桂林理工大學(xué)地震勘探考試要點(diǎn)

1、地震勘探一、名詞解釋1. 反射系數(shù)：（Rpp=A反/A入）反射波的振幅與入射波的振幅之比，叫反射界面的反射系數(shù)。2. 透射系數(shù)：（Tpp=A透/A入）透射波的振幅與入射波的振幅之比，叫反射界面的透射系數(shù)。3. 轉(zhuǎn)換波：當(dāng)縱波入射到界面時(shí)，界面上的質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)可以分為與界面垂直和平行的兩個(gè)分量?？梢?. 產(chǎn)生四種子波：反射縱波，反射橫波，透射縱波，透射橫波，其中反射橫波和透射橫波稱為轉(zhuǎn)換波。5. 繞射波：地震波在傳播過(guò)程中，如遇到彈性不連續(xù)的間斷點(diǎn)（尖滅點(diǎn)，不整合接觸點(diǎn)，斷層棱角6. 點(diǎn)等），只要這些地質(zhì)體大小同地震波波長(zhǎng)大致相當(dāng)，這些間斷點(diǎn)就會(huì)成為新震源，再次發(fā)出球面波，向四周傳播，這就叫繞射波。

2、7. SH波：橫波的水平面內(nèi)分量稱SH波。8. SV波：橫波的垂直面內(nèi)分量稱SV波。9. 吸收系數(shù)：彈性粘滯性介質(zhì)的吸收作用使地震波的振幅隨傳播距離成指數(shù)減小，而減小的快慢又與巖石的物理性質(zhì)和波的振動(dòng)頻率有關(guān)，用吸收系數(shù)表示。10. 幾何擴(kuò)散：又叫波前擴(kuò)散，表示地震波在向周?chē)鷤鞑サ倪^(guò)程中，波前越來(lái)越大，振幅越來(lái)越小。11. 吸收衰減：在波動(dòng)過(guò)程中，介質(zhì)的不同部分之間會(huì)出現(xiàn)粘滯力，從而導(dǎo)致一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能。彈性能轉(zhuǎn)化為熱能的過(guò)程叫吸收。12. 透射損失：是指地震波在地層中傳播，透過(guò)界面所發(fā)生的能量損失。13. 地震子波：由震源激發(fā)，經(jīng)地下傳播并被人們?cè)诮鹪吹孛婊蚓薪邮盏降牡卣鸩?，通常?/p>

3、一個(gè)短脈沖震動(dòng)，應(yīng)用信號(hào)分析領(lǐng)域中的廣義術(shù)語(yǔ)，稱該震動(dòng)為地震子波。14. 相速度：?jiǎn)晤l波的傳播速度。15. 群速度：?jiǎn)晤l波疊加形成最大振幅的傳播速度。16. 正常時(shí)差：在界面水平的情況下，各觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于爆炸點(diǎn)純粹是由于炮檢距不同而引起的反射波旅行時(shí)差。17. 傾角時(shí)差：當(dāng)界面傾斜時(shí)，震源兩邊炮檢距相同兩個(gè)檢波點(diǎn)的時(shí)間差。18. 動(dòng)校正：在界面水平的情況下，從觀測(cè)到的反射波旅行時(shí)中減去正常時(shí)差t，得到x/2處的時(shí)間t0時(shí)間。這一過(guò)程稱為正常時(shí)差校正或動(dòng)校正。19. 靜校正：消除由地形起伏不平或低速帶厚度不均勻?qū)Ω鳢B加道記錄帶來(lái)的反射波傳播時(shí)間差稱為靜校正。20. 振動(dòng)圖：從某一確定的距離觀察該處

4、質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間變化的圖形。21. 波剖面：在某一確定的時(shí)刻觀察質(zhì)點(diǎn)位移與波傳播距離的關(guān)系的圖形。22. 斯奈爾定律：23. 同相軸：在時(shí)間剖面上反映同一個(gè)反射波所對(duì)應(yīng)的相同相位構(gòu)成的連接線。24. 頻譜分析：時(shí)間域地震記錄經(jīng)傅立葉變換后轉(zhuǎn)化為頻率域地震信號(hào)，表示隨頻率變化的振幅或相位的函數(shù)，這個(gè)過(guò)程稱為頻譜分析。25. 最佳窗口：為了減少面波、直達(dá)波和折射波的干擾，可以把接收地段選擇在既不受面波影響也不受折射波影響的地段，這種最佳接收地段稱為最佳窗口。26. 惠更斯原理：在彈性介質(zhì)中，已知T時(shí)刻的同一波前面上的各個(gè)點(diǎn)，可以把這些點(diǎn)看做從該時(shí)刻產(chǎn)生子波的新的點(diǎn)震源，經(jīng)過(guò)任何一個(gè)T時(shí)刻后，這些子波

5、的包絡(luò)面就是波T+T時(shí)刻到達(dá)的新的波前面。27. 吉普斯現(xiàn)象：數(shù)字頻率濾波的有限性造成的頻率特性曲線的傾斜波動(dòng)。28. 主頻和頻寬：主頻：振幅曲線極大值對(duì)應(yīng)的頻率。頻寬：脈沖信號(hào)的大部分能量集中在主頻附近的頻率范圍，這個(gè)范圍的寬窄叫做頻帶寬度。29. 干擾剖面：是一種小道間距，小偏移距，多個(gè)排列組成的剖面。30. 速度譜：我們把地震波的能量（或平均振幅、道間相關(guān)系數(shù)、相似系數(shù)）相對(duì)于波的傳播速 度的變化規(guī)律（曲線）稱為速度譜。31. 半波損失：指地震P波由致密介質(zhì)向稀疏介質(zhì)傳播時(shí)在界面上所產(chǎn)生的壓縮波前經(jīng)反射后變?yōu)橄∈璨ㄇ暗默F(xiàn)象。32. 互換點(diǎn)：在甲點(diǎn)激發(fā)地震波，在乙點(diǎn)接收；或者在乙點(diǎn)激發(fā)，甲

6、點(diǎn)接收。這兩種情況下，同一界面上的反射波或折射波所走路程相同，傳播時(shí)間相等，所以甲、乙兩點(diǎn)稱為互換點(diǎn)。33. 反射波觀測(cè)系統(tǒng)：簡(jiǎn)單連續(xù)觀測(cè)系統(tǒng)、間隔連續(xù)觀測(cè)系統(tǒng)、延長(zhǎng)時(shí)距曲線觀測(cè)系統(tǒng)。34. 地震映像法：是基于反射波法中的最佳偏移距技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種常用淺地層勘探方法。二、論述題1. 用自己理解的語(yǔ)言描述惠更斯菲涅耳原理和費(fèi)馬原理答：a.惠更斯原理：在彈性介質(zhì)中，t時(shí)刻的同一波前面上的各點(diǎn)，可以把這些點(diǎn)看作從該時(shí)刻產(chǎn)生子波的新的點(diǎn)振源，經(jīng)過(guò)t時(shí)刻后，這些子波的包絡(luò)面就是t+t時(shí)刻新的波前面。據(jù)惠更斯原理可以從已知波前面的位置求出以后各時(shí)刻波前面的位置。但是，惠更斯原理只給出了波傳播的空間幾何位

7、置，而沒(méi)有描述波到達(dá)該位置時(shí)的物理狀態(tài)。菲涅爾補(bǔ)充：由波前面上各點(diǎn)所產(chǎn)生的子波，在觀測(cè)點(diǎn)上相互干涉疊加，其疊加結(jié)果就是我們?cè)谠擖c(diǎn)觀測(cè)到的總振動(dòng)。b.費(fèi)馬原理彈性波的傳播，除了可用波前來(lái)描述外，還可用射線來(lái)描述：費(fèi)馬原理（射線原理）：波沿射線傳播的時(shí)間和沿其它任何路徑傳播的時(shí)間相比為最小。即波沿旅行時(shí)最小的路徑傳播。這一最小路徑稱作射線。2. （作業(yè)）從反射波和折射波的形成機(jī)制分析反射波和折射波的形成條件。分析：反射波和折射波形成的共同條件是地層存在波阻抗差異，即存在地層界面。滿足這一條件后有兩種情況：地震波從高速介質(zhì)入射到低速介質(zhì)的情況：此時(shí)V1>V2，在不垂直入射的情況下總有=>

8、，此時(shí)反射波存在，但不存在折射波，即使垂直入射時(shí)也只存在反射波不存在折射波。地震波從低速介質(zhì)入射到高速介質(zhì)的情況：此時(shí)V1>V2存在反射波。當(dāng)逐漸增大時(shí)，會(huì)達(dá)到臨界角ip=arcsin（V1/V2），此時(shí)=90°，從此透射波變?yōu)榛胁ㄑ亟缑鎮(zhèn)鞑?，所到之處?huì)在介質(zhì)W1中產(chǎn)生新的折射波。3. （作業(yè)）一以30度為出射角的反射波的視周期40MS，視波長(zhǎng)為250m，計(jì)算視頻率和介質(zhì)中的波速，當(dāng)視周期不變，出射角變?yōu)?0度時(shí)，視頻率，視波數(shù)，視波長(zhǎng)以及視速度有無(wú)變化，若變化，應(yīng)為多少？ 答：4. （作業(yè)）滿足臨界條件時(shí)，產(chǎn)生滑行波和沿界面?zhèn)鞑サ睦辗虿ㄓ泻螀^(qū)別？ 答：勒夫波是SH型橫波，在

9、近地表覆蓋層中出現(xiàn)，屬于面波?；胁ㄊ强v波，在地層分界面上出現(xiàn)，屬于體波。5. （作業(yè)）敘述視速度定理（包含圖）？視速度：就是沿測(cè)線方向觀測(cè)到的傳播速度。視速度定理：V=V*cose= V*sin，V*表示視速度，V表示真速度，e為地震波射線與其自身的地表投影的夾角，為地震波射線與地面法線的夾角。（1）當(dāng)90°時(shí)，波沿測(cè)線方向入射到觀測(cè)點(diǎn)，傳播方向就是測(cè)線方向，V*=V。此時(shí)波的視速度等于真速度。（2）當(dāng)=0°時(shí)，即波垂直測(cè)線方向傳播,有V*。此時(shí)波前同時(shí)到達(dá)地面各點(diǎn),各點(diǎn)間沒(méi)有時(shí)間差,好像波沿測(cè)線方向傳播速度為無(wú)窮大一樣。（3）當(dāng)由0°變到90°時(shí)，V

10、*則由無(wú)限大變至V。一般情況，視速度V*大于真速度V，即V*V。（4）若波速 V不變，視速度V*的變化反映了地震波入射角的變化。6. （作業(yè)）簡(jiǎn)述大地對(duì)地震波的濾波作用？ 答：介質(zhì)吸收系數(shù)的大小與頻率有關(guān)，頻率越高，吸收系數(shù)越大。因此，地震波隨著傳播距離的增大，高頻成分很快被吸收，而只保留較低的頻率成分。這樣，地震波在實(shí)際介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)相當(dāng)于一個(gè)低通濾波器，濾去了較高的頻譜成分而保留了較低的頻率成分。這種作用又稱為大地的濾波作用。7. （作業(yè)）影響巖土層地震波速度的主要因素有？答：巖石礦物成分與結(jié)構(gòu)、密度、孔隙度以及孔隙度中流體的物理性質(zhì)和飽和度。8. 巖土層地震波速度隨孔隙率的增大而減小

11、，隨密度增大而 增大 。9. 激發(fā)點(diǎn) 和 接收點(diǎn)之間的相互關(guān)系稱為觀測(cè)系統(tǒng)。10. （作業(yè)）相遇時(shí)距曲線觀測(cè)系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以解決哪些地質(zhì)問(wèn)題？ 答：可以解決地下界面起伏較大或者不甚規(guī)則時(shí)測(cè)得結(jié)果只能獲得激發(fā)點(diǎn)處界面深度而無(wú)法反映界面起伏情況的問(wèn)題，從而減小觀測(cè)誤差。11. （作業(yè)）采用雙重時(shí)距曲線觀測(cè)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，可以獲得哪些信息？答：界面的起伏情況。可計(jì)算界面深度?？闪私庹凵浣缑媸欠裼写┩脯F(xiàn)象。可了解折射界面是否有橫向速度變化。用來(lái)延長(zhǎng)某些需要加長(zhǎng)的時(shí)距曲線。12. （作業(yè)）在折射波法勘探中，在傾斜界面的上傾方向接收，當(dāng)i<時(shí)，折射波時(shí)距曲線會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？分析：i<時(shí)，

12、時(shí)距曲線斜率為負(fù)，V*為負(fù)，較遠(yuǎn)路徑的折射波先于近路徑的折射波到達(dá)，這是因?yàn)榻缑嫠俣雀哂诟采w層的速度，遠(yuǎn)接收點(diǎn)處的折射波的傳播時(shí)間小于近接收點(diǎn)。時(shí)距方程為：（i=） （i<） 13. （作業(yè)）什么是地震勘探的橫向和垂向分辨率？影響分辨率的因素有哪些？如何提高分辨率？ 答：畫(huà)圖！橫向分辨率：是指地震記錄沿水平方向能夠分辨的最小地質(zhì)體的寬度。垂向分辨率：是指地震記錄沿垂直方向能夠分辨的最薄地層的厚度，它與薄層頂、底面反射波的時(shí)差和振幅變化大小有關(guān)。影響分辨率的因素：勘探深度，頻率。分辨率隨深度增加而變差，隨著頻率的提高而得到改善。提高分辨率的方法：可以采用橫波勘探來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)闄M波傳播速度比縱

13、波低，同一薄層頂?shù)酌鏅M波傳播時(shí)差比縱波大，可以使 t ；縮短地震波延續(xù)時(shí)間，即所謂改造縱波的辦法；提高地震波的高頻成分，加寬頻帶寬度。14. （作業(yè)）動(dòng)校正的目的是什么？如何求出動(dòng)校正量？影響動(dòng)校正效果的主要因素有哪些？ 答：目的：消除炮檢距變化在不同疊加道中所造成的反射波的旅行時(shí)差（正常時(shí)差），使疊加后該點(diǎn)的有效反射得到加強(qiáng)。方法：速度分析方法求動(dòng)校正量。其中V用速度掃描的方法求出。影響因素：偏移距的選擇，雙程垂直時(shí)間的測(cè)量及波速的估計(jì)。15. （作業(yè)）水平疊加技術(shù)壓制干擾波的原理是什么？ 答：將來(lái)自同一反射點(diǎn)的各反射信號(hào)，校正對(duì)齊后疊加，使來(lái)自該點(diǎn)的有效反射波得到加強(qiáng)，而使多次反射波和其它

14、干擾波相對(duì)地減弱，從而提高時(shí)間剖面的信噪比。16. （作業(yè)）簡(jiǎn)介數(shù)字濾波方法壓制干擾波的原理和方法？ 答：數(shù)字濾波方法利用干擾波和有效波在頻譜或視速度方面的差異來(lái)壓制干擾。頻率濾波只需對(duì)單道資料進(jìn)行運(yùn)算，稱為一維頻率濾波；視速度濾波用多道資料進(jìn)行運(yùn)算，稱為二維視速度濾波。17. 最佳偏移距技術(shù)答：所謂最佳偏移距技術(shù)是在廣角反射測(cè)量的最佳窗口內(nèi)選擇一個(gè)點(diǎn)接收反射波，在這一點(diǎn)上，目的層的反射波具有較好的信噪比和分辨率，并將這個(gè)偏移距定為最佳偏移距。18. （作業(yè)）什么是廣角反射技術(shù)？簡(jiǎn)述廣角反射技術(shù)的特點(diǎn)。 答：在臨界角附近進(jìn)行反射波測(cè)量的方法稱為廣角反射測(cè)量。特點(diǎn)：在波阻抗差異較小的弱反射界面上

15、，也能得到較強(qiáng)的廣角反射信號(hào)；在臨界角附近，反射波在相位上也會(huì)有相應(yīng)的變化。由于廣角反射測(cè)量要求接收點(diǎn)和震源點(diǎn)必須保持較大的距離，這樣也就避開(kāi)了震源點(diǎn)附近各種地滾波、面波等的干擾，突出了反射信號(hào)。19. （作業(yè)）簡(jiǎn)述用一維數(shù)字濾波法壓制高頻聲波的方法步驟（加圖）。 答：對(duì)地震記錄進(jìn)行頻譜分析，確定有效波和干擾波的頻率特征。設(shè)計(jì)理想的帶通濾波器：根據(jù)有效波的頻率分布范圍f1-f2，設(shè)計(jì)帶通濾波器，其頻率函數(shù)為H(f),在有效波頻率范圍內(nèi)，頻率函數(shù)為1，在其它頻率范圍內(nèi)，頻率函數(shù)為0。進(jìn)行濾波計(jì)算：對(duì)地震記錄x(t)進(jìn)行傅里葉變換，得到其頻譜，將其與濾波器頻率函數(shù)相乘，得到壓制了干擾信號(hào)的輸出信號(hào)

16、。20. （作業(yè)）制作干擾波調(diào)查剖面，可以獲得哪些信息。答：研究干擾波的目的在于對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)的各種波進(jìn)行抽樣，了解各種波動(dòng)的特征，對(duì)干擾波采取相應(yīng)的措施，從而獲得良好的反射地震記錄。21. （作業(yè)）淺層反射波勘探的主要干擾波有那些？各有那些特征？答：規(guī)則干擾波：聲波、面波、工業(yè)電干擾、重復(fù)沖擊、虛反射、交混回響、多次反射、側(cè)面波、底波。不規(guī)則干擾波：微震、高頻背景、低頻背景聲波特點(diǎn)：速度穩(wěn)定，頻率高，延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，在地震記錄上呈現(xiàn)強(qiáng)而尖銳的波至。面波特點(diǎn)：頻率低，能量強(qiáng)，延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，速度小于橫波速度，在地震記錄上呈掃帚狀，且有頻散現(xiàn)象。工業(yè)電干擾特點(diǎn)：50Hz正弦干擾波，振幅大小受輸電電壓、輸電線粗

17、細(xì)、檢波器電纜與輸電線的距離、檢波器電纜的漏電情況制約。多次反射波特點(diǎn)：與正常反射波相似，只是傳播時(shí)間低于相同t0時(shí)間的正常反射波，時(shí)距曲線斜率大，對(duì)于簡(jiǎn)單的多次波，其旅行時(shí)間與對(duì)應(yīng)的一次波近似為倍數(shù)關(guān)系。側(cè)面波特點(diǎn)：水中側(cè)反射視速度為海水的波速（1500m/s），陸地勘探時(shí)，在地形變化劇烈的黃土高原或陡地層也會(huì)產(chǎn)生側(cè)反射。底波特點(diǎn)：頻率(10-20Hz)低，視速度(1000m/s)小，橫向衰減慢，延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。虛反射特點(diǎn)：伴隨在正常一次反射波之后，使正常反射波波形復(fù)雜化，相位數(shù)目增多，其波形、頻率、視速度、振幅與正常反射波相似，難以分辨，利用垂直疊加或反褶積有可能壓制它。重復(fù)沖擊特點(diǎn)：波的視速

18、度與一次波相同，使后來(lái)的正常反射受到干擾。微震特點(diǎn)：頻帶寬(1-150Hz),統(tǒng)計(jì)相關(guān)半徑為6-9m，強(qiáng)度不一，主要取決于激發(fā)接收瞬間的周?chē)鷹l件。22. （作業(yè)）影響反射波振幅的因素有那些？在低速層中哪一中因素哪種因素表現(xiàn)最明顯？答：入射角大??；震源類(lèi)型；波前擴(kuò)散；吸收衰減；反射系數(shù)；反射界面形態(tài)；接收條件。在低速層中吸收系數(shù)表現(xiàn)最明顯，低速層疏松，吸收作用相當(dāng)強(qiáng)烈。23. （作業(yè)）如何選擇最佳窗口？答：最佳窗口要結(jié)合理論計(jì)算和實(shí)地試驗(yàn)來(lái)選擇確定。選擇最佳窗口時(shí)，靠近震源一邊受面波限制，遠(yuǎn)離震源一邊受振幅和相位變化的控制，如果兩層介質(zhì)波速相差比較大，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，離震源最遠(yuǎn)的檢波器的距離不得大于界

19、面深度的1.5倍。反之，如果速度相差得很小，這個(gè)距離可適當(dāng)放寬。24. （作業(yè)）解釋折射界面深度的t0、函數(shù)法的應(yīng)用條件是什么？如不滿足這一應(yīng)用條件會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？答：前提條件是：折射面的曲率半徑比其埋深要大得多；界面傾角小于15°；地震波沿折射面滑行時(shí)沒(méi)有穿透現(xiàn)象。如不滿足這一應(yīng)用條件：對(duì)于兩翼坡度較大的凹界面或凸界面，解釋結(jié)果將改變界面的中心地段的h值，前者偏小，后者偏大。這種誤差必然使折射界面的起伏變得平緩。25. 用自己理解的方式解釋組合檢波的原理，并畫(huà)出圖形示意26. 用自己的理解來(lái)介紹水平疊加原理，畫(huà)圖輔助解釋。27. 給出圖，指出基階和高階面波，為什么？28. 面波法勘

20、探的用途有哪些。答：1）工程地質(zhì)勘察2）地基加固處理效果評(píng)價(jià)3）巖土的物理力學(xué)參數(shù)原位測(cè)試4）地下土洞探測(cè)5）飽和沙土層的液化判別6）滑坡調(diào)查29. 穩(wěn)態(tài)面波法和瞬態(tài)面波法中，穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的區(qū)別。答：穩(wěn)態(tài)面波勘探是在地面使用穩(wěn)態(tài)震源以一固定頻率激發(fā)垂向簡(jiǎn)諧振動(dòng)，瑞利面波以單頻諧波的方式傳播，在地面用檢波器接收面波，根據(jù)相位差或時(shí)間差法計(jì)算這一頻率面波的速度VC。改變震源的頻率，重復(fù)測(cè)量和計(jì)算，即可得到不同頻率的面波速度，從而獲得VC-f 曲線。瞬態(tài)面波法勘探利用瞬態(tài)沖擊力作震源激發(fā)面波，地表在脈沖荷載作用下，產(chǎn)生波動(dòng)。在離震源稍遠(yuǎn)處，用傳感器記錄面波的垂直分量。對(duì)記錄的面波信號(hào)作頻譜分析和處理，計(jì)算并繪制VR頻散曲線，根據(jù)頻散曲線特征分析解決