地震勘探原理考试试题及地震对建筑的影响附答案

地震勘探原理考试试题及地震对建筑的影响附答案（一）单项选择题（每题2分，共20分）1.地震波在均匀各向同性介质中传播时，纵波（P波）的质点振动方向与波传播方向的关系是：A.垂直B.平行C.45°夹角D.随机方向2.地震勘探中，观测系统的“道间距”指的是：A.震源与第一个接收点的距离B.相邻两个接收点之间的距离C.震源与最后一个接收点的距离D.相邻两个震源之间的距离3.地震波的分辨率主要取决于：A.地震波的频率B.地震波的振幅C.地震波的相位D.地震波的波长4.地震资料处理中，“静校正”的主要目的是消除：A.地下构造引起的时差B.地表地形和低速带引起的时差C.多次波引起的干扰D.随机噪声引起的能量衰减5.地震勘探中，“多次覆盖”技术通过增加：A.震源数量B.接收点数量C.同一反射点的地震道数量D.观测系统的排列长度6.地震波在层状介质中传播时，反射波的振幅主要取决于：A.介质的密度和速度的乘积差异（波阻抗差）B.介质的孔隙度C.介质的埋深D.地震波的入射角度7.地震勘探中，“时距曲线”描述的是：A.地震波传播时间与震源能量的关系B.地震波传播时间与接收点位置的关系C.地震波振幅与频率的关系D.地震波相位与速度的关系8.地震资料解释中，“层位标定”的核心是：A.确定地震反射层对应的地质层位B.计算地下岩层的厚度C.识别断层和褶皱D.预测储层的含油气性9.地震波在传播过程中，能量衰减的主要原因不包括：A.球面扩散B.介质吸收C.反射和透射D.多次波干涉10.地震勘探中，“垂直地震剖面（VSP）”与常规地面地震勘探的主要区别是：A.震源位置不同B.接收点位置不同C.勘探目标不同D.数据处理方法不同（二）填空题（每空1分，共20分）1.地震波按传播方式分为体波和面波，其中体波包括______和______，面波主要包括______和______。2.地震波的运动学特征主要研究______，动力学特征主要研究______。3.地震勘探观测系统的基本参数包括______、______、______和覆盖次数。4.地震资料处理流程通常包括______、______、______、叠加和偏移成像。5.地震波的速度公式为v=√(K+4μ/3)/ρ（纵波）和v=√(μ/ρ)（横波），其中K为______，μ为______，ρ为______。6.地震分辨率的经验公式为______，其中λ为地震波波长，δ为分辨率极限。7.地震资料解释的三大任务是______、______和______。（三）简答题（每题8分，共40分）1.简述地震波在层状介质中的传播特点及反射波形成的条件。2.说明地震勘探中“观测系统”设计的关键参数及其对资料质量的影响。3.地震资料处理中，“去噪”和“叠加”的主要目的分别是什么？常用的去噪方法有哪些？4.解释“地震波的吸收衰减”现象，并说明其对地震资料的影响。5.对比分析纵波勘探与横波勘探的优缺点。（四）论述题（每题10分，共20分）1.论述地震勘探中“多次波”的识别方法及其压制技术，并举例说明不同类型多次波（如短程多次波、长程多次波）的处理差异。2.结合油气勘探流程，阐述地震勘探在圈闭识别、储层预测和井位部署中的具体应用。（五）计算题（每题10分，共20分）1.已知某地层的纵波速度为3000m/s，横波速度为1800m/s，密度为2.5g/cm³，计算该地层的纵波阻抗和横波阻抗（波阻抗=速度×密度）。2.某二维地震测线采用单边放炮观测系统，道间距为50m，偏移距（震源与第一个接收点的距离）为200m，共有24道接收。计算该观测系统的排列长度和最大非纵距（接收点与测线的垂直距离忽略不计）。二、地震对建筑的影响地震对建筑的破坏是多种力学效应共同作用的结果，其影响程度与地震本身的特性、建筑结构的抗震能力及场地条件密切相关。（一）地震对建筑的破坏机制1.惯性力破坏：地震时地面剧烈振动，建筑因惯性产生与振动方向相反的惯性力（F=ma，m为建筑质量，a为地面加速度）。当惯性力超过建筑结构的承载能力时，梁柱、墙体等构件会发生开裂、变形甚至倒塌。例如，2008年汶川地震中，大量未按抗震规范设计的砖混结构建筑因墙体抗剪强度不足，在水平惯性力作用下发生“X”形剪切破坏。2.地面变形破坏：地震可能引发地表断裂、滑坡、砂土液化等地面变形。地表断裂直接切断建筑基础，导致结构整体倾斜或垮塌；滑坡会推动建筑移位，造成基础拉裂；砂土液化时，地基承载力大幅下降，建筑因不均匀沉降发生倾斜（如1964年日本新潟地震中，多栋建筑因砂土液化整体倾倒但未完全坍塌）。3.共振效应破坏：当建筑的自振周期与地震波的主要周期接近时，会发生共振，导致振幅放大。例如，1985年墨西哥城地震中，地震波经软土层放大后周期集中在2-3秒，与当地10-15层建筑的自振周期（约2秒）吻合，造成大量高层建筑顶部剧烈晃动，结构严重破坏。（二）影响建筑震害的主要因素1.地震参数：地震的震级、震源深度、震中距和地震波频谱特性直接影响地面运动强度。震级越大、震源越浅、震中距越小，地面加速度越高，破坏越严重。例如，2011年日本东北地震（Mw9.0）因震源浅、能量巨大，导致福岛核电站附近建筑大面积倒塌。2.建筑结构特性：建筑的材料、结构形式、刚度分布和施工质量是决定抗震能力的关键。钢筋混凝土框架结构（含圈梁和构造柱）的延性优于砖混结构，能通过塑性变形耗散地震能量；而无筋砌体结构（如老旧民房）因脆性大，易发生突然倒塌。此外，结构的“规则性”（平面和立面的对称性）对避免应力集中至关重要，平面凸凹不规则或立面刚度突变的建筑（如“头重脚轻”的结构）在地震中更易破坏。3.场地条件：场地的岩土类型和覆盖层厚度影响地震波的放大效应。基岩场地（如花岗岩）地震波传播快、振幅小；而松软土层（如淤泥、回填土）会延长地震波周期并放大振幅（放大系数可达2-5倍）。例如，1995年阪神地震中，神户港人工填海区因地基松软，建筑破坏程度远高于基岩区。（三）建筑抗震的关键措施1.结构设计优化：采用“强柱弱梁”“强剪弱弯”的设计原则，确保结构在地震时优先发生梁端塑性铰（耗能）而非柱破坏（失稳）；设置多道抗震防线（如框架-剪力墙结构中，剪力墙先承受水平力，框架作为第二道防线），避免单一构件失效导致整体倒塌。2.材料与施工质量：使用高强度、高延性材料（如HRB400级钢筋、高性能混凝土），避免使用脆性材料（如无筋砖）；严格控制施工质量，确保钢筋锚固长度、混凝土浇筑密实度符合规范，防止因施工缺陷（如露筋、蜂窝）降低结构承载力。3.隔震与消能技术：通过在基础与上部结构之间设置隔震支座（如叠层橡胶支座），延长结构自振周期（至2-3秒以上），避开地震波主要周期，减少地震能量输入（可降低地震作用50%-80%）。日本东京都厅舍、中国台湾高铁车站等建筑采用隔震技术后，在强震中仅发生微小位移，结构基本完好。消能技术则通过在结构中设置阻尼器（如黏滞阻尼器、金属屈服阻尼器），在地震时耗散能量，减少结构振动幅值。三、试题答案（一）单项选择题1.B2.B3.A4.B5.C6.A7.B8.A9.D10.B（二）填空题1.纵波（P波）、横波（S波）、瑞利波（R波）、勒夫波（L波）；2.地震波的传播时间（时距关系）、地震波的振幅、频率、相位等能量特征；3.道间距、偏移距、排列长度；4.预处理（如解编、去噪）、静校正、动校正；5.体积模量、剪切模量、介质密度；6.δ=λ/4；7.构造解释、岩性解释、烃类检测。（三）简答题1.传播特点：地震波在层状介质中会发生反射、透射和折射，遵循斯奈尔定律；能量随传播距离增加而衰减（球面扩散+吸收）；不同界面的反射波叠加形成地震记录。反射波形成条件：上下介质的波阻抗（速度×密度）存在差异（ΔZ≠0），且入射角小于临界角。2.关键参数：道间距（影响横向分辨率，过小增加成本，过大丢失细节）、偏移距（影响深层反射信号的获取，过大可能产生广角反射畸变）、排列长度（决定勘探深度，过长增加干扰）、覆盖次数（提高信噪比，次数过低噪声压制不足，过高成本增加）。3.去噪目的：压制随机噪声（如环境噪声）和规则噪声（如面波、多次波），提高有效信号的信噪比；叠加目的：增强有效反射波（同相轴叠加），压制随机噪声（随机相位叠加抵消）。常用去噪方法：频率滤波（分离有效频带与噪声频带）、视速度滤波（利用有效波与噪声的视速度差异）、FK域滤波（波数-频率域分离）。4.吸收衰减：地震波在介质中传播时，部分能量因介质内摩擦转化为热能，导致振幅衰减，且高频成分衰减更快（Q值越小，衰减越严重）。影响：地震记录中深层反射波振幅降低、频率变低，分辨率下降，给深层构造解释和储层预测带来困难。5.纵波优点：传播速度快、能量强、探测深度大，适用于常规油气勘探；缺点：对流体（如油气）的敏感性低于横波，受孔隙流体影响复杂。横波优点：仅在固体中传播，对裂隙、岩性变化敏感，可区分流体类型（如横波分裂识别裂缝走向）；缺点：速度低、能量弱、探测深度小，采集和处理成本高。（四）论述题1.多次波识别方法：①时距曲线特征（多次波时距曲线曲率大于一次反射波）；②速度分析（多次波速度低于一次波）；③地震记录对比（多次波在远道或深层重复出现）；④VSP资料验证（区分上行波与下行波）。压制技术：①自由表面多次波压制（如SRME，通过预测并减去自由表面多次波）；②层间多次波压制（如基于模型的预测减去法）；③反褶积（通过压缩子波长度，削弱多次波与一次波的干涉）。短程多次波（如海底多次波）周期短、能量强，常用SRME或反褶积处理；长程多次波（如深层界面多次反射）时距曲线与一次波接近，需结合速度分析和模型预测。2.应用流程：①圈闭识别：通过地震构造解释（断层、褶皱、不整合面）和地震属性分析（如振幅、相干性），确定背斜、断块等圈闭的形态和范围；②储层预测：利用地震反演（波阻抗反演、AVO分析）预测储层厚度、孔隙度和含油气性（如亮点技术识别气层）；③井位部署：结合地震解释成果与地质模型，优化井位（如选择圈闭高点、储层厚度大的区域），降低钻探风险。例如，在塔里木盆地某油气田，通过三维地震资料识别出一个潜伏背斜圈闭，经储层反演预测主力