專題二 面波勘探技術(shù)

1、專題二 面波勘探技術(shù)1預(yù)備知識：相關(guān)分析 用途： 分析道間相似程度； 求取靜校正時移量。2（一）相關(guān)系數(shù)與相關(guān)函數(shù)設(shè)有兩個地震道 ，其離散序列為 ， 相關(guān)系數(shù)定義： 或歸一化相關(guān)系數(shù)： 3若 ，表示x、y不相關(guān)；若 ，表示x、y密切相關(guān)，甚至一致；若 ，表示x、y負(fù)相關(guān)，甚至剛好相反。 4互相關(guān)函數(shù)表示將 移動 值后與yn去求相關(guān)。若 ，使得 達(dá)到最大值，表示x、y之間具有時移量m。如此可以求取靜校正量。5（二）自相關(guān)、互相關(guān)和多道相關(guān)自相關(guān)： 在 時有最大值，且為偶函數(shù)?；ハ嚓P(guān)：在=0 時不一定有最大值，且也不一定為偶函數(shù)。6多道相關(guān)：設(shè)有多道記錄 則：亦可表示為： 7（三）相關(guān)分析的應(yīng)用求

2、取道間時移量求取地震子波設(shè)地震記錄為 ，子波函數(shù)為 ，反射系數(shù)序列為 ，則根據(jù)褶積模型有：設(shè)反射系數(shù)序列為隨機序列，則有：8由此得到地震子波的振幅譜。然后，根據(jù)地震子波的相位延遲性質(zhì)（最小相位、最大相位、零相位等），便可根據(jù) 恢復(fù)出地震子波函數(shù) 。（非零相位時，有Z變換法和同態(tài)法等）9相關(guān)濾波對相鄰道，在一定時窗內(nèi)，采用不同時延找出相應(yīng)的最大的互相關(guān)值，然后以互相關(guān)值乘以原地震數(shù)據(jù)輸出，即實現(xiàn)了相干濾波。相干濾波主要是用來壓制隨機噪聲或陡傾角的相干噪聲。10 面波法與巖土工程勘察密切相關(guān)： 巖土力學(xué)參數(shù) 如：面波速度 與地基承載力 單 位：kPa）的關(guān)系： 表示沉降量s與承載板寬度b 之比（s

3、/b） 為0.02時的地基承載力的標(biāo)準(zhǔn)值。11面波勘探方法的基礎(chǔ) 面波的頻散特征： 頻散：對于不同的頻率成分，波在傳播 時表現(xiàn)出的傳播速度不同。 熟悉“相速度”、“群速度”概念。12面波的勘探方法分類：方法：頻域觀測的穩(wěn)態(tài)法：利用儀器控制，每次只發(fā)射一個固定頻率的諧波，并觀察其傳播速度的方法。這種方法成熟，但時間長、儀器笨重、效率低；方法：時域觀測的瞬態(tài)法：與常規(guī)方法的激發(fā)方式一樣，一次激發(fā)出頻率成分非常豐富的地震波，然后通過數(shù)據(jù)處理手段，獲得不同頻率的面波的傳播速度的方法。這種方法的儀器輕便，且實施過程簡單、快捷，效率高，缺點是不如穩(wěn)態(tài)法直觀。13一、面波勘探原理 、 的頻譜：若不考慮振幅因

4、素，則： 式中 ； 所以： 因此，只要求出相鄰兩道的相位差，即可求得相速度。 其對應(yīng)的波長：14由于面波是在近地表約一個波長范圍內(nèi)長波的。由半波長理論，所測量的瑞雷波的平均速度 可以認(rèn)為是在1/2波長深度處介質(zhì)的平均彈性性質(zhì)。 其勘探深度： 可見，勘探深度與 f 有關(guān)。另：面波的勘探精度受 影響，因主相位為 ， 太大，可能使相鄰道之間跨相位; 太小，則效率低，甚至可能達(dá)不到勘探深度要求。 經(jīng)驗表明： 取 15二、瞬態(tài)瑞雷波法資料采集 激發(fā)：垂擊、落重、爆炸。 檢波器：選擇固有頻率較低的檢波器 （保證勘探深度） 盡可能采用垂直疊加，提高信噪比。16三、資料處理 頻率濾波：采用零相位濾波器，注意合 理的帶寬。 對直達(dá)波和折射波進(jìn)行切除。 計算相位差 ： 自功率譜： 互功率譜： 可見：互功率譜 的相位即為 、 的相位差。17 原始波形： 濾波后的波形：18 相干分析：為保證計算結(jié)果的正確性，對信噪 比不等的各個頻率成分應(yīng)用相干分析。 定義相干函數(shù)：要求采用 的頻率部分所對應(yīng)的相位來計 算面波速度： 制作頻散曲線: 及 曲線19頻散曲線：20四、資料解釋 頻散曲線解釋：“之”字