物探TSP判译准则

1、 西南交大地质工程系 王 磊 2012年12月TSP判译准则 一、反射波振幅越高，反射系数和波阻抗的差别越大，说明围岩在此处的变化越大。 譬如在完整岩体与破碎岩体、硬质岩石与土状岩体、干燥围岩与饱水围岩等的交界处，围岩变化都较大，反映在此处的反射波振幅也就越高；因此，可作为岩性变化的界线依据。如表1-1是一些常见岩石材料的波阻抗。 材料名称密度纵波波速 波阻抗 钢7.851304000铜8.48.936703170花岗岩2.63.0400068008001900玄武岩2.72.864500700014002000辉绿岩2.853.054700750018002300辉长岩2.93.156006

2、30016001950石灰岩2.32.8320055007001900白云岩2.32.85200670012001900砂岩2.12.9300046006001300板岩2.32.7250060005751620石英岩2.652.950006500110019003g cm表1-1 一些常见岩石材料的波阻抗 m s2kg cms 二、正反射振幅（红色）表明正的反射系数，也就是刚性岩层；负反射振幅（蓝色）指向软弱岩层。 正反射振幅（红色）表明正的反射系数，也就是刚性岩层，在碳酸盐地区岩溶探测过程中可视为灰岩、白云岩等；负反射振幅（蓝色）指向软弱岩层。在碳酸盐地区岩溶探测过程中可视为透水性差的隔水

3、层，如泥岩、页岩、泥灰岩、泥质粉砂岩等，明确地层的分布状况，对建立合理的地质模型有重要的指导意义。 图1为TSP探测结果二维图的一部分，+771处有一条蓝色反射界面（负反射振幅），判定此处有一软弱夹层；在其前后有多条红色反射界面（正反射振幅），判定岩质较硬。实际开挖情况：探测段岩性为灰岩和灰质白云岩，其中在+769+754（对应+771蓝色反射界面）段为页岩，岩体相对较软弱。+771蓝色反射界面图1 TSP探测结果二维图 需要注意的是，有时正（负）反射振幅仅能代表反射界面这一点的地质情况，并不能代表此反射界面到下一反射界面的地质情况：图2在+080、+074处各有一条蓝色反射界面，而+080+

4、056段Vp反而上升（图中红色阴影代表Vp上升，蓝色阴影代表Vp下降），岩体为灰岩；在+056处有一红色反射界面，而+056+020段Vp反而下降，岩体页岩。这是由于仪器本身的分辨率决定的，当一个地质体很薄，小于仪器的分辨率时，就只能探测到该地质体的前界面，而无法探测到后界面。在这种情况下红色反射界面往往代表的是一刚性岩性如灰岩等，而蓝色反射界面代表的是一软弱夹层如页岩、溶槽、溶缝等。图2 反射截面不真实三、 若横波S反射比纵波P强，则表明岩层饱含地下水，比较任何反射振幅必须小心，因为反射振幅易受随机噪音和数据处理的影响。 图3三角反射界面（ ）代表P波反射，方块（ ）、圆盘（ ）反射界面代表

5、SV、SH波反射，在+165+130段显示的均为S波反射，P波反射在反射层筛选一步中被筛选掉，说明S波反射比P波强，判定此段地下水发育，在碳酸盐地区可视为溶隙和溶槽发育区。实际开挖过程中，+165+130段溶隙和溶槽水发育，总出水量约20m/h。图3 三角反射界面四、Vp/Vs有较大的增加或泊松比突然增大，常常是因有流体的存在而引起的，在碳酸盐地区可视为大型溶槽或溶腔的发育位置，通常情况下，泊松比 和Vp/Vs的变化趋势是一致的。 Vp/Vs较大的增加或泊松比突然增大，常常是因流体的存在而引起的。由于Vs在流体中不传播，所以当Vs下降时，通常是由于地下水存在的原因，与之相对应，Vp/Vs和泊松

6、比增大。图4中+148+140段（黄色阴影部分）Vp/Vs值和泊松比均有较大的增加，且泊松比值达到0.36，实际开挖至此段时，溶槽地下水发育，普遍呈淋雨状出水。图4 Vp/Vs和泊松比的变化趋势五、若Vp下降，则表明裂隙密度或孔隙度增加 Vp与岩体完整程度的关系 岩体裂隙密度增加，也就代表岩体破碎，Vp就相应下降，在碳酸盐地区可视为溶隙发育或是蜂窝状溶蚀作用发育；相反裂隙密度减小，岩体完整时，Vp就上升。如图5所示：在+253+214段，有多组反射界面存在，蜂窝状溶蚀作用强烈，溶隙发育，岩体破碎，Vp下降；在+214+185段有极少反射界面存在，岩体完整，溶蚀作用较弱，Vp上升。由此可以得知：岩体越完整，Vp越高。图5 Vp与岩体完整程度的关系 Vp与孔隙度的关系 在同等条件下，当孔隙度增加时，岩体密度下降；当孔隙度降低时，岩体密度上升。从下图（ Vp与孔隙度关系图）阴影部分可以很清晰地看到：探测段岩性没有任何的变化，当岩体密度上升时（孔隙度降低），Vp随之上升；当岩体密度下降时（孔隙度增加），Vp随之下降。由此可以得知：相同岩石孔隙度越低，密度越高，Vp也越高；孔隙度越高，密度越低， Vp也越低。六、杨氏模量下降，表明岩体变软弱 右图（杨氏模量与岩