地震透射波法
1.5地震折射波法
由于基岩面是一个良好的折射面且起伏不大，地震地质条件较好。由图中明显看 出，测线中部基岩隆起，右侧有深槽，后经钻孔和全线施工开挖证明，精度较好。
应用实例介绍4：探测构造破碎带
图为某水库选择坝址进行浅层折射勘探的一个实例。
由于构造破碎带内的物质胶结较松散，波速低，因此，地质上的破碎带往往 都是地震上的低速带。
t1 t O1 ABD t 2 t O2 ECD界 面 示 意 图
如何构制（x）曲线？
由t0(x)及（x）的 表达式得:
t0(x)=t1 +t2 -T=t1 -△t (x)= t 1 – t 2+T= t1 + △t
折射波法资料处理解释系统流程框图
折射波时距曲线的绘制
要进行定量解释，必须先绘制时距曲线。
时距曲线的检查
(1)互换时间的相等性 (2)时距曲线的平行性 (3)动力学标志
如图 (a)所示。 如图 (b)所示。
根据振幅、频率及波形的变化是判断一个新波到达的重要判据。
5.2.2.1 常见地质构造现象的时距曲线 1．透镜体和尖灭层的折射波时距曲线
低速带会使波传播在时间上产生滞后，且使能量衰减、频率变低。因此，可 据记录上折射波能量的衰减及频率的变化情况与时距曲线上波速特征来判断破碎 带的存在和位置。
由图中可见：测线中段桩号4570m范围内的基岩波速(2000m/s) 与两侧的基岩波速(4000m/s)有 明显差异，此范围的低速异常与 波形记录上桩号70m附近有效波 振幅的明显衰减一致，因而推断 出这一段为构造破碎带的位置。
②道和道距：折射波法勘探中一般采用单个检波器作为一道 接收，而不搞组合检波，其主要原因就是它不需要考虑压制 面波干扰问题，因为目前所考虑的折射波仅仅只是首波，即 是最先到达的波。
地震波的反射投射和折射
§地震波的反射、透射和折射序：在§中讨论了无限均匀完全弹性介质中波的传播情况。
当地震波遇到岩层界面时，波的动力学特点会发生变化。
地震勘探利用界面上的反射、透射和折射波。
一、平面波的反射及透射同光线在非均匀介质中传播一样，地震波在遇到弹性分界面时，也要发生反射和透射。
首先讨论平面波的反射与透射。
（一）斯奈尔（snell）定律1.费马原理（最小时间原理）波从一点传播到另一点，以所需时间最小来取传播路径。
如图，波从匕点传到匕点。
速度均匀时，走路径①，直线，t最小,s也最小。
速度变化时，走路径②，曲线，t最小,S不最小。
注意:时间最小，不一定路程最小（取决于速度）。
例1:人要去火车站（见图）。
方法①从A步行到B,路程短，用时却多。
方法②从A步行到C,再坐车到B,路程长，用时却少。
C公汽站步行速度V：也>>£ 汽车速度V：例2：尽快地将信从A送到B①傻瓜路径②经验路径2.反射定律、透射定律、斯奈尔定律波遇到两种介质的分界面，就发生反射和透射（注：地震透射、物理折射）。
（1）反射定律：反射波位于法平面内，反射角二入射角。
注：法平面——入射线与界面法线构成的平面，也叫入射平面或射线平面。
入射角二反射角与下式等价:③最小时间路径，满足透射定律:sine? _ sin0（2） 透射定律透射线位于法平面内，入射角与透射角满足下列关系：sin a sina 7（3） 斯奈尔定律综合（1）和（2）式，有sin a _ sine/） _ sina 2 _ ------ = -------- = ------- —=r X 匕 V 2这就是斯奈尔定律，P 叫射线参数。
• • • •推广到水平层状介质有：sin er, _ sina 2 _ _ sin a n _V. V 2匕注：斯奈尔定律满足费马原理，上例2中把信曲A 送到B 路径③是最小时 间路径，它满足透射定律（用高等数学求极值可证明）。
地震勘探原理和方法
地震勘探原理和方法地震勘探是一种地球物理勘探方法，通过研究地震波在地壳中的传播规律来推断地下岩层的性质和形态。
本文将介绍地震勘探的基本原理和方法，包括地震波传播原理、地震波探测方法、数据采集技术、数据处理技术、地质解释技术、地球物理测井技术和地震勘探仪器设备等方面。
1.地震波传播原理地震波是指地震发生时产生的波动，包括纵波和横波。
纵波是压缩波，在地壳中以波的形式传播，横波是剪切波，在地壳中以扭动的方式传播。
当地震波在地壳中传播时，遇到不同密度的岩层会发生反射、折射和透射等现象，这些现象是地震勘探的基础。
2.地震波探测方法地震波探测方法包括折射波法和反射波法。
折射波法是通过测量地震波在地壳中传播的速度和时间来推断地下岩层的性质和形态。
反射波法是通过测量地震波在地壳中反射回来的信号来推断地下岩层的性质和形态。
在实际应用中，通常采用折射波法和反射波法相结合的方式来提高地震勘探的精度和分辨率。
3.数据采集技术数据采集技术是地震勘探的关键之一，它包括野外数据采集和室内数据采集。
野外数据采集是在野外布置观测系统，通过激发地震波并记录地震信号来进行数据采集。
室内数据采集则是在室内通过计算机系统对野外采集的数据进行处理和分析。
4.数据处理技术数据处理技术是地震勘探的关键之一，它包括预处理、增益控制、滤波、叠加、偏移、反演等步骤。
预处理包括去除噪声、平滑处理等；增益控制包括调整信号的幅度和相位；滤波包括去除高频噪声和低频干扰；叠加是指将多个地震信号进行叠加，以提高信号的信噪比；偏移是指将反射回来的信号进行移动，以纠正地震信号的偏移；反演是指将地震信号转换为地下岩层的物理性质，如速度、密度等。
5.地质解释技术地质解释技术是地震勘探的关键之一，它包括构造解释、地层解释和储层解释等方面。
构造解释是指根据地震信号推断地下岩层的构造特征和形态；地层解释是指根据地震信号推断地下岩层的年代、沉积环境和地层组合；储层解释是指根据地震信号推断地下油气储层的性质和特征。
地震折射波法反射波法
二、地震测线的布置 布置测线的原则： 测线为直线，尽量垂直地层或构造线走向； 测线均匀分布于全测区，最好与钻探线重合； 测线间距和疏密程度应根据地质任务、测区勘探程度 及探测对象等因素确定。 三、反射波法观测系统 1、简单连续观测系统 2、间隔连续观测系统 3、多次叠加观测系统
折射法：多用时距平面图表示。 反射法：多用综合平面图表示。形式简单，直观地表示 炮点和排列之间的关系。 1. 如图所示，O1、O2…O5是激发点，A、B、C、D表示互 换点，实线段O1A、AO2、O2B…等在水平直线上的投影正好 连续单次地覆盖了整条测线。
检波器又叫检震器，是把地震波到达引起地面微弱振动 转换成电讯号的换能装置。目前常用的检波器主要由线 圈、弹簧片和永久磁钢架及外壳组成。
检波器输出的信号电压和其振动时的位移初速度有关， 因此又叫速度检波器。
用晶体压电效应特性制成的晶体检波器，固有频率高的 特点，可以测量物体震动加速度，又叫加速度检波器。
如下图示：在O1、O2、O3…激发，在与M点为对称的S1、 S2、S3…接收R界面上同一点A的反射波。
A点：共反射点或共深度点。 M点：A的投影点，共中心点或共地面点。
S1、S2、S3…地震道：共反射点或共深度点）叠加道。 集合称CDP(共深度点)道集。
以炮检距X为横坐标，以反射波到达各叠加道的时间t为 纵坐标，可绘出对应A点的半支时距曲线。将炮点和接收点 互换，得到另半支时距曲线。
观测系统适用条件
单支时距曲线观测系统 适用于地质情况简单，折射界面规则且近水平情况。 特点：施工简单，效率高，界面起伏较大误差大，不适用。
相遇时距曲线观测系统 折射界面起伏明显，不规则。 特点：解释精度高，中间部分重复观测。
追逐时距曲线观测系统 对折射界面连续追踪，曲线形态和折射界面形态相关。 特点：时距曲线平行相似；界面上凸，则不平行
地震波在分层介质中的反射、透射与...
第1章 绪论1.1 弹性波场论概述在普通物理的力学部分，我们曾经着重讨论过物体在外力作用下的机械运动规律。
在讨论时，由于物体变形影响很小，我们将其忽略，而将物体视为刚体或简化为质点，这是完全正确的。
然而，实际上任何物体在外力作用下不仅会产生机械运动，而且会产生变形。
由于变形物体内部将相互作用，产生内力、应力和应变。
当应力或应变达到一定极限时，物体就会破坏，这一点在研究材料和工程力学中尤其要考虑，地球介质也不例外，地壳运动或地震都会产生地质体的应力或应变。
在弹性力学中，主要讨论对物体作用时的变形效应，物体不再假定为刚体，而是弹性体、塑性体，应当视为可变形体，我们研究的视角也从外部整体过渡到内部局部。
长期的生产实际和科学实验均已表明，几乎所有的物体都具有弹性和塑性。
所谓的弹性是指物体的变形随外力的撤除而完全消失的这种属性。
所谓的塑性是指物体的变形在外力的撤除后仍部分残留的这种属性。
物体的弹性和塑性受诸多因素影响而发生改变，并在一定的条件下相互转化。
因此，确切地，应当说成物体处于弹性状态或塑性状态，而非简单地说物体是弹性体或塑性体。
在弹性力学中，只讨论物体处于弹性状态下的有关力学问题，这时物体可称为弹性体。
由上所述，弹性力学又称弹性理论，研究的对象是弹性体，其任务是研究弹性体在外界因素（包括外力，温度等）作用下的应力、应变和位移规律。
简单地说，弹性力学就是研究弹性体的应力、应变和位移规律的一门学科。
弹性力学是固体力学中很重要的一个分支。
而固体力学是从宏观观点研究固体在外力作用下的力学响应的科学，它主要研究固体由于受外力作用所引起的内力（应力）、变形（应变）以及与变形有直接关系的位移的分布规律及其随时间变化的规律。
可见，应力、应变和位移是空间和时间的函数。
与固体力学对应的还有流体力学等。
固体力学还包括材料力学，断裂力学等等。
弹性力学本身又分为弹性静力学（Elasticity Statics ）和弹性动力学（Elasticity Dynamics ）。
第2章 地震折射波法_final_08
3.假频
计算机只能对离散数据进行运算。 采样：连续波形信号 离散信号。
子样：某离散信号瞬时值。
采样间隔△t：相邻子样的时间间隔。△t越小，所得一组离散值越 能代表原波形信号（模拟信号）的形状。
图4.5 假频现象
采样定理：
t
1
2 fmax
fmax ： 信 号 中 的 最 高 频 率 成 分 。 采样间隔为，那么采样频率为， 如图所示。
(3) 具有合适的通频带。（浅层高端频率可达300Hz，深层低端低至30Hz以 下。）
2.特殊要求
浅震探测规模、范围小，干扰因素复杂，严重影响有效波的接收和识别。
(1) 具有高分辨率。（较小地质体，详细分层。）
(2) 具有高信噪比。（浅震在人口密集、交通繁忙地区，外界干扰严重； 偏移距短，受震源干扰严重。）
图4.1 电动式检波器结构示意图
地震数据的记录格式
文件号（或炮号）：地震数据采集时，通常把 每放一炮所记录的全部数据存储在一个文件上， 并进行编号。
其数据存储是按事先规定的格式进行编排 存储的。SEG（美国勘探地球物理学会）通过 了SEG-2格式为工程地震仪的数据记录格式。
通常包含三部分内容：如图所示。
(3) 具有信号增强功能。（非炸药震源能量弱，叠加方式压制干扰。）
(4) 轻便、工作效率高。（浅震用于工程勘察，工作范围小、周期短、 流动性大。）
二、地震仪的主要组成部分
三大部分：记录仪，检波器、震源 浅震仪道数有12道、24道或48道。
1.检波器 作用：把地震波到达地表接收点处所引起的微弱机械振动转换
几个基本概念 1.分贝
放大倍数：输出信号振幅m1与输入信号振幅m2的比值。
地震折射波法、反射波法20102 (1)
视电阻率性质，电法勘探中视电阻率曲线的异常特征
电测深法与电剖面法异同点 中间梯度法 高密度电法装置特点及其视电阻率关系、比值常数 虚震源原理，虚震源法确定反射波反射点方法
复合对称四级电法勘探特点— 推断基岩性质及起伏形态
超前探测— 电法勘探应用，设计 综合平面图表示方法及图中各线意义 多次覆盖观测系统炮点移动位置计算，覆盖次数公式理解,勘探 目的层埋深通常为最大炮检距的1-1.5倍。 地震勘探资料解释，如断层在地震剖面上响应特征
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
应 用 地 球 物 理 复 习 参 考 题
应用地球物理 异常场 各向异性系数 电法勘探
时距曲线
炮检距 偏移距 观测系统、综合平面图 组合检波
纵向电导
横向电阻率 最佳勘探深度 勘探体积 视电阻率 视电阻率异常 折射波临界距离
横波、纵波、面波
共反射点 多次覆盖观测系统 CDP、动校正 反射波的最佳时窗
理解图中电测深视电阻率曲线和地质剖面图
(6)地震波的反射、透射和折射
2h[(V2 )2 V1
1
1] 2
一般情况下，折射波只有在炮检距大于两倍折射界面深度
时才能观测到，即
X M 2h
பைடு நூலகம்
折射波形成条件：下伏介质波速必须大于上覆介质波速
波的强度条件：速度界面是透射界面，波阻抗界面是反射界
面。当入射波振幅Ai一定时，T越大，则R越 小，即透射波强，反射波弱；反之，T越小， 则R越大，即透射波弱，反射波强。
折射波的形成
折射波：对于V2>V1的水平速度界面，由斯奈尔定律可知，当入
射角大于某临界角i时，可使透射角等于900，此时透
射波以V2速度沿界面滑行。根据斯奈尔定律，可求得
R AR Zn Zn1 Ai Zn Zn1
反射波形成条件：地下岩层存在波阻抗分界面，即
Zn Zn1;
R0
反射系数R的取值范围及其极性：
1 R 1
R有正负值，当R>0，Zn>Zn-1，反射波和入射波相位相同，都 为正极性，地震记录初至波上跳；当R<0，Zn<Zn-1，反射波和入射 波相位相差1800，入射波与反射波反相，反射波为负极性，地震记 录初至波下跳。
(6)地震波的反射、透射和折射 入射波、反射波、透射波和界面法线的关系
反射波的形成 反射定律：反射角等于入射角，反射线、入射线位于反射界面
法线的两侧，反射线、入射线和法线位于同一个平 面内。
波阻抗Z：密度和波速的乘积射角称为波阻抗。上、下两层介质
的波阻抗差别越大，反射波越强。 Z V
反射系数R：反射波振幅和入射波振幅之比称为反射系数。
临界角i为
折射波的形成与传播
sin i V1 V2
1实验一地震勘探实验（折射波法）
1实验一地震勘探实验（折射波法）实验一地震勘探实验（折射波法）一、实验原理地震勘探是根据人工激发（爆炸或撞击地面）的地震波在地下传播过程中，遇到弹性性质不同的地震界面后，在地层中产生反射和折射，部分地传回地表，用专门的仪器记录返回地面的波的旅行时间，研究振动的特征，来确定产生反射或折射的界面的埋深和产状，并根据所观测的地震波在介质中传播速度及波的振幅与波形变化，探讨介质的物性与岩性。
就波的传播特点而言，地震勘探一般可分为反射波勘探和折射波勘探。
二、实验目的1.了解地震勘探的原理；2.了解地震勘探工作布置及观测方法；3.掌握地震勘探数据采集、处理和解释，熟练操作相关软件。
三、实验仪器Strata Visor NZⅡ数字地震勘探仪。
Strata Visor NZⅡ地震勘探系统一般由主机、多芯电缆、检波器、触发器、震源（大锤或炸药）、铁板、直流电源、直流电源线以及数据采集、处理和解释软件等。
四、实验步骤1.在工区布设测线在工区布设测线，原则：由南向北、由西向东测线号与测点号依次增大。
使用皮尺标注检波器位置与激发点位置。
2.连接仪器的各个部分将主机、电源、多芯电缆、检波器、大锤、触发器按正确的方式一一连接起来。
注意：各接口均使用“防呆”设计，电缆插头与对应的插槽才能连接，电缆插头与非对应的插槽不能连接。
禁止暴力插拔各插头、插槽，以防仪器损坏。
3.采集开机后，直接进入SCS软件。
（1）survey--new survey菜单：设置测区名称和测线号；（2）system--set date/time菜单：设置时间、日期；（3）geom--survey mode菜单：设置地震勘探类型，本次实验为折射波勘探，即refraction；geom--geophone interval菜单：设置检波器距离，即道间距，本次实验设为2m；geom--group/shot location菜单：设置shot coordinate炮点坐标、geophone coordinate检波器坐标（自动或手动设置）、gain 增益（本次实验设为HIGH 36）、use道设置（可选DATA、INACTIVE等，本次实验设为DATA）、freeze道冻结（叠加冻结，本次实验设为NO）等；（4）acquisition--sample interval/record length菜单：设置时间采样间隔、记录长度（时窗）和delay延迟，本次实验sample interval设为0.25ms，record length设为0.25m，delay 设为0；acquisition--filter菜单：滤波器设置，本次实验屏蔽采集滤波器，设为FILTER OUT；acquisition--correlation菜单：相关设置，本次实验屏蔽相关，设为OFF；acquisition--stack option菜单：叠加设置，本次实验设为auto stack，即自动叠加；acquisition--specify channels菜单：选定某些道，屏蔽某些道。
地震勘探第二章--地震波的产生和类型1
弹性模量描述了物体的弹性性质。 弹性模量描述了物体的弹性性质。常用的弹性模量有五个 1、杨氏模量E 、杨氏模量 杨氏模量是最简单的沿一个方向拉伸或压缩的情况， 杨氏模量是最简单的沿一个方向拉伸或压缩的情况 ， 应力与 应变成正比，其比例常数E即杨氏模量 即杨氏模量。 应变成正比，其比例常数 即杨氏模量。它表示物体对受力作用 的阻力(或形变 的度量．坚实物体对拉伸力的阻力愈大(或形变 或形变)的度量 的阻力 或形变 的度量 ． 坚实物体对拉伸力的阻力愈大 或形变 愈小)， 值愈大。 愈小 ，则E值愈大。T=E*e 值愈大 2．体变模量K ．体变模量 在静水压力均匀作用在物体上时， 在静水压力均匀作用在物体上时 ， 应力与应变的比例常数是 体变模量K。如果静水压力为P， 体变模量 。如果静水压力为 ，它使物体体积相对产生微小变 定义为： 化 θ ，则K定义为： 定义为
⑵菲涅尔原理：（惠氏原理的补充） 菲涅尔原理： 惠氏原理的补充） 任一点子波视作来自各方向子 波的迭加的总振动。 波的迭加的总振动。 同一波阵面上的各点所发出的子波 经传播在空间相遇时可以相互迭加 产生干涉。 产生干涉。 在某观测点观测到的是来自各点子 波迭加后的总扰动。 波迭加后的总扰动。
费马原理（最小时间原理）
γ
PS
1
2
P
12
P
γ
S
(p1s1、p1s2为转换波) 为转换波)
第二章 地震波的产生和类型
地震波是弹性波
纵波 横波 面波 反射波 透射波 折射波
地震波在岩石中传播 讨论条件： 一、 讨论条件： ⒈波动—是质点振动在介质中的传播 波动 是质点振动在 弹性波或 为弹性波或机械波 地下岩石 岩石为 ⒉地下岩石为均匀的各向同性的完全 弹性体 岩石存在有两面性： 存在有两面性 ⒊岩石存在有两面性：弹性和塑性
透射法槽波地震勘探技术在采煤工作面的应用
2019年第11期西部探矿工程*收稿日期：2019-03-13修回日期：2019-03-21作者简介：赵护林（1965-），男（汉族），陕西渭南人，工程师，现从事煤炭地质工作。
透射法槽波地震勘探技术在采煤工作面的应用赵护林*（山西省煤炭地质144勘查院，山西洪洞041600）摘要:槽波地震勘探技术是近年来发展起来的矿井物探新技术、新方法。
以山西某矿150117工作面为例，阐述了槽波地震勘探技术在解决采煤工作面内隐伏地质构造方面的应用效果。
关键词：槽波；采煤工作面；地质构造中图分类号：P632文献标识码：B 文章编号：1004-5716(2019)11-0145-03槽波地震勘探是利用在煤层中激发、煤层中传播、煤层中接收的导波，来探测煤层不连续性的—种物探方法。
槽波勘探，属于地震勘探的一个分支，可以查明采煤工作面内隐伏断层、陷落柱、冲刷带、煤层变薄带等地质构造，具有探测距离大、精度高、抗干扰能力强、信噪比高以及最终成果直观的优点，尤其在探测精度和距离上，优于其他矿井物探方法。
下面以山西某矿150117工作面为例，分析说明透射法槽波地震勘探技术在采煤工作面的应用效果。
1勘探区地质概况1.1矿区地质概况该矿区位于山西地台中部，祁吕贺“山”字型构造，前弧东翼之外侧，山西经向构造亚带与阳曲—盂县纬向构造带结合部位之东南隅，沁水坳陷的东北边缘，地处太原东山背斜南翼与晋中新断陷接壤部位。
区域以断裂为主，褶皱次之，地质构造总体上近东西走向，倾向向南的单斜构造，北山地区的一系列NE 向断层构成的山前断裂带，对西北部低山区和东南部丘陵的形成起到控制作用。
煤矿开采15号煤层过程中，揭露了一些断层、褶皱、陷落柱等构造，15号煤层共揭露55条断层，均为正断层，落差在1.2~40m 之间，其中落差大于或等于10m 的断层4条，落差小于10m 且大于或等于5m 的断层13条，其余断层落差均小于5m 。
1.2矿井工作面地质概况该矿150117工作面位于矿井东南部，开采石炭系上统太原组15号煤层，煤的密度为1.44g/cm 3，煤层厚度从1.97~7.15m ，平均煤厚5.97m ，煤层倾角小于8°，煤层稳定可采，有两层夹矸，厚度为0.2m 和0.4m 。
地震波反射与透射特性的实验与模拟研究
地震波反射与透射特性的实验与模拟研究地震波反射与透射特性的实验与模拟研究摘要：地震波转换现象是地震波在介质界面处发生反射和折射的过程，它是地球物理勘探的基础。
本文通过实验和数值模拟研究了地震波转换现象的特性，阐述了地震波反射与透射规律，并对其机理进行了分析和讨论。
实验结果与数值模拟结果互相验证，得出了准确的结论。
本研究对于地质和地球物理领域的研究有着重要的意义。
关键词：地震波，反射，透射，实验，模拟，特性1. 引言地震波转换现象是地震波在介质间界面处发生反射和折射的现象。
它是地球物理勘探中的核心问题之一，也是研究地质构造和地下资源勘探的重要手段。
地震波的反射与透射特性的研究对于地球物理勘探具有重要的意义。
本文通过实验和数值模拟研究，探索了地震波反射与透射特性的机理与规律。
2. 实验方法2.1 实验装置我们设计了一套地震波实验装置，包括震源、接收器、模拟介质和土壤模型。
震源用来产生地震波，接收器用来接收地震波的反射和透射波。
模拟介质采用有机玻璃，它具有很好的透明性和机械性能。
土壤模型设置在模拟介质与震源和接收器之间，以模拟地表的特性。
2.2 实验流程首先，我们将震源和接收器固定在实验装置的两端，同时设置适当的距离。
然后，在模拟介质中埋入土壤模型，使其与介质界面平行。
接下来，通过控制震源输入的地震波参数，如震源频率和振幅，发射地震波。
最后，通过接收器接收反射和透射波，利用数据采集系统记录波形和振幅。
3. 实验结果与分析我们通过实验收集了大量地震波数据，并对其进行分析和处理。
经过波形分析和频谱分析，我们得出了地震波的反射和透射特性。
在介质边界处，地震波将发生反射和透射，反射波的振幅和相位与入射波相同，而透射波的振幅和相位与入射波有所不同。
我们还发现，当地震波从一种介质进入到另一种介质时，其能量会发生损失，其中一部分转化为热能。
4. 数值模拟方法为了更深入地研究地震波反射与透射特性，我们采用了数值模拟方法。
透射式地震测量在地下构造探测中的应用
透射式地震测量在地下构造探测中的应用地震是地球表面发生的一种自然灾害，不仅给人类生活和财产安全带来威胁，还能为地下结构研究提供重要的信息。
透射式地震测量作为一种地震勘探技术，可以应用于地下构造探测，对地震波的到达时间和能量分布进行分析，从而研究和解释地下结构的特征。
透射式地震测量的原理是通过测量地震波在地下传播的速度和路径，在地震波的起点和终点之间放置一定数量的接收器，记录地震波的传播过程。
然后，通过对地震波的到达时间和能量分布进行观测和分析，可以获得地下构造的性质和特征。
透射式地震测量在地下构造探测中有着广泛的应用。
首先，它可以用于勘探石油和天然气资源。
在石油和天然气勘探过程中，透射式地震测量可以提供地下储层的信息，包括储层的厚度、岩性、含油或含气程度等，从而帮助勘探人员评估资源潜力和优化勘探方案。
其次，透射式地震测量在地下水资源勘探中也起到重要的作用。
地下水资源是人类生活和工农业发展的重要基础，透射式地震测量可以帮助确定地下水的分布、流动方向和储量，为水资源管理和保护提供依据。
此外，透射式地震测量还可应用于地下隧道和地下工程的设计和施工监测中。
在隧道和地下工程的建设过程中，透射式地震测量可以评估地下结构的稳定性，预测可能出现的地质灾害风险，为合理的设计和施工提供参考。
透射式地震测量的应用还可以扩展到地下岩层的力学研究。
地下岩层的力学性质直接影响到地下结构的稳定性和安全性，通过透射式地震测量可以测量地震波在地下传播的速度和路径，从而推断地下岩层的应力状态和变形特征，为地下工程的设计和施工提供重要的参考依据。
值得指出的是，透射式地震测量虽然在地下构造探测中有着广泛的应用，但仍然存在一些技术挑战和难题。
首先，地震测量过程中存在诸多干扰因素，如地震波传播路径的复杂性、地质介质的非均匀性等，这些因素都会对测量结果的精度和准确性产生影响。
其次，透射式地震测量需要大量的数据处理和解释工作，需要专业的地震学知识和数据分析技术支持。
透射波法-PPT课件
2．透射CT成像技术（专题）
（ 1 .6 .1 ）
如图所示，它是一 条折线，折点位置 与分界面位置相对 应。因此，根据透 射波垂直时距曲线 的折点，可以确定 界面的位置，而且， 时距曲线各段直线 的斜率倒数，就是 地震波在各层介质 中的传播速度，也 就是该层的层速度。
上图为多层介质的透射波垂直时距曲线图。 由图可知，利用垂直时距曲线的折点，可 以确定相应地层的厚度，根据折线各段的 斜率，能求出各层的层速度，进一步就得 到地震波在不同深度H以上的地层平均速度， 即
h
i 1 i n
h H h 1 h 2 n V m t t1 t2 tn
h /V
i 1 i i
n
6.1.3 资料的处理解释
1．初至拾取及井源距校正
1）初至拾取
2）井源距校正
2． 速 度 计 算 及 成 图 1） 层 速 度 计 算 先 根 据 垂 直 时 距 曲 线 上 ，观 测 点 的 分 布 规 律 按 折 线 段 分 层 ，折 点 与 分 界 面 位 置 相 对 应 ，各 段 直 线 的 斜 率 倒 数 就 是 对 应 层 的 层 速 度V ， 即
从 两 层 介 质 很 容 易 推 广 到 层 介 质 ， 对 应 的 透 射 波 垂 直 时 距 曲 线 方 程 为
z3 z2 z z n 1 z1 z 2 z1 t V1 V2 V3 Vn
n
z1 V1
iቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3
z i1 z i 2 z z n 1 V i1 Vn
第一节 地面与井的透射 井口附近激发，井中不同深度上接 收透射波或反之的地震工作称为地震 测井。 一、透射波垂直时距曲线 地震测井是测量透射波的传播时 间与观测深度之间的关系，这种关系 曲线叫做透射波的垂直时距曲线。
地震透射波法
上图为多层介质的透射波垂直时距曲线图。 由图可知，利用垂直时距曲线的折点，可 以确定相应地层的厚度，根据折线各段的 斜率，能求出各层的层速度，进一步就得 到地震波在不同深度 H以上的地层平均速度， 即
H h1 h2 hn Vm t t1 t 2 t n
h
地震透射波法
在工程地震勘探中，透射波法主 要用于地震测井（地面与井之间的透 射）、地面与地面之间凸起介质体的勘 查和井与井之间地层介质体的勘查。地 质目的不同，所采用的方法手段也不同。 但从原理上讲，均是采用透射波理论， 利用波传播的初至时间，反演表征岩土 介质的岩性、物性等特性以及差异的速 度场，为工程地质以及地震工程等提供 基础资料或直接解决其问题。
t z z n 1 z1 z 2 z1 z 3 z 2 V1 V2 V3 Vn
z 1 V1
i 3
n
z i 1 z i 2 z z n 1 Vi 1 Vn
（1.6.1）
如图所示，它是一 条折线，折点位置 与分界面位置相对 应。因此，根据透 射波垂直时距曲线 的折点，可以确定 界面的位置，而且， 时距曲线各段直线 的斜率倒数，就是 地震波在各层介质 中的传播速度，也 就是该层的层速度。
i 1 n i 1 i
n
i
h /V
i
6.1.3 资料的处理解释
1．初至拾取及井源距校正
1）初至拾取
2）井源距校正
2．速度计算及成图 1）层速度计算 先根据垂直时距曲线上， 观测点的分布规律按折线 段分层，折点与分界面位置相对应，各段直线的斜
V 率倒数就是对应层的层速度 ，即
i
Vi
H i H i H i 1 t i t i t i 1
(6)地震波的反射、透射和折射
反射波的形成 反射定律：反射角等于入射角，反射线、入射线位于反射界面
法线的两侧，反射线、入射线和法线位于同一个平 面内。
波阻抗Z：密度和波速的乘积射角称为波阻抗。上、下两层介质
的波阻抗差别越大，反射波越强。 Z V
反射系数R：反射波振幅和入射波振幅之比称为反射系数。
R AR Zn Zn1 Ai Zn Zn1
反射波形成条件：地下岩层存在波阻抗分界面，即
Zn Zn1;
R0
反射系数R的取值范围及其极性：
1 R 1
R有正负值，当R>0，Zn>Zn-1，反射波和入射波相位相同，都 为正极性，地震记录初至波上跳；当R<0，Zn<Zn-1，反射波和入射 波相位相差1800，入射波与反射波反相，反射波为负极性，地震记 录初至波下跳。
透射波的形成 透射定律：反射线、透射线位于法线的两侧，入射线、透射线、
法线在同一个射线平面内，反射角和入射角满足斯 奈尔定律。
sin sin ' sin
V1
V1V2Leabharlann V1 sin V2 sin
斯奈尔定理：入射角的正弦和透射角的正弦之比等于入射波
和透射波速度之比。当V1>V2，则>，透射波射线靠近法线偏折， 当V1<V2，则<，透射波射线远离法线，向界面靠拢。实际地层 中，波的透射多属此类。
波的强度条件：速度界面是透射界面，波阻抗界面是反射界
面。当入射波振幅Ai一定时，T越大，则R越 小，即透射波强，反射波弱；反之，T越小， 则R越大，即透射波弱，反射波强。
折射波的形成
折射波：对于V2>V1的水平速度界面，由斯奈尔定律可知，当入
第五章 地震折射波法2
Z2
5.2.2.3 相遇时距曲线的 t 0 法 该方法又称 t 0 差数时距曲线法，是解释折射波相遇时距曲线最常用的方法之一。当折 射界面的曲率半径比其埋深大得多的情况下，t 0 法通常能取得较好的效果， 且具有简便快速 的优点。 其方法原理如图 1.5.11 所示，设有折射波相遇时距曲线 S1 和 S2，两者的激发点分别为
T1 x / V1 T2 x / V2 2 z1 cos i12 / V1 x / V2 T3
2 z1 1 (V1 / V2 ) 2
v1
起立阶梯构造的正反向折射波时距曲线
x 2 z1 cos i13 2 z 2 cos i 23 图 1.5.9 V3 V1 V2
2 z1 (V1 / V3 ) 2
x / V3
V1
2 z 2 1 (V 2 / V3 ) 2
V2
（1.5.3）
上式中 V1 、 V 2 和 V3 可由各自的时距曲线的斜率求出。当 x 0 时，有
Z1
1 V1 2 1 (V / V ) 2 1 2
2 Z 1 1 (V1 / V3 ) 2 1 2 2 V1 V2 1 (V / V ) 2 2 3 （1.5.5）
O1 和 O2， 若在剖面上任意取一点 D， 则在两条时距曲线上可分别得到其对应的走时 t1 和 t 2 。
从图中可看出
t1 t O1 ABD t 2 t O2 ECD
（1.5.7）
且在 O1 和 O2 点，时距曲线 S2 和 S1 的走时相等，称之为互换时，用 T 表示，则有 T t O1 AB t BC t CEO2 （1.5.8） 当界面的曲率半径远大于其埋深时， 图中的 BDC 可近似地看作为等腰三角形， 若自 D 点作 BC 的垂直平分线 DM（DM 即为该点的界面深度 h） ，于是 有
地震波反射法实施细则
地震波反射法（简称TSP）实施细则1 检测原理地震波反射法（TSP法）是利用地震波反射回波方法测量的原理。
地震波震源采用小药量炸药激发产生，炸药激发在隧道边墙的风钻孔中，通常24个炮孔布置成一条直线。
地震波的接收器也安置在孔中，一般左右洞壁各布置一个。
地震波在岩石中以球面波形式传播，当地震波遇到弹性波阻抗差异界面时，例如断层、岩体破碎带、岩性变化或岩溶发育带等，一部分地震信号反射回来，一部分信号透射进入前方介质继续传播。
反射的地震信号被高灵敏度的地震检波器接收，反射信号的传播时间与传播距离成正比，与传播速度成反比，因此通过测量直达波速度、反射回波的时间、波形和强度，可以达到预报隧道掌子面前方地质条件的目的。
在一定间隔距离内连续采用上述方法，结合施工地质调查，可以得到隧道围岩的地质力学参数，如-动弹性模量、动剪切模量和动泊松比参数等。
工作中结合相关的地质资料和施工地质工作，总结预报经验可以提高预报的准确性。
2 检测仪器简介采用地震波反射法（TSP）技术进行预报中，使用的仪器为TGP206隧道地质超前预报系统，TGP206（Tunnel geology Prediction )由北京市水电物探研究所研制，已经经过国内著名隧道专家组评审，鉴定为具有国际先进技术水平。
TGP206隧道超前地质预报系统包括仪器主机、配件和处理软件三部分组成。
下图为TGP206隧道超前地质预报系统实物照片。
图TGP206隧道超前地质预报系统3 探测方法采用黄油耦合，定向安置孔中三分量检波器；记录接收器孔、距离接收器最近的炮孔和隧道掌子面的里程桩号，以及各炮孔间的距离，以上数据填写在《TGP 现场数据记录表》中；爆破孔药量一般控制在50～70克，采用计时线炸断的触发方式，在孔中灌满水的条件下激发，按序依次起爆和进行数据采集。
工作中对测线布置段至隧道掌子面间的隧道围岩进行地质描述，以利于资料解释。
4 测线布置在隧道左或右壁的同一水平线上从里向外布置24个炮孔，炮孔间距2.0m，炮孔高度1.1m；与接收孔的最近距离一般为20m。
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第一节
地面与井的透射
井口附近激发，井中不同深度上 接收透射波或反之的地震工作称为地 震测井。 一、透射波垂直时距曲线 地震测井是测量透射波的传播时 间与观测深度之间的关系，这种关系 曲线叫做透射波的垂直时距曲线。
透射波时距曲线方程为
n
z1 z z1 t V1 V2
从两层介质很容易推广到 层介质，对应的透射波垂 直时距曲线方程为
上图为多层介质的透射波垂直时距曲线图。 由图可知，利用垂直时距曲线的折点，可 以确定相应地层的厚度，根据折线各段的 斜率，能求出各层的层速度，进一步就得 到地震波在不同深度 H以上的地层平均速度， 即
H h1 h2 hn Vm t t1 t 2 t n
h
（1.6.4）
2）平均速度计算
t 和对应的H ，根据公式 由垂直时距曲线上的
H hc Vm t
（1.6.5）
6.2.1 跨孔法
跨孔法可以用来测量钻孔之间岩体纵、横 波的传播速度、弹性模量及衰减系数等，这些 参数可用于岩体质量的评价。
2．透射CT成像技术（专题）
t z z n 1 z1 z 2 z1 z 3 z 2 V1 V2 V3 Vn
z 1 V1
i 3
n
z i 1 z i 2 z z n 1 Vi 1 Vn
（1.6.1）
如图所示，它是一 条折线，折点位置 与分界面位置相对 应。因此，根据透 射波垂直时距曲线 的折点，可以确定 界面的位置，而且， 时距曲线各段直线 的斜率倒数，就是 地震波在各层介质 中的传播速度，也 就是该层的层速度。
地震透射波法
在工程地震勘探中，透射波法主 要用于地震测井（地面与井之间的透 射）、地面与地面之间凸起介质体的勘 查和井与井之间地层介质体的勘查。地 质目的不同，所采用的方法手段也不同。 但从原理上讲，均是采用透射波理论， 利用波传播的初至时间，反演表征岩土 介质的岩性、物性等特性以及差异的速 度场，为工程地质以及地震工程等提供 基础资料或直接解决其问题。
i 1 n i 1 i
n
i
h /V
i
6.1.3 资料的处理解释
1．初至拾取及井源距校正
1算及成图 1）层速度计算 先根据垂直时距曲线上， 观测点的分布规律按折线 段分层，折点与分界面位置相对应，各段直线的斜
V 率倒数就是对应层的层速度 ，即
i
Vi
H i H i H i 1 t i t i t i 1