微动探测技术在隧道工程勘察中的应用

微动探测技术是一种天然源面波勘探方法,具有绿色环保、探测效率高、抗干扰性强等特点,在工程勘察中应用越来越广泛。本文以隧道勘察为例,通过布置“一”字型台阵采集微动数据,借助ESPAC法提取微动数据的面波频散曲线,通过对面波频散曲线进一步反演,获取地层的速度结构,划分隧道围岩类别。结果表明,微动探测技术在隧道勘察中具有一定效果和实际应用价值。     

双源面波数据采集与处理系统及其应用效果

双源面波数据采集与处理系统融两种勘探方法的硬件性能和软件功能于一体,既能采集与处理主动源面波数据,又能采集与处理被动源面波数据。同一测线上的双源面波联合勘探,既能兼顾浅层勘探分辨率的要求,同时也可以达到更大的勘探深度,取得良好的地质效果。对于同一场地,不同类型观测台阵、不同采集时间数据的被动源频散曲线具唯一性;排列的布设与空间位置无关,主动源面波采集数据重现性良好。     

基于线形台阵的高精度微动技术在城区岩性地层精细划分中的应用

微动探测技术被广泛应用于构造、孤石、溶洞等勘查,但是,以常规圆形、嵌套三角形台阵等为代表的测量方式在城区施工会受到现场条件限制,难以实现长剖面数据的高效、高密度采集。针对这一问题,提出一种基于线形台阵多次覆盖的高效数据采集技术,该技术借鉴地震勘探多次覆盖观测系统的思想,布设一次线形台阵可以同时得到多个测点数据,可大大提高单台站数据的利用率。为了研究该采集技术的可行性和有效性,开展了单点频散曲线对比实验和横波速度剖面对比实验,并将其应用于福州城区岩性地层探测实验。实验结果表明:该技术极大地提升了微动数据采集的效率和测量密度,有效改善了探测精度和探测深度,为城市复杂地面环境下开展岩性地层精细划分提供了一种新的台阵布设方案。     

微动物探方法探测采空区

采空区探测通常采用瞬变电磁法与地震勘探方法,前者采用人工电场,后者采用人工震源,但二者施工难度大,数据采集也困难.微动探测是从台阵微动记录的垂直分量中提取瑞利波相速度频散曲线,再通过对频散曲线的反演估算地下介质S波速度,利用其低速异常解释采空区.以铜川东坡煤矿某区的探测为例,在煤层埋深50m左右、微动探测深度100m的情况下,即解释的采空区与地面电法解释的结果高度一致.     

被动源面波勘探方法与应用

被动源面波源于自然界和人类活动所产生的各种振动,通过分析被动源面波的频散特性可推断地下横波速度结构。介绍了被动源面波的特征及被动源面波勘探的基本流程;阐述了从被动源面波数据提取频散曲线的SPAC与F—K等两种方法,通过数字模拟对两种方法进行了对比;列举了采集被动源面波数据的技术要求;给出几个应用实例,说明其效果。     

天然源面波法在西藏扎西康矿区采空区勘察中的应用

天然源面波勘探是从自然界的各种微小振动中提取出瑞雷面波,经过面波频散曲线的反演得到岩层速度结构,达到推测地下岩层和构造分布状况的目的。该方法克服了人工源激发困难的问题,对场地适应性强,有效探测深度较大,探测结果具有分辨率高、抗干扰能力强等特点。文章以扎西康矿区采空区勘察中的应用为例,介绍了天然源面波法特点、优势及应用效果。     

天然源面波勘探采集参数对比试验及工程应用

为对比天然源面波勘探中不同采集参数的勘探效果,总结探测结果的可靠且便于野外施工采集参数,在乌鲁木齐市八道湾第四系覆盖区采集了不同参数的天然源面波方法场地实验数据,并对各种结果数据使用空间自相关法提取相应的频散曲线,通过反演得到试验点地下浅层横波速度结构模型。结果表明,在同一试验点应用不同采集参数所获取的频散曲线在探测深度及分辨力方面均有差异。其中,测站最大边长长度越大探测深度越大;采样间隔为5 ms的频散曲线纵向分辨力更高且受干扰影响越小;随迭代次数的增加,频散曲线逐渐收敛直至稳定。据试验成果选择确定合适的方法采集参数,通过工程应用证实探测精度和结果的可靠性。     

面波联合勘探在深厚覆盖层地区应用实例分析

西南地区河床覆盖层深厚,如何经济快速地获取地基工程场地的横波速度是水利水电工程勘察的重要问题之一。面波勘探技术以其低成本、快捷及受场地条件限制小等优点被广泛应用于浅部横波速度结构探测中。文中采用主动源面波和被动源面波相结合的联合勘探技术对西南某水电站坝址区场地横波速度结构进行了探测,主动源面波法能针对浅部区域进行精确探测,而被动源面波法探测深度更大,两种方法各有优势,相互印证,相互弥补。     

微动信号模拟及其在微动勘探中的应用

对于简正振型叠加法合成的微动信号,使用空间自相关法计算的频散曲线与理论频散曲线对比,发现两者具有较好的一致性。模拟微动信号时涉及许多参数,这些参数对微动勘探开展具有重要意义。对这些参数进行了数值试验,试验结果表明：震源距离和台阵尺寸对结果有明显影响,在复杂地层情况下应考虑高阶面波,在安静的观测场地应用小尺寸台阵往往能获得更高频率的频散信息从而提高浅层分辨率。因此,在实际开展微动勘探时,应考虑震源分布、台阵尺寸和高阶面波等因素对勘探结果的影响。     

地表浅部地震勘探方法在城市隐伏活动断裂调查中的应用

混合源面波与三分量频率谐振勘探方法是近年来兴起的一套新型城市地球物理探测技术.以黄庄-高丽营断裂为例,采用主动源多道瞬态面波、混合源多道瞬态面波勘探和三分量地震频率谐振勘探方法进行实验研究.研究结果表明,主动源面波勘探可清晰展示地表以下15 m的地质构造;混合源多道瞬态面波,综合主动源信号和被动源(噪声)优势,增加其探...     

瞬态面波和地震折射法在隧道勘察中的综合应用

瞬态面波勘探技术是近几年快速发展起来的高新技术,在工程勘察中得到广泛应用,效果良好.笔者结合工程实例,介绍了在地震折射勘探中同时采集面波信号,在资料处理时利用面波组份进行分析,配合折射资料对测区覆盖层、强风化层、中风化层及弱风化层厚度进行划分,同时相互映证解释基岩面的埋藏情况.     

路基边界对瑞利波检测影响的数值模拟研究

瑞利波检测被广泛应用于路基工程质量检测中,但对于瑞利波沿三维路基体的传播规律以及对检测结果的影响,尚缺乏深入研究.笔者利用有限差分软件FLAC3D,对单层介质半无限大体和三维路基体的瑞利波传播特性以及频散曲线进行了数值模拟分析;并与半无限体的瑞利波理论频散曲线进行了对比;讨论了三维路堤边界对瑞利波检测路基路面的影响.     

工程地震折射波解释方法研究进展

地震折射波勘探是工程与环境地球物理中应用最为广泛的方法之一。作为一种简洁方便又经济实惠的勘探方法,它可为工程地质提供近地表地层起伏变化和速度横向变化以及潜水面变化资料等。随着工程地质勘查和城市地质勘探工作的发展,工程地震折射波法数据处理与解释变得尤为重要。本文主要介绍了浅层地震折射波法的发展历程、应用条件,并总结和讨论了几种主要折射波解释方法的原理。在此基础上,比较并讨论了各种方法在应用中的优势和不足,阐述了近年来国内外浅层地震折射波法的发展现状及趋势,并着重介绍了作为研究热点的折射层析成像方法。研究表明：当探测深度较浅且分界面足够平整、界面倾角较小时,最方便的解释方法是截距时间法;当勘探目标的深度达到25 m时,t₀差数法最为适用;勘探目标埋深超过25 m时,应当使用广义互换法。随着勘探精度要求越来越高,使用折射波走时层析成像技术可以满足纵横向速度变化的近地表地层,包括大倾角地层、隐伏层、界面起伏层等。     

地球物理探测技术在成都市浅表地质结构调查中的应用研究

【研究目的】 查明城市浅表地质结构特征,对于城市地下空间规划、开发区建设、地质灾害评价等有着重要的指导意义,而无损、抗干扰能力强的地球物理探测技术在提供城市地区地下地质信息方面可以发挥关键作用。【研究方法】 为了支撑成都市浅表的三维地质填图工作,本文应用11种新、老地球物理探测技术,开展了成都市浅表地质结构的探测研究。【研究结果】 研究结果表明：（1）地质雷达对于近地表的地层结构成像、建筑结构识别分辨率较高;（2）瞬态面波、混合源面波、三分量频率谐振法对50 m以浅的地质结构识别能力强,分辨率很高,但探测深度有限;（3）微动勘探法和高密度电阻率法对50 m以浅的地质结构分辨率较高,但深部分辨率一般;（4）等值反磁通瞬变电磁抗干扰能力强,施工效率高,50 m以浅分辨率较高,50~200 m深度范围内分辨率一般,对膏岩泥岩有较好的识别能力;（5）半航空瞬变电磁可弥补了常规物探方法无法进入特殊场地施工的不足;（6）浅层地震勘探对于浅地表50～300 m深度范围内的砂泥岩互层的变化特征和断层结构特征效果较好,配合自然伽马曲线,可有效识别砂泥岩的岩性界面;（7）音频大地电磁可有效识别成都平原深大断裂的空间分布形态。【结论】 综合各种地球物理方法的优缺点,建立了成都市浅表地质结构的地球物理组合探测技术方案,以期能为今后的城市浅表地质结构调查提供参考。     

浅层高分辨率反射地震试验研究：以雄安新区第四系为例

雄安新区城市规划建设对地下空间的高精度勘探提出了高要求,作为具有高分辨率的地面物探方法,反射波地震勘探技术具有良好应用前景。本文探究了厚覆盖区条件下的高精度有效反射地震探测技术,并利用反射纵波技术在雄安新区进行提高浅层分辨率的地震勘探方法试验。根据实际探测目标,通过对比分析不同检波器、震源类型、道距大小及接收排列长度等不同采集因素试验效果,探究已有条件下适宜的震源类型和最佳采集参数。结合实际资料处理和分层解释,试验研究表明,采用高频检波器、选择可控震源激发效果最佳,针对试验目标,结合小道距、适当排列接收等措施,可有效提高厚覆盖区50~300 m深度内反射纵波地震勘探的纵向分辨率,试验获得了丰富的有效波组信息,为内部地层精细划分和解释提供了依据。该方法可为类似环境下城市地下空间的精细探测提供有益参考借鉴。     

人工振动场源下的被动源面波试验研究

传统的被动源面波测量过程中,因环境噪声过于均衡安静,造成高频信息缺失。为拓宽被动源面波信号的频带范围,在被动源面波连续测量过程中加载人工振动震源,具体采用直线排列的方式对马路边、废弃工厂内两个不同噪音水平的区域进行连续16 min的野外数据采集,人为地控制马路上、废弃工厂内的车辆进出等方式来观测不同噪音水平的面波数据,并对采集的数据分别应用空间自相关法（SPAC/ESPAC）进行分析。结果显示:相同位置同样的观测方式下,有车辆经过相比安静环境下采集的数据,面波频散曲线高频信息显著增加,因此,在通过人工加载振动震源的情况下,能够拓宽被动源面波的高频信息,提升浅部地层分辨率,此具有重要应用价值。      

利用正演模拟实现面波衰减

瑞雷波是分布在自由表面附近的P-SV面波,具有强振幅、低频、频散的特征,常用于工程物探,而在油气勘探及深部探测中常作为一种"干扰"波,会影响地震资料的信噪比,需要将面波净化处理。为实现面波衰减,本文将工程物探方法和石油物探技术相结合,通过面波频散曲线反演获得高精度的近地表模型,在三维近地表横波速度模型基础上进行面波正演,利用面波模型自适应匹配相减的方法将其减去,在不伤及有效波的情况下将面波的影响降至最低,一定程度上避免了常规面波衰减方法伤及有效波、损失低频弱信息、导致资料有效频带变窄、对地震构造解释及反演造成负面影响等缺点。最后应用实际数据验证了本研究方法的有效性。     

横波浅层地震在城市勘探中的应用

常规反射波法地震勘探中,80 m以内是勘查盲区,为解决这一难题,采用横波浅层地震勘探,在城市浅层地震勘查中,使用200 kg冲击锤的强力横波机械震源激发,小排列、点组合的接收方法,可有效获得80 m以内的有效信息,对城市建筑地基、浅层地质构造及工程勘查等勘探效果明显好于常规地震勘探。