整理工程物探

1、工程物探?课程地震局部实验报告系别：土木工程学院专业：勘查技术与工程姓名：学号：折射波法实验内容一、实验仪器检波器、大线、铁锤、炮线、地震仪主机二、现场仪器布置1. 振源和一组检波器布置在一条直线上(纵测线),排列相对较长；2. 采用相遇法观测系统接收；3. 检波器用大线与仪器相接,检波器个数与通道数和大线类型有关.4. 振源激振时通过触发开关限制检测仪开始记录.三、实验参数设置记录号：工区名称+序号记录道数：24每道采样数：1024采样间隔：0.5ms偏移距：5m四、实验数据的整理与编写实验报告1 实验数据整理步骤(1) 从仪器中把采集的地震记录数据导出,显示、选择质量好的可用于解释的 资料

2、,并打印.(2) 在地震记录上解释直达波和折射波,人工读或利用地震波显示软件拾取直 达波和折射波的距离和初至时间.(3) 绘制相遇法时距曲线观测系统图.(4) 利用t0解释法获得地质剖面图.2. 折射波法根本原理以水平界面的两层介质进行简要的说明, 假设地下深度为h,有一个水平的 速度分界面 R,上、下两层的速度分别为 V1和V2,且V2>V1.如图4所示.从激发点 0至地面某一接收点 D的距离为X,折射波旅 行的路程为 OK、KE、ED之和,那么它的旅行时t为：图4水平两层介處折射波吋曲曲线(11)为了简便起见,先作如下证实：从0,D两点分别作界面 R的垂线,那么0A DG = h,再

3、自A、G分别作 OK,ED的垂线,几何上不难证实/ BAK =/EGF= i,因,所以:BKEF1 2和1 3BK 或EF路程与以速度 V2旅行AK 或EF EG上式说明,波以速度V1旅行EC路程所需的时间是相等的.将式1 3的关系和式1 1作等效置换, 并经变换后可得：(1 4)这就是水平两层介质的折射波时距曲线方程.它表示时距曲线是一条直线, 假设令x= 0,那么可得时距曲线的截距时间t0 时距曲线延长与t轴相交处的时间 值(1 5)2、折射波分层解释的t0法折射波t0解释法是常用的地震折射波解释方法,它是针相遇时距曲线观测系统采集开展起来的解释方法.to法解释的主要原理与方法如下：to法

4、又称为to差数时距曲线法,是解释折射波相遇时距曲线最常用的方法 之.当折射界面的曲率半径比其埋深大得很多的情况下,to法通常能取得很好的 效果,且具有简便快速的优点.如图6所示,设有折射波相遇的时距曲线 S1和S2,两者的激发点分别是 01 和02,假设在剖面上任意取一点D,那么在两条时距曲线中可以分别得到其对应的走时t1和t2,从图中可以得到：人AfTD *2 M迢£门1 6且在01和02点,时距曲线S1和S2的走时是相等的,称之为互换时, 用T表示,那么有：17当界面的曲率半径远大于其埋深时,图中的厶 BDC可以近似地看作为等腰 三角形,假设自D点作BC的垂直平分线DM DM即为

5、该点的界面深度 h 于是有：如=G = Mv 5 和 g =商aw = 2/, x 如/%18将公式1 6中的t1和t2相加, 并且减去1 7式,再将1 8 式代入后可以得到：+>, -T = 2fixc0s?/r,1 9式1 9便是任意点D的tO值公式,由此可得 D点的折射界面法线深 度h为：(1-10)i 二亿 +/2 -l)x r, /2xcosi令和広诃/2心"那么式I_l0可以写为;(111 1因此只要从相遇时距曲线中分别求出各个观测点的 to值和K值,就可以 得出各个点的界面深度 h.从上述的公式可以看出,只要从时距曲线上读取 t1, t2和互换时T,就可以算出各个

6、点的to值,并可以在图上绘制相应的tox 曲线图6b 中所示.关于K值的求取：根据斯奈尔定律可将 K值表达式写成：(1 12)由公式1 12可以看出,只要求得波速 V1和V2那么很容易得出K值 其中V1通常可以根据表层的直达波速度来确定,因此关键就是 V2值的求取, 为此引出参数时距曲线方程：令+ r1 13对式1 13两边对x求导,可得:沖X_也由2dx dx(114)叫 ft 2式中 分别为上倾方向时距曲线 S1和下倾方向时距曲线S2的斜率即视速度V*的倒数.根据公式：Axsini-+2x/j2 x cost_ xxsiti/ + +2x九 xcosj由于是同样0102内观测段,设上倾方向

7、x为正,下倾方向x为负,贝jrxsin/- + 2x A, xcos/_ x x sin? + 伊一 2 x 九 x cdsiin =z fnsr/5iz它们分别对x求导有如下形式:(1 15)将1 15代入1 14式中,经一些变换后可得:2 x cos 即 dx r (1 16)于是可以求得波速V2为:(1 17)当折射界面倾角小于15o时,可以近似的写成V “乂42 皿1 18因此只要根据1 13式在相遇时距曲线图上构置B x曲线,并求取其斜率的倒数',那么可以根据1 13式得出波速 V2,进而代入1 12式中求 得K值.知道了 K值和各个观测点的tO值后,可以根据1 11式计算出

8、各个点 的界面深度h.然后,以各观测点为圆心,以其对应的 h为半径画弧,可以得 出一系列的圆弧,作这些圆弧的包络线即为折射界面的位置.五、绘制相遇法时距曲线观测系统图is n遇i'Hi血找规刖柬址仆让茂2.地震记录上直达波和折射波的分析有所得到的图像可以看出观测系统中每个检波器的间距为2m,折射波的盲区为14m,直达波的起跳点是一条过坐标的直线,折射波的起跳点是一条不过原点的直线.在 14-52m时直达波比折射波快,大于 52m后折射波比直达波快.2、3、绘制相遇法时距曲线观测系统和tO解释法的地质剖面图根据直达波的传播可以求出0.708m/ms94137t1t2Tt0v2园Kh50.

9、72131299.782478102.548.0037952.37215698.950104102.548.822261.6108130662.0420.3774111618.4260657853.36144997.786486102.548.6479351.8579495392.0420.3774111618.3602735855.839597.11997102.550.459471.2720352282.0420.3774111619.0439671156.49759495.293392102.549.2909861.6098704382.0420.3774111618.602968257

10、.81766693.964145102.549.2818111.5098219582.0420.3774111618.5995054660.29581992.800298102.550.5961171.0982976392.0420.3774111619.0955392161.28490291.968261102.550.7531632.1964505362.0420.3774111619.1548101263.10129439.47852102.550.0798140.9289076772.0420.3774111618.900680765.08313388.812004102.551.39

11、51371.5103715332.0420.3774111619.3970982766.07221 87.979961102.551.5521712.1964505362.0420.3774111619.4563646667.22684185.656064102.550.3829051.1499116872.0420.3774111619.0150706268.71235284.658075102.550.8704271.6106301592.0420.3774111619.1990668670.19764883.825924102.551.5235721.7260373162.0420.37

12、74111619.4455710870.35953 82.827928102.550.6874583.4486385642.0420.3774111619.1300123271.90788 80.669774102.550.0776541.0791840512.0420.3774111618.8998654972.73151680.168995102.550.4005113.0202121722.0420.3774111619.0217153273.55515979.502581102.550.557742.6844610642.0420.3774111619.081055374.544458

13、78.176936102.550.2213941.7279035692.0420.3774111618.9541145775.53746778.01137102.551.0488373.4525171012.0420.3774111619.2664007976.36553 76.852406102.550.7179362.0130576992.0420.3774111619.1415150677.69042775.693443102.550.883871.6103967212.0420.3774111619.204140478.18726175.693443102.551.3807048.05

14、09787982.0420.3774111619.391651179.34654774.865616102.551.7121632.0129705762.0420.3774111619.5167474281.16827874.037783102.552.7060611.5096823482.0420.3774111619.8918556282.49317572.878819102.552.8719941.6103960732.0420.3774111619.9544805984.31491272.050992102.553.8659041.5096823482.0420.3774111620.3295933186.00885370.892028102.554.4008811.4020796352.0420.3774111620.531499687.49936169.89863102.554.8979911.6103668982.0420.3774111620.7191144788.32742467.882104102.553.7095281.4061785382.0420.