工程物探總復(fù)習(xí)(一)

1、工程物探總復(fù)習(xí)（一）工程物探總復(fù)習(xí)（一）主講：王偉主講：王偉郵箱：郵箱：勘查技術(shù)與工程教研室勘查技術(shù)與工程教研室一、緒論一、緒論環(huán)境工程物探環(huán)境工程物探是地球物理勘探的分類方法之一。是地球物理勘探的分類方法之一。物探：全稱地球物理勘探。以巖礦石間的地球物理物探：全稱地球物理勘探。以巖礦石間的地球物理性質(zhì)的差異性質(zhì)的差異( (物性差異物性差異) )為基礎(chǔ)，通過為基礎(chǔ)，通過專門儀器專門儀器接收接收和研究地質(zhì)體（構(gòu)造或礦體等）在地表及其周圍空和研究地質(zhì)體（構(gòu)造或礦體等）在地表及其周圍空間產(chǎn)生的間產(chǎn)生的地球物理場(chǎng)的變化和特征地球物理場(chǎng)的變化和特征來推斷地質(zhì)體存來推斷地質(zhì)體存在狀態(tài)的一種勘探方法在狀態(tài)的

2、一種勘探方法。 地球物理場(chǎng)，是指存在于地球內(nèi)部及其周圍的、具有地球物理場(chǎng)，是指存在于地球內(nèi)部及其周圍的、具有物理作用的物質(zhì)空間。物理作用的物質(zhì)空間。例如：例如：1 1）地球內(nèi)部及其周圍具有重力作用的物質(zhì)空間，）地球內(nèi)部及其周圍具有重力作用的物質(zhì)空間，稱為稱為重力場(chǎng)重力場(chǎng)； 2 2）地球的磁場(chǎng)以及地殼內(nèi)磁性體產(chǎn)生的磁場(chǎng)。）地球的磁場(chǎng)以及地殼內(nèi)磁性體產(chǎn)生的磁場(chǎng)。 地球的地球的重力場(chǎng)重力場(chǎng)地磁場(chǎng)地磁場(chǎng)都是天然存在的地球物理場(chǎng)。都是天然存在的地球物理場(chǎng)。 1 1）地球物理場(chǎng)可分為天然存在的地球物理場(chǎng)和人工）地球物理場(chǎng)可分為天然存在的地球物理場(chǎng)和人工激發(fā)的地球物理場(chǎng)。激發(fā)的地球物理場(chǎng)。 天然場(chǎng)：天然場(chǎng)：

3、地球的重力場(chǎng)地球的重力場(chǎng)地磁場(chǎng)地磁場(chǎng)地電場(chǎng)地電場(chǎng)地溫地溫場(chǎng)場(chǎng)核物理場(chǎng)是天然存在的地球物理場(chǎng)核物理場(chǎng)是天然存在的地球物理場(chǎng) 人工場(chǎng)：人工場(chǎng)：由人工爆炸產(chǎn)生彈性波在地下傳播的彈由人工爆炸產(chǎn)生彈性波在地下傳播的彈性波場(chǎng)性波場(chǎng)向地下供電在地下產(chǎn)生的局部電場(chǎng)向地下供電在地下產(chǎn)生的局部電場(chǎng) 向地向地下發(fā)射電磁波激發(fā)出的電磁場(chǎng)等，屬于人工的激發(fā)的下發(fā)射電磁波激發(fā)出的電磁場(chǎng)等，屬于人工的激發(fā)的地球物理場(chǎng)。地球物理場(chǎng)。 人工激發(fā)的地球物理場(chǎng)人工激發(fā)的地球物理場(chǎng), ,如爆炸產(chǎn)生的彈性如爆炸產(chǎn)生的彈性波場(chǎng)，彈性波在巖層中傳播遇到不同密度的分界面波場(chǎng)，彈性波在巖層中傳播遇到不同密度的分界面時(shí)會(huì)發(fā)生反射、折射和能量衰減

4、等現(xiàn)象，根據(jù)彈性時(shí)會(huì)發(fā)生反射、折射和能量衰減等現(xiàn)象，根據(jù)彈性波返回到地面的時(shí)間來研究其傳播速度、巖層厚度波返回到地面的時(shí)間來研究其傳播速度、巖層厚度和產(chǎn)狀等問題。和產(chǎn)狀等問題。 人工場(chǎng)源的優(yōu)點(diǎn)是場(chǎng)源的參數(shù)為已知，便于控人工場(chǎng)源的優(yōu)點(diǎn)是場(chǎng)源的參數(shù)為已知，便于控制，分辨力較高，能夠取得較好的地質(zhì)效果制，分辨力較高，能夠取得較好的地質(zhì)效果但費(fèi)但費(fèi)用較大。用較大。 2 2）地球物理場(chǎng)還可分為正常場(chǎng)和異常場(chǎng)。）地球物理場(chǎng)還可分為正常場(chǎng)和異常場(chǎng)。 異常場(chǎng)：是由勘探對(duì)象所引起的局部地球物理場(chǎng)。異常場(chǎng)：是由勘探對(duì)象所引起的局部地球物理場(chǎng)。 例例1 1：賦存在地下的磁鐵礦體或磁性巖體產(chǎn)生的磁場(chǎng)：賦存在地下的磁鐵

5、礦體或磁性巖體產(chǎn)生的磁場(chǎng)這部分磁場(chǎng)迭加在它的圍巖和地球其它部分產(chǎn)生的磁場(chǎng)之中這部分磁場(chǎng)迭加在它的圍巖和地球其它部分產(chǎn)生的磁場(chǎng)之中在研究觀測(cè)得來的磁場(chǎng)時(shí)在研究觀測(cè)得來的磁場(chǎng)時(shí)就要區(qū)分或提取出磁異常場(chǎng)就要區(qū)分或提取出磁異常場(chǎng) 例例2 2：鉻鐵礦的密度比圍巖的密度大：鉻鐵礦的密度比圍巖的密度大鹽丘巖體的密度鹽丘巖體的密度比圍巖的密度小比圍巖的密度小這兩種情況分別會(huì)引起重力場(chǎng)局部增強(qiáng)或這兩種情況分別會(huì)引起重力場(chǎng)局部增強(qiáng)或減弱的異?，F(xiàn)象。減弱的異?，F(xiàn)象。 地球物理勘探正是根據(jù)對(duì)正常場(chǎng)和異常場(chǎng)的分布特征進(jìn)地球物理勘探正是根據(jù)對(duì)正常場(chǎng)和異常場(chǎng)的分布特征進(jìn)行地質(zhì)解釋和推斷的。行地質(zhì)解釋和推斷的。 物探方法的分

6、類物探方法的分類( (三種分類三種分類) )：（1 1）按工作原理劃分）按工作原理劃分（2 2）按所解決的地質(zhì)問題劃分）按所解決的地質(zhì)問題劃分（3 3）按工作場(chǎng)所劃分）按工作場(chǎng)所劃分按所解決的地質(zhì)問題劃分按所解決的地質(zhì)問題劃分1.1.石油物探石油物探：主要勘察石油和天然氣的儲(chǔ)存位置和儲(chǔ)：主要勘察石油和天然氣的儲(chǔ)存位置和儲(chǔ)存狀態(tài)；存狀態(tài)；2.2.煤田物探煤田物探：主要解決煤田地質(zhì)構(gòu)造和煤層分布問題；：主要解決煤田地質(zhì)構(gòu)造和煤層分布問題；3.3.金屬與非金屬物探金屬與非金屬物探：主要尋找各種固體礦產(chǎn)，如鐵、：主要尋找各種固體礦產(chǎn)，如鐵、銅、鉛、鋅等銅、鉛、鋅等；4.4.環(huán)境與工程物探環(huán)境與工程物探

7、：主要解決各種巖土工程勘察及環(huán)：主要解決各種巖土工程勘察及環(huán)境、水文等調(diào)查問題，如地基勘察、橋梁、隧道、水境、水文等調(diào)查問題，如地基勘察、橋梁、隧道、水庫等的選址，地下管線探測(cè)等；庫等的選址，地下管線探測(cè)等；5.5.放射性物探放射性物探：尋找放射性鈾、氡等與核工業(yè)有關(guān)的：尋找放射性鈾、氡等與核工業(yè)有關(guān)的材料。材料。按工作場(chǎng)所劃分按工作場(chǎng)所劃分1.1.航空物探航空物探：將地球物理勘探儀器搬到飛機(jī)上于空中：將地球物理勘探儀器搬到飛機(jī)上于空中進(jìn)行觀測(cè)，如航空磁法、航空電法、航空放射性勘探、進(jìn)行觀測(cè)，如航空磁法、航空電法、航空放射性勘探、航空重力等；航空重力等；2.2.地面物探地面物探：在地面進(jìn)行工作

8、；：在地面進(jìn)行工作；3.3.海洋物探海洋物探：將儀器搬到船上進(jìn)行勘探，如海洋地震、：將儀器搬到船上進(jìn)行勘探，如海洋地震、海洋重力等；海洋重力等；4.4.地下物探地下物探：（鉆孔地球物理勘探）將儀器放到井下：（鉆孔地球物理勘探）將儀器放到井下或坑道進(jìn)行觀測(cè)，如井中磁測(cè)、井中電法、槽波地震?；蚩拥肋M(jìn)行觀測(cè)，如井中磁測(cè)、井中電法、槽波地震。 基本實(shí)質(zhì)：利用巖礦石的六種主要物理性質(zhì)或物性參基本實(shí)質(zhì)：利用巖礦石的六種主要物理性質(zhì)或物性參數(shù)，建立相應(yīng)的六種應(yīng)用地球物理方法。數(shù)，建立相應(yīng)的六種應(yīng)用地球物理方法。六種物理性質(zhì)：六種物理性質(zhì)：密度；密度；磁性（磁導(dǎo)率、磁化率、剩余磁性）；磁性（磁導(dǎo)率、磁化率、剩

9、余磁性）；彈性（彈性波速度）；彈性（彈性波速度）；電性（電導(dǎo)率、極化率、介電常數(shù)）；電性（電導(dǎo)率、極化率、介電常數(shù)）；放射性（放射性（、射線強(qiáng)度）；射線強(qiáng)度）；導(dǎo)熱性和生熱率導(dǎo)熱性和生熱率磁法勘探：磁性差異磁法勘探：磁性差異電法勘探：應(yīng)用前提是電性差異電法勘探：應(yīng)用前提是電性差異地震勘探：彈性差異地震勘探：彈性差異重力勘探：密度差異重力勘探：密度差異放射性勘探：放射性強(qiáng)度差異放射性勘探：放射性強(qiáng)度差異按照工作原理劃分按照工作原理劃分地質(zhì)模型地質(zhì)模型地球物理模型地球物理模型重力響應(yīng)重力響應(yīng)重力響應(yīng)重力響應(yīng)地球物理模型地球物理模型地質(zhì)模型地質(zhì)模型正演計(jì)算正演計(jì)算反演計(jì)算反演計(jì)算正演和反演的關(guān)系正演

10、和反演的關(guān)系二、地震勘探法二、地震勘探法地震勘探是根據(jù)地震勘探是根據(jù)人工激發(fā)人工激發(fā)（爆炸或撞擊地面）的地（爆炸或撞擊地面）的地震波在地下傳播過程中，遇到彈性性質(zhì)不同的地震震波在地下傳播過程中，遇到彈性性質(zhì)不同的地震界面后，在地層中產(chǎn)生界面后，在地層中產(chǎn)生反射和折射反射和折射，部分地傳回地，部分地傳回地表，用專門的儀器記錄返回地面的波的旅行時(shí)間，表，用專門的儀器記錄返回地面的波的旅行時(shí)間，研究振動(dòng)的特征來確定產(chǎn)生反射或折射的研究振動(dòng)的特征來確定產(chǎn)生反射或折射的界面的埋界面的埋深和產(chǎn)狀深和產(chǎn)狀，并根據(jù)所觀測(cè)的地震波在介質(zhì)中傳播速，并根據(jù)所觀測(cè)的地震波在介質(zhì)中傳播速度及波的振幅與波形變化，探討介質(zhì)

11、的物性與巖性。度及波的振幅與波形變化，探討介質(zhì)的物性與巖性。彈性介質(zhì)與地震波彈性介質(zhì)與地震波地震勘探的地球物理前提是地層間的彈性差異,地震勘探中將地層叫做介質(zhì);因此需要研究地層介質(zhì)的彈性性質(zhì)。在彈性介質(zhì)內(nèi)傳播的地震波稱地震彈性波地震彈性波。;2623;)1 (2;)21 (3;39KKEEKkkE彈性模量之間的關(guān)系式：彈性模量之間的關(guān)系式：其中任意一個(gè)都可以用其余兩個(gè)來表示。縱波（縱波（P P波）的波）的傳播特點(diǎn)：傳播特點(diǎn)：1. 縱波質(zhì)點(diǎn)位移大小與震源強(qiáng)度1(t)和震源變化率1(t)有關(guān)；2. 縱波屬于體波；3. 縱波質(zhì)點(diǎn)位移的方向同波傳播r的方向一致， 地震勘探中將質(zhì)點(diǎn)位移的振動(dòng)方向稱為極化

12、方向，4.由于縱波在波的傳播方向振動(dòng)，因此是線性極化波，即縱波質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)振動(dòng)的軌跡是一條直線；5. 縱波的傳播速度最快)21)(1 ()1 (2Evp6. 由于爆炸主要產(chǎn)生縱波，其傳播速度快，故地震勘探幾乎就是縱波勘探。7. 質(zhì)點(diǎn)位移的幅值與震源距有關(guān)，為球面擴(kuò)散。8. 在縱波經(jīng)過的擾動(dòng)帶內(nèi)，會(huì)間隔地出現(xiàn)膨脹(稀疏)帶和壓縮(稠密)帶,見下圖:橫波的傳播特點(diǎn)如下：1. 橫波傳播速度vs比縱波速度vp小)1 (2Evs 2. 縱波與橫波的速度比為：21)1 (2spvv3.一般巖石的泊松比為0.25, 所以vp/vs 是1.73；液體介質(zhì)中，切變模量為零，所以在液體內(nèi)沒有橫波。4. 橫波是

13、線性極化波5. 橫波質(zhì)點(diǎn)位移主要決定于旋轉(zhuǎn)激發(fā)力的強(qiáng)度、形狀及變化率；6. 橫波類型分為SH波(是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)在水平面內(nèi)的橫波分量)和SV波(質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)在垂直平面內(nèi)的橫波分量)，見圖1.2-6所示。7. 橫波傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向相垂直.8.橫波速度低，能量弱。以致來自同一界面的橫波總是比縱波到達(dá)的晚,以續(xù)至波形式出現(xiàn)，但它的分辨率較高； 工程勘察中總是以橫波速度劃分地基類別，作為縱波速度的補(bǔ)充,計(jì)算巖土彈性模量及物理力學(xué)參數(shù)；瑞瑞雷面波的雷面波的形成及形成及傳播特點(diǎn)傳播特點(diǎn)1. 波前面是高度為z=R的柱體；2. 瑞雷面波是橢圓極化波,質(zhì)點(diǎn)大致做反時(shí)針方向、軌跡為橢圓的運(yùn)動(dòng)。3.面波速度與橫波速度相

14、當(dāng);當(dāng)泊松比=0.5時(shí)一般巖石的泊松比為0.25，而土的泊松比在0.45-0.49之間，因此，對(duì)于巖土工程勘察而言，可用面波速度代替橫波速度。sRvv956. 0 4. 面波振幅A隨距離r衰減比體波慢，因此面波能量強(qiáng)于體波； 5. 瑞雷波的頻散 將速度隨頻率變化的特性叫頻散現(xiàn)象；6.群速度和相速度的概念；7.利用波的頻散現(xiàn)象可以制作速度隨波長變化的頻散曲線，進(jìn)而用速度的變化對(duì)地基進(jìn)行分層。rA1面波面波的相速度和群速度的相速度和群速度振動(dòng)圖形：在波傳播的某一特定距離上，該處質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間變化規(guī)律的圖形稱振動(dòng)圖形。 波波的振動(dòng)圖形的振動(dòng)圖形 波剖面指在波動(dòng)傳播的某一確定的時(shí)刻t，質(zhì)點(diǎn)位移隨傳播距

15、離變化關(guān)系的圖形稱波剖面。也可以看成是波動(dòng)傳播時(shí)的擾動(dòng)區(qū)的橫截面橫截面波剖面波剖面圖圖r 振動(dòng)狀態(tài)的傳播形成地震波，波在介質(zhì)中傳播將介質(zhì)分為三個(gè)球形層，球?qū)觾?nèi)的質(zhì)點(diǎn)以各自的狀態(tài)振動(dòng)，稱擾動(dòng)區(qū)，擾動(dòng)區(qū)的橫截面即波剖面。波前波前面和等相位面面和等相位面 球面球面波傳播示意圖波傳播示意圖 (a) (a)在均勻介質(zhì)中在均勻介質(zhì)中;(b);(b)在在非均勻介質(zhì)非均勻介質(zhì)中中;(c);(c)復(fù)雜的等時(shí)面復(fù)雜的等時(shí)面 等時(shí)面和射線等時(shí)面和射線根據(jù)傅立葉變換理論，任何一個(gè)非周期的脈沖震振動(dòng)g(t)是由無數(shù)多個(gè)不同頻率不同振幅和初相位的簡諧振動(dòng)之和構(gòu)成。傅立葉變換表示如下：2( )( )(1.3.5)ftG f

16、g t edt2( )( )(1.3.4)ftg tG f edf式中G(f)=a(f)+ib(f) ,a(f)表示G(f)的實(shí)部，b(f)表示G(f)的虛部。復(fù)變譜的幅角就是相位譜：1( )( )(1.3.8)( )b fftga f 對(duì)一個(gè)非周期振動(dòng)g(t)進(jìn)行付氏變換求頻譜（振幅譜和相位譜）的過程叫頻譜分析頻譜分析；傅氏正變換和付氏逆變換構(gòu)成付氏變換對(duì)，它們具有單值傅氏正變換和付氏逆變換構(gòu)成付氏變換對(duì)，它們具有單值對(duì)應(yīng)性；在任何一個(gè)域內(nèi)討論地震波都是等效的；對(duì)應(yīng)性；在任何一個(gè)域內(nèi)討論地震波都是等效的；)7 . 3 . 1 ()()()()(2122fbfafGfA振幅譜振幅譜和相位譜示意

17、圖和相位譜示意圖地震子波的延續(xù)時(shí)間長度同它的頻帶寬度成反比地震子波的延續(xù)時(shí)間長度同它的頻帶寬度成反比；1.3-9 1.3-9 理想波形函數(shù)及其頻譜理想波形函數(shù)及其頻譜彈性波彈性波的傳播的傳播 點(diǎn)震源激發(fā)的彈性波在均勻介質(zhì)中傳播，等時(shí)面為球面，稱球面波；等時(shí)面為平面，稱為平面波。 一、波動(dòng)傳播、波動(dòng)傳播原理原理（一）惠更斯原理（波前原理（一）惠更斯原理（波前原理）（二）費(fèi)馬原理（最小時(shí)間原理）（二）費(fèi)馬原理（最小時(shí)間原理）（三）互換原理（三）互換原理（四）疊加原理（四）疊加原理（五）視速度定理（五）視速度定理 反射波入射角的確定根據(jù)圖中的幾何關(guān)系，得到視速度與真速度間的關(guān)系式如下： v*=v/s

18、in 式中為波射線與地面法線間的夾角（出射角）。1=900 時(shí)，v*=v；2=0度 時(shí)，視速度為無窮大；3視速度大于等于真速度，即當(dāng)由00 變化到900 時(shí)，v*由無窮大變化到真速度。斯奈爾定律斯奈爾定律112sinsinsin(141)pvvv 1平面波垂直入射時(shí)不存在轉(zhuǎn)換波； 2存在波阻抗差異是形成反射波的必要條件；3反射系數(shù)R為正，說明反射波與入射波同相，R為負(fù)，表示它們反相；4. 透射系數(shù)永遠(yuǎn)為正。5. 若不考慮波前擴(kuò)散和介質(zhì)的吸收作用，反射系數(shù)和透射系數(shù)之和等于1。221111112211222;vvvTvvvvR透射系數(shù)為非非法向入射時(shí)波的反射和透射法向入射時(shí)波的反射和透射傾斜入射

19、時(shí)要產(chǎn)生轉(zhuǎn)換波，見圖1-4-5； 若界面下方介質(zhì)的波速大于上方的波速，且達(dá)到臨界角i時(shí)（使透射角達(dá)到900 時(shí)的入射角），即此時(shí)透射波將沿界面以v2 速度滑行，稱為滑行波。當(dāng)i時(shí)，全部入射能量以Rp 、Rs 波的形式反射回界面上方的介質(zhì)中。由于上下介質(zhì)不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，滑行波會(huì)引起上面介質(zhì)隨下面介質(zhì)做同相運(yùn)動(dòng)。)5 . 4 . 1 (sin21vvi 折射折射波波( (首波）的形成首波）的形成斷塊產(chǎn)生的繞射波前 （一）（一）幾何擴(kuò)散幾何擴(kuò)散（二）（二）吸吸 收收 地震波地震波的衰減的衰減（三）地震波（三）地震波的透射的透射損失損失An=A0(1-R12)(1-R22 )(1-Rn-12 )式中

20、(1-Ri2) 稱為透射損失因子。連乘積 (1-Ri2）稱為第n層反射波的透射損失。地震地震反射波記錄道的形成反射波記錄道的形成 由檢波器接收的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖形稱為一個(gè)反射波的記錄道。地面檢波器可以接收到不同深度界面的反射波，若考慮波前擴(kuò)散、介質(zhì)吸收、透射損失及反射系數(shù)等因素，則一個(gè)反射波的解可寫為)1.6.1()()(1().1)(1(1222210rrvrtRRRRerAunnrp)3 . 6 . 1 ()()(1NnnnnnrrvrtAtg 制作制作一個(gè)道的理論反射波記錄的一個(gè)道的理論反射波記錄的示意圖示意圖)5 . 6 . 1 ()(1332211ttNnntnntntttbRbRbRb

21、RbRbRtg 在地震勘探工作中，每激發(fā)一次人工地震波，都要在多個(gè)檢波點(diǎn)接收地震信號(hào)。炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)都沿一條直測(cè)線布置，炮點(diǎn)到任意檢波點(diǎn)的距離稱炮檢距炮檢距x x，相鄰檢波點(diǎn)的距離叫道間距道間距x，來自同一界面的地震波沿不同路徑先后到達(dá)各檢波點(diǎn)，從而形成一張如圖2.1-0所示的地震記錄。地震波的時(shí)距曲線地震波的時(shí)距曲線圖2.1-0 多道拼接成的地震記錄 時(shí)距曲線時(shí)距曲線直達(dá)波直達(dá)波和反射波時(shí)距曲線和反射波時(shí)距曲線式（2.1.2）就是水平界面反射波的時(shí)距曲線方程式，可化簡為以下的標(biāo)準(zhǔn)雙曲線方程綜上所述：1反射波時(shí)距曲線在x-t坐標(biāo)系是雙曲線，其極小點(diǎn)在炮點(diǎn)正上方；2. 在x2-t2坐標(biāo)系是直線，直

22、線的斜率為1/v12, 利用直線的斜率可求界面上方介質(zhì)的速度v1；3. 反射波時(shí)距曲線以直達(dá)波時(shí)距曲線為其漸近線。)2 . 1 . 2(1422202 hxtt4. 根據(jù)時(shí)距曲線斜率與視速度的倒數(shù)關(guān)系，在炮點(diǎn)處的視速度為無窮大，在x時(shí)，視速度v*=v15當(dāng)2hx時(shí)，對(duì)（(2.1.2)式用二項(xiàng)式定理展開，只取前兩項(xiàng)，可得將任一觀測(cè)點(diǎn)p的旅行時(shí)間t和同一界面的雙程垂直時(shí)間t0的差稱為正常時(shí)差正常時(shí)差，用t表示。即正常時(shí)差近似表達(dá)式是 6利用正常時(shí)差可以幫助判斷地震記錄上的同相軸是否為反射波。)4 . 1 . 2(2202vtxt 20202 vtxtt102vht (三）傾斜界面反射波時(shí)距曲線和傾

23、角時(shí)差2 22122(2 sin )1(2.1.6 )(2 cos )(2 cos )v txhhh（2.1.6）標(biāo)準(zhǔn)形式為 1. 傾斜界面的反射波時(shí)距是雙曲線 2. 雙曲線以其極小點(diǎn)M為對(duì)稱，M向反射界面上傾方向偏移距離xm= 2hsin;時(shí)距曲線極小點(diǎn)的縱坐標(biāo)為tm 3.傾角時(shí)差（界面傾斜引起的單位距離的時(shí)間差）為td /x，vhtxmcos2求 的最簡單方法是根據(jù)震源兩邊等距的兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的傳播時(shí)間差vxhxttttdsin2sin021(2-1-8) 設(shè)x表示觀測(cè)點(diǎn)到炮點(diǎn)的間隔，由(2-1-8)式xtvd21sin(2-1-27) 水平水平多層介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線多層介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線

24、 圖圖2.1.-3 2.1.-3 水平多層介質(zhì)反射波水平多層介質(zhì)反射波時(shí)距曲線時(shí)距曲線在震源附近接收時(shí)，i角較小，可以略去pvi的高次項(xiàng)得到結(jié)果，所以僅在震源附近滿足假設(shè)僅在震源附近滿足假設(shè)，遠(yuǎn)離震源時(shí)有誤差，時(shí)距曲線是高次曲線。這意味著在水平多層介質(zhì)情況下，當(dāng)入射角較小(亦即炮檢距較小)時(shí)，可以用均方根速度代替反射界面以上多層介質(zhì)的速度值，把介質(zhì)假想成具有均方根速度的均勻介質(zhì)。界面界面彎曲時(shí)的反射波彎曲時(shí)的反射波時(shí)距曲線時(shí)距曲線向斜向斜部位的回轉(zhuǎn)波時(shí)距曲線部位的回轉(zhuǎn)波時(shí)距曲線繞射波時(shí)距曲線圖圖2.1.-8 2.1.-8 界面傾斜時(shí)全程二次反射波時(shí)距曲線界面傾斜時(shí)全程二次反射波時(shí)距曲線識(shí)別識(shí)別

25、多次波的多次波的t t0 0標(biāo)志標(biāo)志： 在激發(fā)點(diǎn)處的t0時(shí)間，可令(2-1-17）式中的x=0得到: )19. 1 . 2(sin2sin2sin2sin020tvht sin2sin020tt當(dāng) 角很小時(shí)， ，即全程2次多次反射波的t0時(shí)間是一次反射波的2倍。同樣，全程n次多次反射波的t0時(shí)間是一次反射波的n倍。這是用來判別全程多次波的t0標(biāo)志。2sin2sin例如全程二次反射波的t0時(shí)間為這就是所謂的二次反射波的t0標(biāo)志。)19. 1 . 2(200tt 標(biāo)志2：全程多次反射波時(shí)距曲線的極小點(diǎn)偏移激發(fā)點(diǎn)的距離標(biāo)志,由圖2-1-8可得: 2sinsin2sin22sin22hhxm而一次反射

26、波極小點(diǎn)的坐標(biāo)x=2hsin ，故 222sin2sinsin2sin2sin2hhxxmm當(dāng)角很小時(shí)， ， 所以 。說明二次全程多次反射波極小點(diǎn)偏離激發(fā)點(diǎn)的距離近似地是一次反射波的四倍。同樣，n次全程多次反射波極小點(diǎn)偏離激發(fā)點(diǎn)的距離近似地是一次反射波的2n倍。這是判別多次波的另一標(biāo)志。2sin2sin 42mmxx 反射波法總結(jié)反射波法總結(jié)1. 介質(zhì)的波阻抗差別是形成反射波的條件,當(dāng)垂直入射時(shí)，反射系數(shù)公式的最簡單,形式為1v1 , 2v2分別為上、下層介質(zhì)的波阻抗。2.反射波法能夠精確地確定深部界面，目前在石油、煤炭、工程，水文等領(lǐng)域廣泛使用。3.反射波法沒有盲區(qū):所以可以在很靠近激發(fā)點(diǎn)的

27、位置激發(fā)。22111122vvvvR4.反射波法不象折射波法對(duì)波速有嚴(yán)格的要求，一般說來，凡是波阻抗發(fā)生突變的地方，都能產(chǎn)生反射波，因此，只要它們有足夠的厚度，就能夠發(fā)現(xiàn)軟弱夾層。5.反射波各層次可以在同一地段上沿時(shí)間軸依次出現(xiàn)，反射波法可以用較短的測(cè)線勘測(cè)很深的地層。最大炮檢距的經(jīng)驗(yàn)公式：Xmax=(0.71.5)h, h是最深目的層深度6.用一般分析手段，從反射波法很難獲得詳細(xì)的地層速度資料，而只能求得反射層位以上比較籠統(tǒng)的所謂有效速度。有效速度有時(shí)也近似看作平均速度7.反射波法要求界面比較光滑，否則會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象，使記錄不易辨認(rèn)。8.在震源附近，淺層反射波幾乎和面波、聲波等干擾波同時(shí)到達(dá)

28、地面。這些波形成強(qiáng)烈的干擾，使追索反射波十分困難。因此，克服和避開干擾仍然是當(dāng)前淺層反射波法一大課題。 一、 水平二層結(jié)構(gòu)的折射波時(shí)距曲線折射波的時(shí)距曲線 水平二層結(jié)構(gòu)折射波的時(shí)距曲線二 、水平多層結(jié)構(gòu)的折射波時(shí)距曲線多多層介質(zhì)折射波時(shí)距曲線層介質(zhì)折射波時(shí)距曲線三、傾斜界面的折射波時(shí)距曲線三、傾斜界面的折射波時(shí)距曲線圖圖2.2-3 2.2-3 傾斜界面折射波時(shí)距曲線傾斜界面折射波時(shí)距曲線 分別表示上傾和下傾接收時(shí)的折射波的視速度,由時(shí)距曲線斜率的倒數(shù)求得. 顯然界面傾斜時(shí),兩支時(shí)距曲線斜率不同,下傾接收時(shí)視速度小, 時(shí)距曲線陡; 上傾接收時(shí)視速度大, 時(shí)距曲線緩.利用(2.2.10)式可得折射界面的傾角和臨界角i,進(jìn)而求得v2,如下式.vv下上和11111sinsin2vvivv下上11111sinsin2vvvv下上(2.2.11)(2.2.11)上兩式相加得出以上就是由相遇時(shí)距曲線估算折射界面