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。     

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...     

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。     

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。     

主-被动源地震面波勘探方法在岩溶区浅覆盖层探测中的应用

采用主-被动源地震面波勘探方法,对桂林市兴安县典型浅覆盖层实验区三维地质结构进行探测研究.结合主-被动源面波数据提取的频散曲线,拓宽了频带,提升了低频信号的分辨率.实验结果显示,测区内地下介质横波速度值范围为161.5～519.5 m/s,根据速度值的差异将实验区地下介质大致分为4个层位,第一层速度范围为161.5～2...     

被动源面波线形台阵在路基采空区勘查中的应用

被动源面波勘探又称作微动勘探,以其野外采集布设灵活、抗干扰、环境适应性强等优点,在城市工程勘察中的应用效果越发明显。文章以某地城市道路交通施工前期的采空区勘探工作为例,开展了被动源面波法线性台阵在探测路基下方采空区的应用效果研究,采用Atlas节点地震仪布置线形台阵采集微动数据,利用SWAINS面波处理软件提取微动数据的频散曲线,进而反演地下介质视横波速度剖面。试验结果表明,线形台阵被动源面波法适合于城市道路复杂场地环境下的采空区探测,钻探验证率高。     

主动源与被动源面波联合勘探在黄土覆盖区三维成像中的应用

黄土盖层对地震波、电磁波等有很强的衰减作用,限制了地震反射波法、电磁波法等多种物探方法在黄土覆盖区的应用。针对黄土盖层厚度大、分层细的特点,采用主动源与被动源面波法联合勘探,使两种面波方法优势互补,达到准确探测黄土覆盖区地质分层的目的。研究区位于渭河盆地凤翔县郊,为典型的黄土覆盖区,黄土覆盖层厚度为80～120 m。通过对研究区主动源与被动源面波实测资料的处理,得到的二维横波速度剖面上的主要地层分层位置与实际钻孔测试结果基本一致,同时得到了研究区的三维地层结构。联合成像结果表明采用被动源与主动源面波联合勘探进行黄土覆盖区地层结构分层是可行且有效的,为黄土覆盖区地质填图提供了技术支持和有益思路。     

被动源面波法在水电工程勘察中的应用研究

水利水电工程大多坐落于高山峡谷中,地质条件复杂,物探方法作为主要勘探手段,在勘测设计中发挥着重要作用。近年来随着水利水电工程建设不断向难度更大的上游地区转移,对物探工作提出了更高的要求。被动源面波法是通过记录地球表面微弱振动的垂直分量,从中提取瑞雷波频散信息,推断地下介质横波速度结构的一种物探方法。这里首次将被动源面波方法应用于大型水利水电工程勘察中,基本上查明了坝址区地下约100m以内地层的横波速度结构,满足了勘探任务要求。在本次勘察中,除了在河谷阶地采用三角形台阵进行观测外,在陡峻河谷段尝试使用了直线排列方式,采用空间自相关法提取频散曲线,取得了良好的应用效果。实验结果表明,与其他物探方法相比,被动源面波法以其抗干扰能力强、分辨率高、受场地条件影响小等特点,在水利水电工程勘察中具有一定的技术优势和良好的应用前景。     

工程地质中瑞利波法勘探的理论初探

本文以水平层状液体为模型,推导出瑞利面波的频散方程,进而作了多层介质的模型试算并绘出了瑞利波波速与波长的关系曲线.该曲线对应于弹性分界面上的异常特征与实测曲线的异常特征吻合,可用于说明层状介质中瑞利面波勘探的机制.文中还以理论模型试算结果为依据,对当前面波勘探中的半波长解释方法作了评述,并解释了固体层状介质中面波曲线的异常特征.     

多道瞬态瑞雷波勘探应用研究

在层状介质中,瑞雷波具有频散特性.瑞雷波波速主要与其穿透深度范围内的介质物理性质有关.利用瑞雷波波速与剪切波波速的相关性可以进行岩土力学参数测试,但传统的瑞雷波勘探方法有一定的局限性.本文发展了多道瞬态瑞雷波勘探技术,从测量仪器选择、观测系统设计、数据采集与处理等方面进行了研究,并在岩土工程勘察和地基加固处理效果评价中取得了良好的应用效果.     

应力波作用下巷道层裂破坏的数值模拟研究

采用LS-DYNA软件,对扰动应力波作用下巷帮围岩层裂破坏结构的形成过程、扰动应力波强度pmax对层裂结构形成的影响进行了有效的数值模拟,得到了一定巷道围岩应力状态下巷帮围岩层裂结构的形状、厚度等特征。结果表明：扰动应力波是形成巷帮层裂结构,继而诱发冲击矿压的重要因素;扰动应力波的强度决定了是否形成巷帮层裂结构及其层裂结构的范围大小。研究结果对揭示煤矿冲击矿压的诱发机理,及采取有效地防治技术具有重要意义     

面波勘探及其在沙漠地区表层地质结构调查中的应用

反射波地震勘探中面波常被视为干扰波而加以去除 ,但它却包含了丰富的有用地质信息 ;面波勘探在地形及地质条件复杂的沙漠地区浅层地质结构调查中独具优势。介绍了在新疆准噶尔沙漠地区应用面波勘探进行地层地质结构调查的技术方法及其成功实例。由于合理地选取了采集、处理参数 ,面波勘探深度超过 2 50 m,取得了满意的勘探效果。     

广东省潼湖生态智慧区浅层地球物理探测与地层物性分析

地质灾害、活动断裂、特殊岩土体和古河道等是影响城市浅层地下空间开发安全的主要地质问题,对于这些地质问题的探测主要采用地球物理无损检测方法。潼湖生态智慧区是国家生态文明建设示范区和惠州智慧城市地下空间开发中的重要区域,浅层地球物理探测与地层物性分析为潼湖生态智慧区城市发展及地下空间开发利用提供详细的地质、岩土和地球物理数据,是构建该地区地下空间模型的必备要素。虽然目前已经开展了针对本区域的基础地质探测研究工作,然而服务于精细地质结构与地层划分的综合地球物理研究还处于空白。针对浅层地下空间探测精细程度低和传统探测方法分辨率有限的问题,本文综合利用浅层反射波地震方法、混合源面波S波速度成像方法、三分量谐振波阻抗比值方法以及综合测井方法对该地区浅层地下空间(200m)进行了高精度地层划分和断层展布精细解释。在浅层地震反射波方法划分厚层和大尺度断层的基础上,利用主动源和被动源微脉动阵列法获得更加精细的浅层地层和构造特征,采用三分量地震频率谐振方法识别浅层土壤层分层,弥补了单一方法在不同深度范围上的探测信号低精度缺点,探讨了潼湖地区地层与地球物理的响应特征,构建了详实的地层物性和地球物理参数关系,为后续的建模提供基础数据。     

基于频散曲线合成面波地震记录的方法

准确提取频散曲线是瑞雷波勘探的重要环节,检验各种频散曲线求取方法的正确性和稳定性至关重要。基于频散曲线,选择抽样脉冲信号作为子波,推导出了合成单炮面波地震记录的理论公式,并利用该公式,针对不同弹性层状介质模型的频散曲线合成了面波地震记录。通过对其波场特征对比和频谱分析,同时采用频率-波数域法反求其频散曲线,结果与模型频散曲线几乎相同,从而充分验证了该面波合成方法的正确性。      

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。     

基于子结构法的成层场地中沉积河谷的散射分析

土层场地对地震动的影响明显,研究成层场地局部复杂地形的波动场特性,对于抗震设防具有重要意义。基于土-结构相互作用理论,含有局部复杂地形的成层场地,可分解成广义结构（即近场复杂地形及其周围土体）和具有规则开挖边界的成层无限地基（即远场）。远场的格林函数可通过精细积分求解频域-波数域内的对偶波动方程获得,利用傅里叶逆变换得到频域-空间域内的柔度矩阵。近场可采用比例边界有限元进行模拟,通过高性能连分式的传递边界求解动刚度。自由场波动可通过传递矩阵法求得,将动刚度和自由场波动位移代入控制方程即可得到散射场的动力响应。数值算例验证了方法的准确性,并利用提出的方法讨论含有软夹层场地局部复杂场地的波动场特性。