結(jié)果看到：高低頻時密度變化，對瑞利波速度影響較小。在中頻范圍內(nèi)，密度變化，對瑞利波速度影響較大。2．縱波速度VP對瑞利波速度的影響圖不同縱波速度對VR的影響

VR變化量與VP變化量之間的比例關(guān)系約為1：22。所以，認(rèn)為VP的變化對VR的影響較小。(三)深度對曲線形態(tài)的影響隨著深度H的增加，曲線的拐點向低頻方向移動。從圖中可以看出，隨單