1第一章-地震勘探

1、地震勘探方法原理及分類2、地震波的類型、傳播規(guī)律及形成折射波的條件3、地震波時距曲線及不同波時距曲線特征和公式推導4、折射波勘探的觀測系統(tǒng)5、折射波法解釋中時間場法(t0法)

的方法6、反射波法觀測系統(tǒng)的特征7、地震勘探分辨率影響因素及提高分辨率的舉措8、反射波地震勘探資料的常用處理方法9、靜校正處理方法及主要內容10、動校正及用途11、疊加處理及用途

第1章地震勘探1、地微動概念及其特點2、地微動振源、分類及應用3、周期頻度法的分析處理方法

第2章地微動技術1、面波勘探概念及原理2、面波勘探的特點及應用

第3章面波勘探1、探地雷達的概念及組成2、探地雷達測量的設計內容

第4章探地雷達1、低應變檢測原理2、應力波在樁身中的反射和透射規(guī)律3、引起反射波的常見因素并能根據檢測波形能進行判別4、低應變檢測現(xiàn)場測試技術

第5章低應變基樁完整性檢測

1、高應變法概念2、高應變法適用范圍3、曲線擬合法的思想4、高應變曲線類型和完整性分析

第6章高應變基樁承載力檢測1、超聲波概念、基本參量與分類2、介質的聲參量

第7章超聲波探測一、地震勘探概念

第1章地震勘探

第1節(jié)

地震勘探概述地震勘探：通過觀測和研究地震波在地下的傳播特性,即在不同界面上將發(fā)生反射、折射、繞射、散射等現(xiàn)象，以查明地層、地質構造形態(tài)的一種地球物理方法。據波的類型分：縱波、橫波、面波勘探；據波傳播特點分：反射、折射、透射波法，反射波法應用最廣，折射波法次之，透射波法只作為輔助手段；據目的層深度分：淺層<100m，中層(100～1000m)，深層>1000m；據勘探目的任務：工程(淺層)，煤田，油氣；據工作環(huán)境：陸上和海（湖）上勘探；二、地震勘探方法分類地震勘探在眾多物探中發(fā)展最快，應用最廣，甚至成了物探代名詞，95%油田是地震勘探方法發(fā)現(xiàn)的。其中淺層地震勘探廣泛應用于水、工、環(huán)地質調查，巖土力學參數原位測試，人文調查，工業(yè)找礦。三、地震勘探工程應用

第2節(jié)

地震勘探基本理論地震波有兩種類型：體波和面波

體波：在彈性介質內部向四周傳播的波。面波：在兩種介質的界面?zhèn)鞑?。體波分為兩種類型：縱波和橫波面波分為兩種類型：瑞利波和勒夫波(蛇行運動)

一、地震波的類型

縱波：質點振動方向與波傳播方向相同；

橫波：質點振動方向與波傳播方向垂直;瑞利波：沿自由表面(介質與大氣層的界面)傳播的波；勒夫波：在低速巖層覆蓋于高速巖層的情況下，沿兩巖層界面?zhèn)鞑サ牟ā?/p>

二、地震波的反射、透射和折射

當上、下巖層的波阻抗(即密度與速度的乘積)時，入射波傳播到兩種巖層的界面上，就會使其中一部分能量返回原來的介質，形成反射波，且入射角與反射角相等。這種具有波阻抗差異的界面稱為反射界面。

入射波到達界面時，還將使一部分能量透過界面，在下層介質中傳播，形成透射波。

令入射角為α，透射角為β，則它們之間的關系應滿足斯奈爾（Snell）定律：

當V2>V1

時，β>α。隨著入射角α的增大，透射角β將更快地增大。當α增至某一臨界角i時，β=90。透射波在下層介質中以速度V2

沿界面滑行，這種沿界面滑行的透射波又稱為滑行波。臨界角i應滿足下列關系：

由于界面兩側的質點存在著彈性聯(lián)系，因此在臨界點以后，由于滑行波經過所引起的界面以下質點的振動必然會引起上層各質點的振動，于是在上層介質中就會形成一種新波，稱為折射波或首波。

形成折射波的條件：

界面下介質的波速應大于上覆介質的波速。

在多層介質中，要使任一地層頂面形成折射波，必須該層波速大于上覆所有各層的波速。如果上覆地層中某一層波速大于下伏所有各層的波速，則在這些下伏層頂面都不能形成折射波。

可見，形成折射的條件較苛刻。

在同一層剖面中，折射界面的數目總是少于反射界面。因而用折射波法劃分地質剖面的能力要比反射波法差。

三、有效波和干擾波有效波：用于解決所提出地質問題的波。干擾波：妨礙分辨有效波的其它波。例如，在折射波法中，折射波是有效波，但在反射波法中，折射波又是干擾波了。無論哪種地震勘探方法，爆炸引起的聲波，風吹草動、機械、車輛等形成的微震都屬于干擾波。

多次反射波的存在，降低了對一次波的分辨能力。因此，分辨和壓制多次波是地震資料處理和解釋中的重大課題。

四、地震波時距曲線圖中各道記錄振幅開始增大(或振幅最大)的點，將這些點連接起來，就構成了該種波的同相軸。這些同相軸反映了炮點至檢波點的距離x與波到達各檢波點的旅行時t之間的函數關系。在x-t

平面內，此函數關系稱為時(間)距(離)曲線。

1、直達波時距曲線

假設地下充滿均勻介質,波在其中傳播的速度為V。以震源O作為坐標原點，則在炮檢距為x的點上直達波的旅行時可表示為上式就是直達波的時距方程。

2、反射波時距曲線反射波時距曲線是一條位于上部的雙曲線，且以縱軸為對稱軸。

3、折射波時距曲線

取震源O為坐標原點，假設地面和折射界面都是水平的，震源至界面的法線深度為h，上層介質的波速為V1

，下層介質的波速為V2

，且V1<V2

。當在盲區(qū)以外炮檢距為x的任意點S觀測時，水平界面的折射波時距曲線是以M和M′為始點，以縱軸為對稱的兩條直線段。

第3節(jié)折射波法在工程地震勘探中，地震折射波法是一種簡便經濟的勘探方法，它可為工程地質提供淺層地層起伏變化和速度橫向變化資料以及潛水面的變化資料等，還可為反射波法勘探提供用于靜校正的表層速度和低速帶起伏變化資料。

根據炮點和檢波點的相對位置關系，可將地震勘探測線分為縱測線和非縱測線兩類?？v測線：炮點與檢波點在一條直線上;非縱測線：炮點與檢波點不在一條直線上。一.折射波觀測系統(tǒng)

不完整對比觀測系統(tǒng)（追逐時距曲線觀測系統(tǒng)）完整對比觀測系統(tǒng)（相遇時距曲線觀測系統(tǒng)）:可彌補單一時距曲線的不足，可以從不同方向反映界面變化。

有時工作條件或地質條件復雜，用一般時距曲線得不到目的層折射波的相遇段，這時可在兩端增加激發(fā)點并擴大觀測段，采用多重時距曲線觀測系統(tǒng)。二.時距曲線的解釋(t0法)可見，可利用直達波時距曲線求出V1，利用折射波時距曲線求出V2和截距時間t0，即可按上述公式求出震源點下界面的埋藏深度。第4節(jié)反射波法1、反射波法觀測系統(tǒng)多次覆蓋觀測系統(tǒng)：把不同激發(fā)點，不同接收點上接收來的來自同一反射點的地震記錄進行迭加。優(yōu)點：可以壓制多次波和各種隨機干擾波，大大提高信噪比（有效波與干擾波能量之比）和地震剖面質量，可以提取速度等重要參數。單次覆蓋與多次覆蓋比較具體做法：選定偏移距和檢波距后，每激發(fā)一次，激發(fā)點和整個排列同時向前移動一個距離，直至測完全部剖面。常用綜合平面法來表示。單邊放炮以24道接收，6次覆蓋觀測系統(tǒng)為例：

在觀測系統(tǒng)中，炮點移動距離（或移動道數）可根據ｎ、Ｎ、S求得:2、四種道集記錄（1）共炮點記錄從炮點出發(fā)的45度斜線代表一個排列，在此線上所有的接收點有共同的炮點，屬于同一炮點的各道記錄稱為共炮點記錄。（2）共接收點記錄

從接收點出發(fā)的－450斜線代表地面同一接收點位置，此線上不同炮點的所有道都是同一地面點接收，由此組成的記錄稱為共接收點記錄。（3）共炮檢距記錄

與炮點線平行的水平線表示等炮檢距情況，各接收點的炮檢距都相等，由此形成的記錄稱為共炮檢距記錄。（4）共中心點記錄

垂直于共炮檢距線的垂線表示共中心點的位置，此線上各點接收到來自地下同一反射點的反射，由此組成的記錄稱為共反射點記錄。3、提高地震勘探精度——分辨率以往的地震勘探只能接收到中、低頻成分的地震波。地震波頻率低，分辨能力就低，所以地震資料只能分出厚度為幾十米到上百米的大套地層。

隨著勘探程度的提高，要求地震工作者不僅能搞清大套地層，而且還要準確地劃分出十幾米甚至幾米厚的薄層，這就需要研究地震勘探的分辨能力，即分辨率問題。地震勘探分辨率提高分辨率要求減小采樣周期和道間距提高地震勘探分辨率的核心問題是提高高頻成分的能量，它要求地震儀相應提高采樣速率，即縮短采樣周期T。為了保證不產生空間假頻，要求道間距小于或等于地震信號最小波長的1／4，即4、勘探深度

速度是地震勘探的重要參數，為了求準深層速度，一般認為，最大炮檢距應與界面深度相當。為了擴大勘探深度就應增加排列長度?？碧椒直媛逝c勘探深度的提高都要求增加儀器的記錄道數。

最大炮檢距與界面深度相當。為了擴大勘探深度就應增加排列長度，而提高分辨率又要求縮小道間距，因而就更需要增加道數。第5

節(jié)地震資料的處理

對野外取得的地震資料必須進行加工處理，以便消除或壓制地震記錄中的噪音，改善或加強地質信息，提高有效波的分辨率，為解釋提供可靠的基礎數據。

反射波資料的處理方法有數值校正、數字濾波、速度分析，疊加處理等。一.數值校正

1.動校正：介質均勻時，水平界面的反射波時距曲線為雙曲線。將各道記錄的反射波旅行時ti

逐點地校正為各檢波點至炮點O的中點處的回聲時間t0，這時時距曲線就變成了一條水平直線。

動校正值(稱為正常時差)

Δti

＝ti

－t0

將各道記錄的反射波旅行時ti

逐點地校正為各檢波點至炮點O的中點處的回聲時間t0，這時時距曲線就變成了一條水平直線。

動校正值(稱為正常時差)

Δti

＝ti

－t0

通常將校正后時間軸翻轉向下，此時t0

同相軸就可以近似地反映界面形態(tài)。2.靜校正：由于地形起伏、地下介質不均勻、地表低速帶以及炮點深度的影響，會使反射波時距曲線產生畸變。這時即使動校正準確，時距曲線也仍存在畸變。也就是說，僅作動校正是不夠的，還必須消除由于上述原因造成的反射時差Δt。計算靜校正值時要任意選定一個基準面(一般選取地形起伏的中線)，并將所有炮點和檢波點都校正到這個基準面上。靜校正包括三項內容：

經過靜校正后，就把實際觀測得到的不規(guī)則曲線變成規(guī)則的雙曲線了。二、疊加處理

將多次覆蓋觀測系統(tǒng)獲得的來自同一反射點的地震記錄道抽出，就可以繪成共反射點時距曲線。

對這種雙曲線形的時距曲線進行動校正，經校正后屬于同一反射點的反射波振動相位完全相同，將它們疊加以后，反射信號幅度大大增強。而其它干擾波，如多次波、隨機干擾等，仍有剩余時差。由于它們的相位不相同，故疊加后干擾信號的幅度必然削弱。水平疊加原理示意圖

可見水平疊加是突出有效波、壓制干擾波的有效手段。當反射界面傾斜時，由于實際上并不存在共反射點，這時必須引入一種“偏移疊加”技術，才能使各種波歸到地下正確的位置上。三、時間剖面

實測地震資料經各種處理后，同相軸變換成地下界面的形狀。由于同相軸代表的界面到地表的距離不是深度，而是時間，故這種剖面稱為時間剖面

時間剖面有不同的顯示方式，常用的是波形變面積時間剖面。變面積就是在地震波形極大值附近，按一定的閥值截取出的面積所形成的小梯形黑塊。小梯形面積的大小和形狀反映了地震波能量的強弱。根據該剖面上的波形還可以了解波的振幅和頻率等。

通過對時間剖面中各反射同相軸的對比追蹤，可識別出斷層、隆起、不整合、尖滅、超覆等地質現(xiàn)象。

波形變面積時間剖面(a)變面積的說明(b)波形變面積時間剖面四、時間剖面的對比

時間剖面的對比工作是整個解釋工作中最基礎的環(huán)節(jié)，直接影響到地質解釋工作和構造圖的可靠性。

在時間剖面上反射層位表現(xiàn)為同向軸的形式。在地震記錄上波動的相同相位的連線叫做同向軸。所以在時間剖面上反射波的追蹤實際上就變?yōu)橥蜉S的對比。

來自同一反射界面的反射波，直接受該界面的埋藏深度、巖性、產狀以及覆蓋層等因素影響。如上述因素在一定范圍內變化不大，具有相對的穩(wěn)定性，這就會使同一反射波在相鄰接受點上反映出相似的特點。屬于同一反射界面的的反射波其同向軸有如下特征：1）振幅顯著增強：在時間剖面上，有較大的梯形面積。2）波形相似：在時間剖面上，是梯形“黑疙瘩”的形狀，面積大小，數目及其時間間隔相等或相似。3）同相性：

由于同一反射波到達相鄰檢波器的路程是相近的，因而同一反射波相同相位在相鄰地震道上的記錄時間是相近的。同相軸應是一條園滑的曲線，同一反射波的不同相位同相軸應彼此平行，這稱為同相軸平行，或稱為同相性。在時間剖面上，同相軸近似為一條直線，并有一定的長度。同相軸在時間剖面上還具有漸變的特點，它在時間上、能量上和波形上都是連續(xù)、平滑和漸變的。因為地震波在介質中傳播也是漸變的，則波場是連續(xù)和漸變的。時間剖面上的同相軸面波５０Hz干擾隨機相干干擾各種噪音壓制后五、數字濾波

地震記錄中包含有效波和干擾波，在反射波法地震勘探中，主要研究對象就是來自地下反射界面的一次反射波。為了壓制干擾波、獲得高信噪比的地震記錄，最常用的手段就是數字濾波。1、數字濾波的概念

所謂濾波，就是對信號（或波形）進行加工、改造的過程。而數字濾波，就是利用數學手段或數學方法對信號進行改造的過程。地震勘探中的濾波，其實是對地震記錄進行分解的一種手段，其目的是通過分解最終達到壓制干擾波、突出有效波，提高資料的信噪比。2、地震記錄的時域表示與頻域表示

地震道記錄的是某點的地面振動情況，它是