折射波勘探實驗報告

1、淺層折射波勘探實驗報告淺層折射波勘探實驗成績評定表班級 姓名 學(xué)號 評價指標(biāo) 評分標(biāo)準(zhǔn)或教師評語百分制成績(分)1實驗操作（20分）步驟正確，儀器設(shè)備操作正確、熟練（16分） 步驟基本正確，儀器設(shè)備操作基本正確（12-15.9分） 步驟有錯誤，儀器設(shè)備操作基本正確（<12分）2實驗報告內(nèi)容（10分）內(nèi)容完整，排版整齊（8分）內(nèi)容基本完整，排版較整齊（6-7.9分）內(nèi)容不完整，排版較混亂（<6分）3數(shù)據(jù)分析（50分）數(shù)據(jù)分析正確，結(jié)論可靠（40分） 數(shù)據(jù)分析基本正確，結(jié)論較可靠（30-39.9分） 數(shù)據(jù)分析有較多錯誤，結(jié)論可靠性欠佳（20-29.9分） 內(nèi)容欠完整，數(shù)據(jù)分析多處嚴(yán)重錯

2、誤（<20分）4實驗結(jié)果分析（20分）對實驗結(jié)果有分析，且分析有利有據(jù)，基本正確（16分）對實驗結(jié)果有分析，但存在些許錯誤（12-15.9分）對實驗結(jié)果有分析，但錯誤較多（0-11.9分）對實驗結(jié)果無分析（0分） 總 評 成 績 （分）備 注 教師簽名： 日期： 年 月 日一、實驗名稱：淺層折射波勘探二、實驗?zāi)康募由顚Φ卣鹂碧交靖拍畹睦斫?，鞏固已學(xué)的理論知識，了解數(shù)字地震儀的使用和儀器工作參數(shù)的選擇；了解地震勘探人工震源激發(fā)，檢波器的安置條件；地震折射波法野外資料的采集技術(shù)及方法，并進(jìn)行資料的整理與解釋；了解地震勘探野外工作施工的過程以及組織管理工作。三、實驗原理1、折射波法基本原理以

3、水平界面的兩層介質(zhì)進(jìn)行簡要的說明，假設(shè)地下深度為h，有一個水平的速度分界面R，上、下兩層的速度分別為V1和V2，且V2>V1。如圖1所示。從激發(fā)點O至地面某一接收點D的距離為X，折射波旅行的路程為OK、KE、ED之和，則它的旅行時t為：圖1 水平兩層介質(zhì)折射波時距曲線 式1為了簡便起見，先作如下證明：從O，D兩點分別作界面R的垂線，則OADGh，再自A、G分別作OK，ED的垂線，幾何上不難證明BAKEGFi，因已知，所以： 式2即 和 式3上式說明，波以速度V1旅行BK（或EF）路程與以速度V2旅行AK（或EC）路程所需的時間是相等的。將式3的關(guān)系和式1作等效置換，并經(jīng)變換后可得： 式4

4、這就是水平兩層介質(zhì)的折射波時距曲線方程。它表示時距曲線是一條直線，若令x0，則可得時距曲線的截距時間t0（時距曲線延長與t軸相交處的時間值） 式5式5表示出界面深度h和截距時間t0之間的關(guān)系，當(dāng)已知V1和V2時，可以求出界面的深度h。2、折射波分層解釋的t0法折射波t0解釋法是常用的地震折射波解釋方法，它是針相遇時距曲線觀測系統(tǒng)采集發(fā)展起來的解釋方法。t0法解釋的主要原理與方法如下：t0法又稱為t0差數(shù)時距曲線法，是解釋折射波相遇時距曲線最常用的方法之一。當(dāng)折射界面的曲率半徑比其埋深大得很多的情況下，t0法通常能取得很好的效果，且具有簡便快速的優(yōu)點。如圖2所示，設(shè)有折射波相遇的時距曲線S1和S

5、2，兩者的激發(fā)點分別是O1和O2，圖2 t0法折射界面示意圖若在剖面上任意取一點D，則在兩條時距曲線中可以分別得到其對應(yīng)的走時t1和t2，從圖中可以得到： 式6且在O1和O2點，時距曲線S1和S2的走時是相等的，稱之為互換時，用T表示，則有： 式7當(dāng)界面的曲率半徑遠(yuǎn)大于其埋深時，圖中的BDC可以近似地看作為等腰三角形，若自D點作BC的垂直平分線DM（DM即為該點的界面深度h），于是有： 和 式8將式6中的t1和t2相加，并且減去式7，再將式8代入后可以得到： 式9式9便是任意點D的t0值公式，由此可得D點的折射界面法線深度h為： 式10令和則式10可以寫為： 式11因此只要從相遇時距曲線中分別

6、求出各個觀測點的t0值和K值，就可以得出各個點的界面深度h。從上述的公式可以看出，只要從時距曲線上讀取t1，t2和互換時T，就可以算出各個點的t0值，并可以在圖上繪制相應(yīng)的t0(x)曲線（圖3(b)中所示）。關(guān)于K值的求?。焊鶕?jù)斯奈爾定律可將K值表達(dá)式寫成： 式12由式12可以看出，只要求得波速V1和V2則很容易得出K值。其中V1通?？梢愿鶕?jù)表層的直達(dá)波速度來確定，因此關(guān)鍵就是V2值的求取，為此引出參數(shù)時距曲線方程：令 式13對式13兩邊對x求導(dǎo)，可得： 式14式中dt1/dx和dt2/dx分別為上傾方向時距曲線S1和下傾方向時距曲線S2的斜率（即視速度V*的倒數(shù)）。根據(jù)公式： 和 因為是同樣

7、O1O2內(nèi)觀測段，設(shè)上傾方向x為正，下傾方向x為負(fù)，則： 和 它們分別對x求導(dǎo)有如下形式： 和 式15 將式15代入式14中，經(jīng)一些變換后可得： 式16 于是可以求得波速V2為： 式17 當(dāng)折射界面傾角小于15º時，可以近似的寫成 式18因此只要根據(jù)式13在相遇時距曲線圖上構(gòu)置(x)曲線，并求取其斜率的倒數(shù)，則可以根據(jù)式13得出波速V2，進(jìn)而代入式12中求得K值。 知道了K值和各個觀測點的t0值后，可以根據(jù)式11計算出各個點的界面深度h。然后，以各觀測點為圓心，以其對應(yīng)的h為半徑畫弧，可以得出一系列的圓弧，作這些圓弧的包絡(luò)線即為折射界面的位置。 四、實驗儀器地震儀主機(jī)，檢波器，大線，

8、炮線，鐵錘等。5、 實驗步驟1、布置地震測線。測量確定測線起點和終點位置，布設(shè)測線標(biāo)志，確定激發(fā)點和接收點標(biāo)志。2、按測線起點方向，將檢測儀器放在適當(dāng)?shù)奈恢?，并尋找激發(fā)點和相應(yīng)的接收點。在激發(fā)點選擇合適的震源類型，并在激發(fā)點附近布置觸發(fā)的傳感器或檢波器，將其與儀器連接，用于儀器記錄時觸發(fā)；在接收點排列方向上布置大線和檢波器，并將大線與儀器連接；儀器系統(tǒng)通電后啟動采集軟件，按觀測系統(tǒng)布設(shè)的參數(shù)設(shè)置各采集參數(shù)。3、在采集資料之前，先將觸發(fā)方式設(shè)置為“自檢”檔，檢查檢波器是否接牢等；如果波形顯示不一致，需立即檢查，排除問題。 4、自檢結(jié)束后，還要注意周邊是否有人為震動源，各部分正常，且無強(qiáng)烈的震動源

9、后，提醒周邊人員注意，保持相對靜止。保證安全無誤后，儀器操作員發(fā)出指令震源激振，儀器接收地震記錄。并檢查地震記錄的質(zhì)量。接收記錄滿足要求，可以保存；如不正常，及時查明原因，重新采集。六、相遇法時距曲線觀測系統(tǒng)根據(jù)折射波場形成條件和特征，折射波觀測系統(tǒng)必須避開盲區(qū)，且要把接收部分盡量放到待測地層折射波區(qū)范圍。當(dāng)水平層狀介質(zhì)滿足折射條件的前提下，固定一個激發(fā)點，將排列沿測線由近及遠(yuǎn)進(jìn)行時距觀測，將得到由淺入深各層介質(zhì)的地震波信息。在地震記錄上可觀察到各層介質(zhì)折射波的動力學(xué)特點，從而判別層間干涉、波形置換特征。在時距曲線上將反映出各層介質(zhì)折射波運動學(xué)的空間分布規(guī)律及介質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)。為了消除表層不

10、均勻及界面起伏的影響，往往采用相遇時距曲線觀測系統(tǒng)。相遇時距曲線觀測系統(tǒng)如圖3所示，同一觀測地段分別在兩端O1和O2點激發(fā)，圖3相遇時距曲線觀測系統(tǒng)示意圖此觀測系統(tǒng)采集的地震記錄，可得兩支方向相反的時距相遇曲線S1和S2。AE段折射，O1O2接收；EA段折射，O2O1接收。其優(yōu)點可彌補(bǔ)單一時距曲線的不足，可以從不同方向反映界面變化。七、t0解釋法的地質(zhì)剖面圖t0解釋法的地質(zhì)剖面圖8附1：t0解釋法的計算書根據(jù)以下公式即可計算地層界面埋置深度 由直達(dá)波時距曲線圖得：x（x）由（x）曲線圖得：地層界面埋置深度計算表x1t1x2t2t0h14.036 37.577 13.968 46.585 35.

11、378 -17.036 16.041 38.639 16.055 47.974 35.042 -16.874 18.046 40.227 18.061 48.840 36.100 -17.384 19.891 41.114 19.908 49.008 37.511 -18.064 22.056 42.177 21.995 50.223 37.521 -18.068 24.061 43.065 23.921 50.740 38.240 -18.415 25.906 43.601 26.009 51.780 38.947 -18.755 27.911 44.313 28.417 52.120 38

12、.783 -18.676 29.997 47.128 30.102 52.114 37.753 -18.180 31.922 48.365 32.029 52.456 39.870 -19.199 34.007 47.851 34.196 53.671 40.582 -19.542 36.012 48.038 36.123 54.188 38.499 -18.539 38.258 49.452 38.050 54.879 37.813 -18.209 39.862 49.987 39.976 54.173 38.529 -18.553 41.947 51.225 42.063 55.388 3

13、8.364 -18.474 43.872 51.937 43.990 56.080 39.251 -18.901 46.038 51.595 46.077 56.945 39.264 -18.907 47.722 52.128 48.003 56.240 37.701 -18.155 50.048 52.838 50.090 57.634 37.183 -17.906 52.213 54.250 52.014 57.116 37.376 -17.998 54.218 54.609 54.101 58.684 38.618 -18.596 55.903 55.844 56.107 59.905

14、38.270 -18.429 58.148 56.379 58.032 60.604 39.345 -18.947 60.073 57.263 60.038 60.955 39.189 -18.871 62.078 57.973 62.123 61.654 39.564 -19.052 64.084 59.209 64.129 62.353 39.582 -19.061 66.249 60.621 65.974 63.226 40.804 -19.649 67.773 61.504 67.981 64.794 41.714 -20.087 69.939 62.916 70.227 65.320 41.382 -19.928 71.863 63.450 71.912 66.018 42.459 -20.446 73.949 63.984 73.998 67.761 42.986 -20.700 75.874 65.220 76.084 68.460 43.186 -20.796 77.959 66.281 78.090 68.985 43.382 -20.890 80.125 66.464 80.01