地震波的时距方程与时距曲线.ppt

* 第二章 反射波法 和其它物探方法一样，工程地震勘探的方法，也是按照检波器接收的有效地震波的种类来命名。反射波法就是利用检波器接收的从地下岩层介质和分界面反射回来的地震波，使用计算机对地震波带来的各种信息的分析处理，得到被勘察场地的地层分布和构造变化的地震勘察方法。如果接收和处理的是折射波、面波就是折射波法、面波法。 其实折射波法是最早进入工程地震勘察的方法，这个时间大概是上个世纪四十年代末第二次世界大战结束以后的重建浪潮开始的。但这种方法本身的局限性，限制了它的发展和应用。近些年，特别是上世纪八、九十年代末开始，随着我国国民经济的持续高速发展，防震减灾法的公布与实施，我国城市化进程的发展不断加速，城市规模不断扩展， 也给城市工程勘察行业的扩展兴旺发达带来了机遇。由于工程抗震的要求不断的提高，在城市建设项目前期的地基勘查中，选择使用工程地震勘察的方法进行勘察不断增加。目前浅层反射波的方法在工程地震勘探和国民经济建设各个领域已经得到广泛的应用，这还是上个世纪七十年代计算技术的发展和计算机的普及，以及新一代的工程地震仪的不断问世，才开始的。到九十年代中期，浅层反射法在工程勘察中已取得了可喜的发展和普遍推广使用。各种勘察新技术也得到了迅速的发展。 工程勘察的 浅层反射法与石油找矿勘探的中深层的反射波法在原理都是基本相同的，由于工作探测的目的层深度不同，使用的仪器设备差别也较大。 工程勘察面积一般较小一台地震仪几个人十天半个月或者以两个月就可以完成。而地震勘探寻找地下资源则需要成百 的人组成地震队，工作时间可能几年或十几年。在所研究的具体对象上也具有明显不同。寻找石油和煤炭的中深层反射波法勘探，是研究地面以下数百米至数千米的大区域的地质构造，但是对于近地面1~2百米的地层和较小的构造就难以精确的定位，达不到工程勘察要求地精度。在找矿勘探中，由于勘探目标较深，处理地震数据资料时，对于地表面1~2百米的地层的数据，为了消除干扰和提高地震波信噪比，克服地表低速层的影响，往往都被切除掉。而浅层反射研究和应用的区域正是被深层找矿勘探资料处理时切除的部分。浅层反射这种工作方法，研究地表浅层的构造和地层，要求勘察的精度高，并能排除表层不均匀和中深层各种各样地震信号的干扰。因此浅层反射波资料采集处理，难度就较大。这就构成了工程地震浅层反射法本身的特点。 §2.1在两层均匀介质中传播的直达波和反射波 本节主要内容： 一）时距曲线和时距方程及同相轴 二）直达波的时距方程和理论时距曲线图 三）均匀两层介质的条件下反射波时距方程与理论时距曲线 1)建立反射波的时距方程式： 2)反射波时距曲线的特征： 四）正常时差概念Δtn的 1、定义： 2、正常时差公式： 3、 正常时差的一些特点： §2.1 两层均匀介质中传播的直达波和反射波 我们从 反射波法最简单两层地层模型开始讲起。由于直达波总是伴随反射波同时出现，我们就先从从直达波讲起。在讲课前，先介绍一些与本章知识有关的一些基本概念。 一)时距曲线和时距方程及同相轴 我们首先介绍一下反射波法勘察地基的简单原理方法。在地表面，用GPS定位一条测线。在测线的O点进行激发，并在一定距离上等距安放n个地震检波器，接收来自地下传播的地震波信号。每个检波器叫一个道，每条测线上都标有刻度，一般地说检波器和震源都在一条水平线上。我们就把由安放检波器的观测点和产生地震波的震源点与测线一起就构成了观测系统。并把震源O到每个检波点的距离叫炮检距用Xi来表示， 每个检波器的安放是等距的。它们之间的距离叫道间距用ΔX来表示。每道检波器把接受到的地震信号由电缆传送到工程地震仪，工程地震仪把地震信号记录并储存下来，就完成了地震的一次观测记录。我们把激发地震波的一瞬间作为产生地震波计时的起点(零点)，从这一时刻起，由震源产生的地震波经过各种方式和路径传播到各道接收点，.工程地震仪把各地震道接收的信号经过加工按照一定格式保存下来，形成了成了一张地震记录图，完成了一次地震观测。我们把激发地震波的一瞬间作为产生地震波计时的起点(零点)，从这一时刻起，由震源产生的地震波就会以各种方式和路径传播到各道接收点，工程地震仪把各地震道接收的信号保存下来，这个时刻就是地震图上的了零时刻（地震波产生的时刻），直角坐标系时间轴的圆点。 地震记录图的纵坐标 t 轴代表时间轴，坐标的单位是毫秒(1ms=10ˉ3秒)。坐标的源点为零毫秒，表示震源开始激发产生地震波的瞬间时刻，叫激发时间。横坐标是炮检距，单位是米。接收地震波信号的每个地震道，按照Xi 炮检距的大