工程物探.docx

工程物探1物探方法与地质方法的不同点2物探工作的应用前提3工程物探的特点4 折射波与反射波5弹性介质中的地震波类型 分类6弹性波的描述7地震勘探中几个术语（补线）8有效波与干扰波9反射波法测线设计10折射波法测线设计11潜射波12隐伏层对折射波时距曲线的影响13总结折射波法特点14反射波法能够精确地确定深部界面，早已成为石油勘探的重要手段它有下列特点15总结水平界面反射波时距曲线的特点16据曲率来进行波的分类17隐伏层对折射波时距曲线的影响18折射波法测线设计19反射波法测线设计20资料采集注意事项:21瑞雷波与瑞雷波勘探22瑞雷波勘探的基本原理2.1稳态澈振法2.2 瞬态激振法23 影响岩、矿石电阻率的因素24电测剖面法25电测深法26高密度电法的特点27TEM法特点:28瞬变电磁法的工作方法29野外观测方式 充电法野外 工作一般采用两种别量方法30探地雷达的技术特性1物探方法与地质方法的不同点理论基础不同地质方法:岩石学，构造地质学，矿藏学等等理论为基础场探方法: 各种地球物理场的理论为基础工作方法不同地质方法: 对岩矿石露头或岩芯直接进行观测一直接方法 物探方法：用仪器对地质体引起的异常进行观测间接方法2物探工作的应用前提 物探技术是一种成效显著的无损探测手段，在地质工作中占有重要地位。但是，物探的应用总要受到一定的地质及地球物理条件限制: 1)探测对象与周围岩石间必须具有明显的，可以探测到的物理性质上的差异，物质分布不均匀; 2) 探测对象要有一定的规模，且理藏不太深，足以产生仅器可以发现和圈定的地球物理异常; 3) 各种干扰因素产生的干扰场相对于异常足够微弱，或具有不同的特征，以便能够予以分辩或消除。3工程物探的特点1)大部分的对象是浅，小的物体，探测深度从几十厘米到几十米，要求探测的分率高定量解释精度高；2)不仅要求探测清楚探查对象的分布规律，还要求查明单个对象(如溶洞) 的空间位置;3)与工程及环境地质工作结合紧密，探查资料主要用于设计或施工，能够及时得到验证和反馈，对工作结论要求高:4)、要求探测方法具有抗干扰性和灵活性。因为要解决的工程或环境问题较多的集中在工业中心和大城市，作业时往往受到人为噪声的干扰。因此，需要采取相应的有效措施压制各种干扰。另外，野外施工作业空间通常较小;5)要求进行连续眼踪观测，进行动态测量，6)探测对象复杂。浅小的物体规律复杂，近地表的地质条件和物性也不均勾，给资料的定性定量解释带来许多困难;4 折射波与反射波1）浅层折射波法是一种使用相对较早且较成熟的方法: 可用来探测覆盖层厚度、基岩面起伏、断层及古河道: 弱点: 分辨率较低、测线较长; 2）浅层反射波法是近十多年来随着电子技术的发展及微机数字处理系统的开发和普及才得以迅速发展。浅层反射波法具有相对较高的分辨率，可以采用较小的炮检距进行观测，因而可以采用较短的勘探测线:对资料的数字处理技术要求较高。5弹性介质中的地震波类型 分类地震波可分为体波和面波两大类。体波在介质的整个体积内传播，面波则沿介质的自由表面或两种不同介质的分界面传播。体波根据其传播特征的不同，又可分为纵波和横波。面波根据其不同性质，又可分为瑞利波和勒夫波。6弹性波的描述旅动图 振动图振动图-描述某一质点在不同时离开平衡位置的位移。波动图-描述某一时刻在不同空间上的多个质点离开平衡位置的位移。7地震勘探中几个术语（补线）1）纵测线、非纵测线炮点和各检波点在一条直测线上，称之为纵测线: 反之则称为非纵测线。2）图炮检距，偏移距，道间距，步距3）道，道集 ：每个检波器所记录的振动图，称为地震道。多个地震道按炮检距顺序排列构成道集。4）同相轴；道集中相似振动峰值的规则排列，称之同相轴。5）时距曲线(时距方程) 在直角坐标系中同相轴所表现的地震波的旅行时间t与炮检距x间的函数关系，称作时距方程，或时距曲线。8有效波与干扰波在数据采集中，埋置于地面的检波器可接收来自于地下多种波的扰动，其中只有可用于解决所提出的地质任务的波才称为有效波。所有妨碍有效波识别和追踪的其它波称为干扰波。9反射波法测线设计 1).最好为直线:2).主测线应与岩层或构造走向相垂直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。10折射波法测线设计1).相遇观测法:双边(排列两端撒发)的观测方法。2).相邻两道检波器间的距离叫道间距，一般为目的层深度的10。很深时不按此比例。工程地震中，常采用5-10m的道间距。3)最大地怡市成进为目的联观要的心管以上，为连续活院所的票的1按6-12个检波点设置一个震调点行设计。4).测线很长时，单元测线的衔接处重复最大接收距离的14113;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; 6).滑坡和边境地质调在通市以主活动方向为中心，布置网格状测线，使测线方向与地层走向一致。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。11潜射波 地震波在变速层中的传播和在常数层中的传播有不同的特点，把变速层中的折射波称为潜射波。12隐伏层对折射波时距曲线的影响 隐伏层：是指初至折射波法不能探测到的地层，根据其产生的原因的不同可分为两类:一类是层状介质中的低速夹层，由于折射波形成的条件必须是下部介质的波速大于上预介质的波速，因此在低速夹层的上界面不可 曲广生新射波而成为隐伏层。13总结折射波法特点炮检距的关系一时距曲线的分析就可 以了解地震波沿界面滑行的特点，从而了解地层的地质情况。1.折射波法可以解决各种倾角、甚至直立岩层的地质勘探问题，以及发现某些四陷、古河道、小断层等浅部构造。2。根据折射技时原曲线可以求得开面建座。而界面建度往往在一定程度上反应岩土的性质(致密程度、含水情况、力学特性等等) ，有时也近似地把界面速度看作地层速度。3.折射波法不一定要求界面十分平整，折射波时距曲线的形状经常能直观地反映界面起伏形状。4，防放较表层的各种干技波先禁比控化地点，可利用初至接收从地展记录上场地追踪折射波。5.产生地震折射波的条件是地层波速必需逐层往下增加、如果一套地层中存在某层高速层，它的速度比在它以下的地层速度高，并且又具有相当的厚度(h12A)就会产生屏蔽现象，使得很难研究高速层以下的地层。6.折射波往往不能发现地层中的教弱夹层而且由于软弱夹层的存在会导致对以下界面的埋藏深度估计得不正确。因此，必须经常仔细判别时距曲线的异常现象(如所谓飞线现象、反常斜率变化、突然出现的记录缺失地段等等)，以便发现软弱夹层。7.折射波有盲区，育区以内不存在折射波，水平二层介质的折射区范围由下式表示: X=2htgi此外，在折射波时距曲线上二条不同斜率直线相交的地方，表示出临界距离:在此临界距离之外，折射波首先到达地厚度市区和临外形高部服族中先制达厚度和上下层介值的波速。XC永远大于x通常为了可靠地追踪折射波，总是使测长度大大超过临界距离，以便接收到目的层的折射首波，经验表明，这时测线的长度至少为目的层埋藏深度的五到六倍。8.厚度太小时将接收不到薄层的折射波14反射波法能够精确地确定深部界面，早已成为石油勘探的重要手段它有下列特点：1.反射波法没有盲区所以可以在很靠近激发点的位置激发。2.反射波法不象折射波法对波速有严格的要求，一般说来，凡是波阳抗发生突变的地方，都能产生反射波，因此，只要它们有足够的厚度，就能够发现软弱夹层。3.反射波各层次可以在同一地段上沿时间轴依次出现，同样勘探到一定的深度，反射波法可以用比折射波法短得多的测线。Xmax=(0.7-1.5)h,h是最深目的层深度4品一股分析手段，从反新技法展有技制件细的地层速度资料而只能求得反射层位以上比较笼统的所调有效速度。有效制设以也近似看作平均速度。5.反射波法要求界面比较”光滑”，否则会发生散射现象，使记录不易辨认。6.在震源附近，浅层反射波几乎和面波、声波等干扰波同时到达地面。这些波形成强烈的千扰，使追索反射波十分困难。因此，克和通开千扰仍族是当前浅层反射被法一大课题。15总结水平界面反射波时距曲线的特点(1)直达波的时距曲线为反射波时距曲线的渐近线:(2) 若界面R同时是折射界面，在临界点附近，反射波受到折射波的千扰:(3) V*的变化原因，在于反射波到达各夏测点的入射角不同:(4) 反射界面越深，视速度越大，时距曲线越平缓。16据曲率来进行波的分类。三种波17隐伏层对折射波时距曲线的影响隐伏层：是指初至折射波法不能探测到的地层，根据其产生的原因的不同可分为两类:一类是层状介质中的低速夹层由于折射波形成的条件必须是下部介质的波速大于上覆介质的波速，因此在低速夹层的上界面不可能产生折射波而成为隐伏层。18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叫道间距，一般为目的层深度的1/10。很深时不按此比例。工程地震中，常采用5-10m的道间距。19反射波法测线设计1最好为直线;2.主测线应与岩层或构造走向相垂直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。20资料采集注意事项: 资料采集主要任务是获取第一手实际观测资料，为地震数据处理和解释提供物质基础。其采集资料的好坏将直接影响到资料处理的质量和解释的精度，关系到地质成果的优劣，因此，它是地震勘探中重要的环节之一。它分为现场踏勤、施工、接收以及现场整理解释或现场实时 监控 处理等多种密切配合进行。采的关键是仪器设备和野外工作方法。21瑞雷波与瑞雷波勘探(7) 地类型划分:通过面积性的雷波勘探，再结合微动观测，可以更加可靠的划分场地类型。或更大范围的地震区划，(8)其他方面的应用:滑坡调查、堤坝危险性预测、基岩的完整性评价和桩基入土深度探测等。和已有的浅层折射流法和反射波法相比，璃雷波的独神之处是它不受地层速度差异的影响，折射波法和反射流法对于波阻抗差异较小的地质体界面反映较弱，不易分钟，尤其是折射波法要求下伏层速度大于上覆层速度，否则为其勘探中的盲层，瑞雷波法则不存在这类问题。但瑞雷波法的勘探深度受方法本身的限制，明显不如前两者，而纵横向分辨率又高于前两者。22瑞雷波勘探的基本原理2.1稳态澈振法稳态法的主要优点是可以降至2- 3HZ的较低频率，从而达到较大的勘探深度; 并且可以从各频点资料的过程中，总结出一套地层地质解释的组驗;缺点是仪器大，施工慢，效率低。2.2 瞬态激振法 针对稳志 法施工 效率低的缺点，醉态激振法用 。 去方式取代了澈振器，一次击发出各种频率成分，同时检波器也接收到富含各种频率成分的信号。剩下的工作，即稳态法中靠仪器硬件逐个频点的变更及相应的运算工作，在瞬态法中，主要靠软件来完成。瞬态法的优点是仪器轻便，施工快速，且能解决仪，器的防爆问题，资料也利于进行一步的各种处理。前主要问题的如何激发出频率校低的信号，进一步增大它的勘探深度。23 影响岩、矿石电阻率的因素在金属矿产普查和街来中，岩、矿石中良导电矿物的合量及结构是主要影响因素。在水文、工程地质调查和沉积区构造普查，勘探中，岩石的孔隙度，含水饱和度及矿化度等成了决定性因素。在地热研究，地震地质及深部地质构造研究中，温度及地应力变化却成了应考虑的主要因素。24电测剖面法方法特点: 研究地电断面横向变化的一类方法一采用固定的电极距，沿剖面移动电极装置，观测一定深度范围内视电阻率沿剖面的变化。解决主要地质问题: 探测产状陡立的高、低阻体，如划分不同岩性接触带、追索断层及构造破碎带。 中间梯度法。装置的特点：供电电极AB=4-10h的距离取得很大，且固定不栋。测量电极MN在其中间三分之一地段逐点测量。记录点取在MN1/20-1/50AB中点。观测线除了沿AB沿线观测外，还可以在AB沿线的外侧观测。因此其生产效率较高。目前我国大部分直流激电流工作都采用中梯排列，在获得激电参数的同时，也得到了视电阻率的参数资料。利用视电阻率的资料有利于对激电资料的综合解释。联合剖面法（补图）25电测深法1）引起p S曲线变化主要因素: 是各电性层的厚度，电阻率的大小，层数的多少以及电极距的长短，2）电测深法最合适的探测对象: 水平或当平缓(倾角不超过20度)的岩层。在这种条件下，可以定量地求出各电性层的厚度和电阻率。26高密度电法的特点1）电极布设一次完成，减少故障与干扰2）多种电极排列方式扫描测量，地电信息丰富3）数据采集和记录实现了自动化4）解释方便且勘探能力高5）工作效率高、成本低27TEM法特点:1）断电后现测为纯二次场，消除了频率域的装置耦合噪声，受地形起伏影响小。2）可采用不接地回线装置，适宜于在各种地理环境下工作，在沙漠，冻土带更显其独到特性:3）可以采用同点装置（如重叠回线，中心回线等）进行观测，达到与探测目标的最佳耦合，取得的异常强，形态简单，分层能力强。4）单脉冲激发就可以得到多信息的整条瞬变场衰变曲线，且对线圈点位，方位或者接受距要求相对不严格，测地工作相对简单，工效高。5）可以通过多次脉冲激发，进行多次叠加激发，进行多次叠加观察，并采用空间多次覆盖技术，提高信噪比和观测精度。6）可以选择不同的时间窗口进行观测，有效地压制地质噪声，获得不同深度的探测的信息。7）利用该方法的测量系统，可实施地面、空中、地下，水上、井中或坑道电磁法探测；8）不受高阻层的屏蔽影响。能穿适高透层，对低阻层灵敏、分州能力强，在低阻围岩区，由于是多道观测，早期道的地形影响较易分辨9）剖面测量与测