1第一章地震勘探.

1、地震勘探方法原理及分类2、地震波的类型、传播规律及形成折射波的条件3、地震波时距曲线及不同波时距曲线特征和公式推导4、折射波勘探的观测系统5、折射波法解释中时间场法(t0法)的方法6、反射波法观测系统的特征7、地震勘探分辨率影响因素及提高分辨率的举措8、反射波地震勘探资料的常用处理方法9、静校正处理方法及主要内容10、动校正及用途11、叠加处理及用途第1章地震勘探1、地微动概念及其特点2、地微动振源、分类及应用3、周期频度法的分析处理方法第2章地微动技术1、面波勘探概念及原理2、面波勘探的特点及应用第3章面波勘探1、探地雷达的概念及组成2、探地雷达测量的设计内容第4章探地雷达1、低应变检测原理2、应力波在桩身中的反射和透射规律3、引起反射波的常见因素并能根据检测波形能进行判别4、低应变检测现场测试技术第5章低应变基桩完整性检测1、高应变法概念2、高应变法适用范围3、曲线拟合法的思想4、高应变曲线类型和完整性分析第6章高应变基桩承载力检测1、超声波概念、基本参量与分类2、介质的声参量第7章超声波探测一、地震勘探概念第1章地震勘探第1节地震勘探概述地震勘探：通过观测和研究地震波在地下的传播特性,即在不同界面上将发生反射、折射、绕射、散射等现象，以查明地层、地质构造形态的一种地球物理方法。据波的类型分：纵波、横波、面波勘探；据波传播特点分：反射、折射、透射波法，反射波法应用最广，折射波法次之，透射波法只作为辅助手段；据目的层深度分：浅层100m，中层(100～1000m)，深层1000m；据勘探目的任务：工程(浅层)，煤田，油气；据工作环境：陆上和海（湖）上勘探；二、地震勘探方法分类地震勘探在众多物探中发展最快，应用最广，甚至成了物探代名词，95%油田是地震勘探方法发现的。其中浅层地震勘探广泛应用于水、工、环地质调查，岩土力学参数原位测试，人文调查，工业找矿。三、地震勘探工程应用第2节地震勘探基本理论地震波有两种类型：体波和面波体波：在弹性介质内部向四周传播的波。面波：在两种介质的界面传播。体波分为两种类型：纵波和横波面波分为两种类型：瑞利波和勒夫波(蛇行运动)一、地震波的类型纵波：质点振动方向与波传播方向相同；横波：质点振动方向与波传播方向垂直;瑞利波：沿自由表面(介质与大气层的界面)传播的波；勒夫波：在低速岩层覆盖于高速岩层的情况下，沿两岩层界面传播的波。二、地震波的反射、透射和折射当上、下岩层的波阻抗(即密度与速度的乘积)时，入射波传播到两种岩层的界面上，就会使其中一部分能量返回原来的介质，形成反射波，且入射角与反射角相等。这种具有波阻抗差异的界面称为反射界面。入射波到达界面时，还将使一部分能量透过界面，在下层介质中传播，形成透射波。令入射角为α，透射角为β，则它们之间的关系应满足斯奈尔（Snell）定律：当V2V1时，βα。随着入射角α的增大，透射角β将更快地增大。当α增至某一临界角i时，β=90。透射波在下层介质中以速度V2沿界面滑行，这种沿界面滑行的透射波又称为滑行波。临界角i应满足下列关系：由于界面两侧的质点存在着弹性联系，因此在临界点以后，由于滑行波经过所引起的界面以下质点的振动必然会引起上层各质点的振动，于是在上层介质中就会形成一种新波，称为折射波或首波。形成折射波的条件：界面下介质的波速应大于上覆介质的波速。在多层介质中，要使任一地层顶面形成折射波，必须该层波速大于上覆所有各层的波速。如果上覆地层中某一层波速大于下伏所有各层的波速，则在这些下伏层顶面都不能形成折射波。可见，形成折射的条件较苛刻。在同一层剖面中，折射界面的数目总是少于反射界面。因而用折射波法划分地质剖面的能力要比反射波法差。三、有效波和干扰波有效波：用于解决所提出地质问题的波。干扰波：妨碍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，折射波又是干扰波了。无论哪种地震勘探方法，爆炸引起的声波，风吹草动、机械、车辆等形成的微震都属于干扰波。多次反射波的存在，降低了对一次波的分辨能力。因此，分辨和压制多次波是地震资料处理和解释中的重大课题。四、地震波时距曲线图中各道记录振幅开始增大(或振幅最大)的点，将这些点连接起来，就构成了该种波的同相轴。这些同相轴反映了炮点至检波点的距离x与波到达各检波点的旅行时t之间的函数关系。在x-t平面内，此函数关系称为时(间)距(离)曲线。1、直达波时距曲线假设地下充满均匀介质,波在其中传播的速度为V。以震源O作为坐标原点，则在炮检距为x的点上直达波的旅行时可表示为上式就是直达波的时距方程。2、反射波时距曲线反射波时距曲线是一条位于上部的双曲线，且以纵轴为对称轴。3、折射波时距曲线取震源O为坐标原点，假设地面和折射界面都是水平的，震源至界面的法线深度为h，上层介质的波速为V1，下层介质的波速为V2，且V1V2。当在盲区以外炮检距为x的任意点S观测时，水平界面的折射波时距曲线是以M和M′为始点，以纵轴为对称的两条直线段。iVhVihxtcos2tan212iVhVihxtcos2tan212第3节折射波法在工程地震勘探中，地震折射波法是一种简便经济的勘探方法，它可为工程地质提供浅层地层起伏变化和速度横向变化资料以及潜水面的变化资料等，还可为反射波法勘探提供用于静校正的表层速度和低速带起伏变化资料。iVhVihxtcos2tan212根据炮点和检波点的相对位置关系，可将地震勘探测线分为纵测线和非纵测线两类。纵测线：炮点与检波点在一条直线上;非纵测线：炮点与检波点不在一条直线上。一.折射波观测系统不完整对比观测系统（追逐时距曲线观测系统）完整对比观测系统（相遇时距曲线观测系统）:可弥补单一时距曲线的不足，可以从不同方向反映界面变化。有时工作条件或地质条件复杂，用一般时距曲线得不到目的层折射波的相遇段，这时可在两端增加激发点并扩大观测段，采用多重时距曲线观测系统。二.时距曲线的解释(t0法)iVhVihxtcos2tan2122122210212122022VVVVthVVVVht可见，可利用直达波时距曲线求出V1，利用折射波时距曲线求出V2和截距时间t0，即可按上述公式求出震源点下界面的埋藏深度。22211212212cos2tan2VVVhVxiVhVihVxt第4节反射波法1、反射波法观测系统多次覆盖观测系统：把不同激发点，不同接收点上接收来的来自同一反射点的地震记录进行迭加。优点：可以压制多次波和各种随机干扰波，大大提高信噪比（有效波与干扰波能量之比）和地震剖面质量，可以提取速度等重要参数。单次覆盖与多次覆盖比较具体做法：选定偏移距和检波距后，每激发一次，激发点和整个排列同时向前移动一个距离，直至测完全部剖面。常用综合平面法来表示。单边放炮以24道接收，6次覆盖观测系统为例：在观测系统中，炮点移动距离（或移动道数）可根据ｎ、Ｎ、S求得:2、四种道集记录（1）共炮点记录从炮点出发的45度斜线代表一个排列，在此线上所有的接收点有共同的炮点，属于同一炮点的各道记录称为共炮点记录。（2）共接收点记录从接收点出发的－450斜线代表地面同一接收点位置，此线上不同炮点的所有道都是同一地面点接收，由此组成的记录称为共接收点记录。（3）共炮检距记录与炮点线平行的水平线表示等炮检距情况，各接收点的炮检距都相等，由此形成的记录称为共炮检距记录。（4）共中心点记录垂直于共炮检距线的垂线表示共中心点的位置，此线上各点接收到来自地下同一反射点的反射，由此组成的记录称为共反射点记录。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、低频成分的地震波。地震波频率低，分辨能力就低，所以地震资料只能分出厚度为几十米到上百米的大套地层。随着勘探程度的提高，要求地震工作者不仅能搞清大套地层，而且还要准确地划分出十几米甚至几米厚的薄层，这就需要研究地震勘探的分辨能力，即分辨率问题。地震勘探分辨率提高分辨率要求减小采样周期和道间距•提高地震勘探分辨率的核心问题是提高高频成分的能量，它要求地震仪相应提高采样速率，即缩短采样周期T。•为了保证不产生空间假频，要求道间距小于或等于地震信号最小波长的1／4，即4、勘探深度速度是地震勘探的重要参数，为了求准深层速度，一般认为，最大炮检距应与界面深度相当。为了扩大勘探深度就应增加排列长度。勘探分辨率与勘探深度的提高都要求增加仪器的记录道数。最大炮检距与界面深度相当。为了扩大勘探深度就应增加排列长度，而提高分辨率又要求缩小道间距，因而就更需要增加道数。第5节地震资料的处理对野外取得的地震资料必须进行加工处理，以便消除或压制地震记录中的噪音，改善或加强地质信息，提高有效波的分辨率，为解释提供可靠的基础数据。反射波资料的处理方法有数值校正、数字滤波、速度分析，叠加处理等。一.数值校正1.动校正：介质均匀时，水平界面的反射波时距曲线为双曲线。将各道记录的反射波旅行时ti逐点地校正为各检波点至炮点O的中点处的回声时间t0，这时时距曲线就变成了一条水平直线。动校正值(称为正常时差)Δti＝ti－t0将各道记录的反射波旅行时ti逐点地校正为各检波点至炮点O的中点处的回声时间t0，这时时距曲线就变成了一条水平直线。动校正值(称为正常时差)Δti＝ti－t0通常将校正后时间轴翻转向下，此时t0同相轴就可以近似地反映界面形态。2.静校正：由于地形起伏、地下介质不均匀、地表低速带以及炮点深度的影响，会使反射波时距曲线产生畸变。这时即使动校正准确，时距曲线也仍存在畸变。也就是说，仅作动校正是不够的，还必须消除由于上述原因造成的反射时差Δt。计算静校正值时要任意选定一个基准面(一般选取地形起伏的中线)，并将所有炮点和检波点都校正到这个基准面上。静校正包括三项内容：经过静校正后，就把实际观测得到的不规则曲线变成规则的双曲线了。二、叠加处理将多次覆盖观测系统获得的来自同一反射点的地震记录道抽出，就可以绘成共反射点时距曲线。对这种双曲线形的时距曲线进行动校正，经校正后属于同一反射点的反射波振动相位完全相同，将它们叠加以后，反射信号幅度大大增强。而其它干扰波，如多次波、随机干扰等，仍有剩余时差。由于它们的相位不相同，故叠加后干扰信号的幅度必然削弱。水平叠加原理示意图可见水平叠加是突出有效波、压制干扰波的有效手段。当反射界面倾斜时，由于实际上并不存在共反射点，这时必须引入一种“偏移叠加”技术，才能使各种波归到地下正确的位置上。三、时间剖面实测地震资料经各种处理后，同相轴变换成地下界面的形状。由于同相轴代表的界面到地表的距离不是深度，而是时间，故这种剖面称为时间剖面时间剖面有不同的显示方式，常用的是波形变面积时间剖面。变面积就是在地震波形极大值附近，按一定的阀值截取出的面积所形成的小梯形黑块。小梯形面积的大小和形状反映了地震波能量的强弱。根据该剖面上的波形还可以了解波的振幅和频率等。通过对时间剖面中各反射同相轴的对比追踪，可识别出断层、隆起、不整合、尖灭、超覆等地质现象。波形变面积时间剖面(a)变面积的说明(b)波形变面积时间剖面四、时间剖面的对比时间剖面的对比工作是整个解释工作中最基础的环节，直接影响到地质解释工作和构造图的可靠性。在时间剖面上反射层位表现为同向轴的形式。在地震记录上波动的相同相位的连线叫做同向轴。所以在时间剖面上反射波的追踪实际上就变为同向轴的对比。来自同一反射界面的反射波，直接受该界面的埋藏深度、岩性、产状以及覆盖层等因素影响。如上述因素在一定范围内变化不大，具有相对的稳定性，这就会使同一反射波在相邻接受点上反映出相似的特点。属于同一反射界面的的反射波其同向轴有如下特征：1）振幅显著增强：在时间剖面上，有较大的梯形面积。2）波形相似：在时间剖面上，是梯形“黑疙瘩”的形状，面积大小，数目及其时间间隔相等或相似。3）同相性：由于同一反射波到达相邻检波器的路程是相近的，因而同一反射波相同相位在相邻地震道上的记录时间是相近的。同相轴应是一条园滑的曲线，同一反射波的不同相位同相轴应彼此平行，这称为同相轴平行，或称为同相性。在时间剖面上，同相轴近似为