1.4地震反射波法4.2.5
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）。
地球物理勘探 1-4地震波的反射、透射和折射
r
r
▪ 式中正负号的确定方法为：r 的x分量沿x轴增大为正，反之为负；
▪
r 的z分量沿z轴增大为正，反之为负.
▪ 根据P波和s波的质点振动特性，可得5个位移矢量各自在x,z方向得 位移分量u和w为（见书图1-12 和（1.4-5)式)
▪ 将位移分量代入位移边界条件：（见书（1.4-6)式)
▪ 及应力边界条件： （见书（1.4-7)式)
Q
V2 T
e
T f
：入射角（入射线和界面法线的夹角）
：反射角（反射线和界面法线的夹角） 1
：透射角（透射线和界面法线的夹角）
2
4.1 平面波的反射和透射
▪ 从图中可看出： AS BQ V1 T，
▪
ABQ ASQ 90
▪
共边 AQ
▪ 可证明：
• 另一类是一定的密度比和速度比条件下，反射系数 与入射角的关系。（见书P24）
21
22
4.4 地震面波
一、面波的分类
在三维空间中,凡是能量向整个空间中传播的波,都称为 体波。例如在弹性分界面上形成的反射、折射、透射波，它 们随着时间的增加，在整个弹性空间的介质内传播。
能量只分配在弹性界面附近的波称为面波（ 在Z方向振 幅呈指数衰减）。常见的面波有三类：
12
4.2 在弹性分界面上波的转换，
能量分配，法向入射和倾斜入射
4.2.5 倾斜入射、折射波的形成
1、 非法向入射的情况（称为倾斜入射）。
设 有
Vp,i1，入Vp射,i 角和透射角分别为 和 ，根 据斯 奈尔定律，
sin VP,i sin
VP,i1
总能找到一个入射角 i，pp使
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。
隧道的地质超前预报方法与不良地质施工措施
我们在隧道的施工过程中会遇到各种不良地质,为避免盲目性,使施工方案和技术措施更科学合理，开展地质超前预报十分必要。
地质超前预报对不良地质能做到早发现，早预防，从而采取恰当的处理措施,减少和化解不良地质给施工带来的不利影响。
1 地质超前预报方法1.1 超前导坑法长隧道和特长隧道大都设有平行导坑。
平导普通与路线平行，距路线20m~30m 不等。
施工过程中利用平导先行的优势，认真采集和积累地质资料，并根据平导开挖过程中揭示的地质资料指导正洞施工，从而使正洞的施工方案和技术手段都建立在科学合理的基础上。
平导开挖断面小，即使浮现不良地质也容易处理，对施工影响不大。
因此,超前导坑法在长隧道和特长隧道施工中被广泛采用。
1 。
2 超前水平钻探法采用隧道专用钻机进行超前水平钻探，来探明开挖前方的地质情况。
超前水平钻探其实并非彻底“水平”,带有一定的角度.与地震波反射法、地质雷达探测法相比,超前水平钻探法具有更直观、更准确的特点。
超前水平钻探法虽是“一孔之见”，却能起到“管中窥豹”的作用。
超前水平钻探法主要用于探测煤层、瓦斯、断层、溶腔、突水、涌泥等不良地质。
超前水平钻探法探测的距离长，探明的不良地质距工作面较远，便于提前调整施工方案和技术措施。
1.3 超长炮孔钻探法超长炮孔钻探法指的是在掘进过程中，每次打眼都用5m 钻杆在隧道拱部和底部各钻两个探测孔，放炮则控制在3m 以内，使工作面始终保持距不良地质2m 以上的安全距离。
当钻孔浮现不良地质征兆时，可以及时采取应对措施。
采用超长炮孔钻探法，避免了钻机的频繁挪移，可以不中断隧道的正常掘进，简便易行、事半功倍。
超长探孔还可兼做炮眼,节约成本，提高功效。
1 。
4 地震波反射法-—TSP-203 系统TSP 超前地质预报系统是目前隧道及地下工程地质预报工作中，采用的较为先进的设备。
其工作原理是利用地震波的回波原理，人工创造一系列有规则罗列的轻微震源，形成一个地震源断面；同时，三维地震波接收器在计算机的监控下，采集这些震源所发出的震波沿隧道前方及四周区域传播而遭遇不良地质体(如地层层面、节理面、特殊是断层破碎带界面和溶洞、暗河等)被反射返回的地震波数据.这些回波信号的传播速度、延迟时间、波形、强度和方向，是与相应不良地质体的性质和分布状况密切相关的.在一定间隔距离内连续采用上述方法，可以得到前方地层的地质力学参数，如杨氏模量和横向变形系数等，从而预报隧道前方及周围临近区域的地质状况，判断开挖面前方100m~200m 范围内的地质情况。
反射波法检测工程桩桩身完整性
2. 反射波检测桩身缺陷的基本原理
2.1 锤击激振在桩身内引起振动与波动规律
◆ 高应变击振使用的是大吨位的重 锤，锤头是平面的，击振桩头后，在桩
身内激励的是平面波，如右图。
2. 反射波检测桩身缺陷的基本原理
2.1 锤击激振在桩身内引起振动与波动规律
锤击击振桩头产生的是半球面波
一 概述
1. 1 桩式基础的优越性
▲ 有很好的抗震性能（一般动荷载比静荷载要大6－7倍）； ▲ 桩的承载力高(可加大桩径，扩大桩底面增加承载力)； ▲ 沉降量较小 ▲ 复杂地层如沙土地层、软弱地层、黄土地层等可用桩穿
过这些地层使荷载作用到承载力高的地层上。
1.概述
1.3 原地灌注桩桩身可能存在的缺陷
2. 反射波检测桩身缺陷的基本原理
2.2.5 桩身中声波的折射与反射概念
◆ 斜入射时的反射与折射
◆ 垂入射时的反射与透射
◆ 射射定律（Snell）
sinl sin j sin l sin t
C1P
C1P
C2P
C2S
2. 反射波检测桩身缺陷的基本原理
2.2.6 斜入射的波会在桩土界面产生“折射现象“
01-2004）
2. 反射波检测桩身缺陷的基本原理
2. 反射波检测桩身缺陷的基本原理
锤头击振桩头会产生什么现象？
2. 反射波检测桩身缺陷的基本原理
2.1 锤击激振在桩身内引起振动与波动规律
当锤击激励桩头，会引起什么物理 现象发生？
有两方面问题需考虑：一桩身内会 产生什么振动和波动；二地层中会引起 波动吗？
此外还有扩径缺陷、扩底桩
1.概述
1.4 反射波法可能检测到的桩身缺陷类型
1.4地震反射波法4.2.2
式中：m、n均为整数。m=0,1,…M-1；n=0,1,…N-1。 n△t=T 为频谱分析的时窗长度。
4.2.3 数字滤波处理
1. 滤波器的概念 滤波:一个原始信号通过某一装置后变为一个新信号的过程。 原始信号――输入; 新信号――输出;
装置――滤波器。
据滤波器定义：易理解大地就相当于一个滤波器，它吸收了信号中 的高频成分，只让低频成分通过，对波形进行了改造，这个过程就是 滤波。 就大地滤波过程来说：
用计算机处理地震资料时，对连续信号要离散取样，对连续信号滤波 处理也可以通过对离散信号的滤波来实现。
4.2.3.2 一维频率滤波
定义：利用有效波和干扰波在频率上的差异来压制干扰波、突出有效 波的方法。由于其信号以及滤波因子都是单变量的函数，因此频率滤波又 称一维滤波。 1.理想滤波器
(1) 理想低通滤波器 记录频谱中： 低频有效波， 高频干扰波。 数学模型：
X (t ) X (t ) * h(t )
^
ˆ ( f ) X ( f ) H( f ) X
在两个域中表示的滤波机理可归结为：
ˆ (t ) X (t ) h(t ) 时间域： X (t ) h(t ) X
ˆ ( f ) X ( f ) H( f ) 频率域： X ( f ) H ( f ) X
激发地震波――输入信号，用 X(t) 表示；
大地――滤波器，用H(t)表示； 地表的波动――输出信号，用 Y(t) 表示。
2. 滤波器的响应特性
定义：从输入、输出间关系定义出的滤波器特性。
H ( f ) 表示， H ( f )也叫做频率函数 (1)频率响应：滤波器对信号频率的影响。
或传递函数。
地震波反射法
浅析地震波反射法【摘要】以本人参与施工管理的新建渝怀铁路、宜万铁路个别典型、长大隧道为例，介绍目前在隧道施工中广泛采用的地震波反射法—tsp超前地质预报方法，希望对建设中长大隧道及地下工程施工中超前地质预报工作提供参考或有所借鉴和启发。
【关键词】地震波反射法地质超前预报隧道施工地震波反射法—tsp超前地质预报技术是物探法的一种，它具有快速、探测距离大、与施工干扰相对小。
但也存在一些较为明显缺点。
主要有：需要结合多种预测预报方法，且与与地质分析资料深入结合，有一定技术难度。
1 地震波反射法—tsp超前地质预报工作原理在隧道隧洞内，人工制造一系列有规则排列的轻微震源；震源发出的地震波遇到地层界面、节理面、特别是断层破碎带、溶洞、暗河、岩溶陷落柱、岩溶淤泥带等不良地质界面时，将产生反射波，它的传播速度、延迟时间、波形、强度和方向等均与相关界面的性质以及产状密切相关，并通过不同数据表现出来；通过设备设置的震源反射波的数据采集系统（传感器和记录仪），将这递增数据经微机处理后储存起来。
然后，将数据输入带有特制软件的电脑，经过电脑进行复杂数学计算后，最后形成反射波（纵波）波形图、反映相关界面或地质体反射能量的影像图和隧道平面、剖面图，供工程技术人员解译。
2 特点①适用范围广：适用于极软岩至极硬岩的任何地质情况。
②预报距离长：能预报掌子面前方100～350 m范围内的地质状况，围岩越硬越完整预报长度就越大。
③对隧道施工干扰小：它可在隧道施工间隙进行，即使专门安排此项工作，也不过30 min左右（图1）。
④提交资料及时：在现场采集数据的第二天即可提交正式成果报告。
它设计了一套专用处理软件，将复杂多解的波形分析转换为直观的单一解的波形能量分析图。
将隧道顶部和底部的波形能量分析图分析确定之后，就可得出断层破碎带、软弱夹层或其它不良地质体相对于隧道的空问位置，计算机就会自动绘出弹性波速度有差异的地质界面相对于隧道轴线的地质平面图和纵断面图。
论地震勘探中的几种主要地震波
论地震勘探中的几种主要地震波论文提要地震勘探，就是通过人工方法激发地震波，研究地震波在地层中传播的情况，以查明地下地质构造，为寻找油气田或其它勘探目的服务的一种方法。
也可以理解为就是利用地震子波从地下地层界面反射回地面时带回来的旅行时间和形状变化的信息，用以推断地下的底层构造和岩性。
地震勘探在勘探已有的各种物探方法中，是最有效地方法。
在地震勘探中用炸药激发时，一声炮响之后会产生各种各样的地震波。
按波在传播过程中质点震动的方向来区分，可以纵波和横波；根据波动所能传播的空间范围而言，地震波又可以分为体波和面波；按照波在传播过程中的传播路径的特点，又可以把地震波分为直达波、反射波、透射波、折射波，等等。
地震勘探在石油勘探中除了能产生来自地层界面有用的反射波外，还会产生各种各样的干扰波。
因此，我们要更好的了解各种波的产生、特点、用途，等等。
下面简单介绍几种地震勘探中产生的地震波。
正文一、反射波（一）反射波的形成1、几何地震学的观点当炸药在井中爆炸激发地震波时，在雷管引爆几百微妙之内爆炸便完成了，在接近爆炸点的压强是一个延续时间很短的尖脉冲，爆炸脉冲向外传播，压强逐渐减少，地层开始产生弹性形变，形成地震波。
地震波继续传播，由于介质对高频的吸收，地震波信号减小。
当波入射到两种介质的分界面时（当上层介质波阻抗与下层介质波阻抗不等时，弹性地震波才会发生反射；上层介质波阻抗与下层介质波阻抗差别越大，反射波越强——反射波条件），一部分波回到第一种介质中，这就是所谓的反射波。
如图所示2、物理地震学观点地震波从震源出发以球面波的方式向下传播，到达反射界面S，S可以就看成有许多小面积元△S组成，当△S的大小线变接近地震波的波长时（地震波的波长一般是70米——100米），每个这样的小面积元都可以看成一个绕射体，根据惠更斯原理，把每个小面积元看作一个新的点震源，从新震源发出的一系列球面子波想四面八方传播，对地面上某个接收点P来说，他所收到的反射波就是来自S面上的每个小面积元产生的绕射波在P 点叠加的结果。
地震勘探基础及浅层折射反射波法课件
因此可以通过观测和分析地震波振幅和波形的衰 减变化特征，来确定断层或破碎带的存在。
•部分岩土的α 值 见教材 P 25 表 1.4.3
2、 α 与地震波的关系
• α 与f 的关系
由胶结摩擦理论 由弹性理论
即地震波在传播过程中其高频能量的衰减大于低频。
• α 与P、S 波的关系 实验表明
三、浅层地质条件对地震勘探的影响
1、反射和透射过程
•平面波 AB 向界面 R 入射；
•依据惠更斯原理，波前面A´B´ 是新震源；
• △t时间后，B´的子波到达C 点；A´的子波在V1中到达 D点、 在V2中到达 E点；
• ∴CD是反射波前面，CE是透射波前面。
• α是入射角；β反射角；γ是透射Βιβλιοθήκη 。2、斯奈尔定律（snell）
α=∠B’A’C γ=∠A’CE
由地震勘探的各 种资料统计得到
某一浅层地震的干扰波调查剖面，
经频谱分析后得到其频谱特征； 不同地区、同一地
区不同地层、不同 折射波 仪器及工作方法；
采集的地震波的频 谱会有所不同
反
面 波
射 波
声 波
面波主频～30--40Hz 折射波主频～50Hz 反射波主频～75Hz 声波频谱＞ 80Hz
4、地震波的振幅及其衰减规律
六、地震波的绕射和散射
1、绕射现象
由于断层或岩层尖灭点的存在， 使反射界面突然中断，地震波在 断点处的传播现象。
无反射波
2、绕射波的特点
•断点R处是新震源，其上方绕射 波信号最强，两侧渐弱；
•绕射波振幅随波前传播距离的增加而衰减； •绕射波振幅与入射波的频率成反比；
3、散射
地震波遇到起伏不平界面 产生的波的漫射现象。
地震反射波法在工程地质勘察中的应用
地震反射波法在工程地质勘察中的应用摘要：随着社会经济的迅速发展，大型工程的施工建设数量也越来越多，在进行工程项目的地质勘察过程中，地震反射波发在实际应用中越加广泛，地震反射波法在工程勘察中的应用特点及效果也是更加明显。
下面主要探讨地震反射波法在实际工程地质勘察中的应用。
关键词：地震反射波法；工程勘查；应用一、前言地震反射波具有简便、客观、迅速的特点，在工程勘察中得到了广泛的推广应用。
本文就对地震反射波法在工程地质的勘察中的具体应用进行简要的分析探讨，希望对相关从业者有所帮助。
二、地震反射波法的运用原理地震反射波法的工作机制主要是建立在地震波传播过程中所触及到的不同类型的媒介岩土层的时候，将反射局部能量的特点。
通常来讲，地震波在地下传播中，若是碰到地层分界及断层等出现波阻抗变更的界面情况下，都会出现反射波，经过地面接收设备来自不同界面的反射波，经过详细的研究之后，核算出地震时间的剖面。
并且将其与之前工程地质信息进行比较，研究反射波场的特点，以明确地表下岩土层的分层结构及相关内容，进而实现勘察地质的目的。
三、地震反射波法在实际工程的应用分析1、案例分析本文就以M大桥为实例工程进行分析，其大桥主要位于在小凌河口潮间带浅滩上，南边靠近渤海辽东湾，北边连接凌水湾，大桥主要由主桥以及引桥构成，全长为640 m，主桥是2×180 m 的独塔叠合梁式斜拉桥。
该大桥工程区域空间非常广阔，没有一些可见的障碍物，因为其天然水深很浅，同时受潮位变动的影响非常大，所以无法科学的进行较大面积的工程地质钻探。
于是使用地震反射波法勘察工程区域内的风化岩面分布情况，预判出该区域内有没有出现断层以及溶洞等相关地质问题的可能性。
按照之前的对大桥周边的地质勘察信息表明，该地区的地层分布主要分为海相沉积层，陆相沉积层以及基岩等相关的岩层分布情况。
2、在工程地质中的具体应用分析该大桥工程地震反射波法检测系统所使用的12道接收，单边引爆6次覆盖，通常在引爆一各炮点之后，后面的炮点及接收区域是根据横排及纵列以此向前移动1个道间的距离，从该大桥的实际情况来分析，其具体的偏移距为20 m，纵向测线上的炮点间距以及道间距都是5 m。
第四章 地震反射波法2
注：表中把反射点 A 、B、 C、D 换成了 1， 2， 3， 4……
4.1.3 4.1.3.1
地震波的激发与接收 P 波的激发与接收
1．激发： 2．接收： 地震波的接收除观测系统和地震仪的仪器因素选择外，主要涉及如下三个方面的问 题。 1） 检波器的选择 2）埋置条件的选择： 3）接收点检波方式 在工程高分辨率地震勘探中，通常采用每道单个检波器接收的方式，以减少接收方式 的因素造成的高频成分的衰减。但有时，因表层非常疏松，面波干扰非常强烈，为减少后 期处理的困难，往往在接收时采用多个检波器组合的方式进行组合检波，其结果作为一道 的输出。如图 1.4.9 所示。经分析可知，组合检波有利于提高信噪比，但对纵向分辨率有 一定影响。因此，在勘探中，应根据实际情况和地质目的及要求，综合考虑选择检波方式 。 4.1.3.2 SH 波的激发与接收： 4.1.4 观测参数选择 4.1.4.1 仪器因素 利用工程数字地震仪进行数据采集时，所涉及到的仪器因素主要有：采样率、记录长 度、滤波档以及前放固定增益等参数。下面简要述之。 1．采样率 它的大小必须满足采样定理，即 ·68·
t
1 2 fc
（1.4.2）
在高分辨率地震勘探中，为保证不畸变地记录有效信号，每个最短周期内至少要采 4 个样值或更高。这对展宽仪器的通频带，提高精度等有一定好处，但可能增大高频干扰。 在实际中选择 t 时，除上述因素外，还应考虑记录长度问题，因为大部分工程数字地震仪 其记录长度（总点数/道）是一定的，所以不能选择过高的采样率，以免点数太多，存储容 量不够或增加不必要的勘探成本。 一般采样率 t 的范围为： s 级~ms 级。可根据勘探目的层的深浅、精度要求和采样 定理等来确定。 2．滤波档 工程数字地震仪一般均设有低通、高通、带通、全通等模拟滤波器。在采集中，为提 高地震记录的信噪比，改善记录频谱中高、低频能量的不平衡状况，可根据实际干扰波调 查的结果，选择合适的滤波器，以压制干扰。 3．前放固定增益 4.1.4.2 道间距和偏移距 1．道间距 x 选择 x 大小的总原则为：经过处理后能在地震剖面的相邻道上可靠地追踪波的同一 相位并且不出现空间假频，根据采样定理有 x
地震勘探中的常见地震干扰波及压制方法
地震勘探中的常见地震干扰波及压制方法论文提要在地震勘探中激发地震波时，由于激发、接收条件，自然环境和地表条件的影响，我们所采集到的地震数据中，既有有效波也有干扰波。
根据干扰波的物理特征、形成机理和形态，常把地震数据上的噪声分为规则噪声和随机噪声两大类。
规则噪声具有明显的运动学特征 ,如：面波、线性干扰、平行折射、声波、多次波干扰等，可以根据其运动学特征选择针对性的衰减方法；随机噪声是一种无规律的噪音，如：自然界风吹草动所产生的猝发脉冲、野值等。
为了提高地震勘探的精度，完成在各种复杂地区的勘探任务，使地震资料能更真实地反映地下的地质情况，如何突出有效波，压制干扰波就成为一个极其重要的问题。
通过暑假的实践，本论文中针对地震勘探中的常见地震干扰波进行总结、分类、衰减，并在国产软件GRISYS平台上，针对不同的干扰波进行分析，总结针对不同噪音的衰减方法。
正文一、规则干扰波规则干扰波是指有一定的主频和一定视速度的干扰波。
例如面波、声波、线性干扰波、多次波等。
下面就规则干扰波中的面波、声波、多次波和50Hz交流电干扰进行介绍。
（一）面波图1 面波的形成机理及实际地震记录上的面波从震源发出的波动分为两种: 一种是质点振动方向与传播方向一致的波，称为纵波。
另一种是质点振动方向与传播方向垂直的波，称为横波。
纵波的传播速度较快，在远离震源的地方这两种波动就分开，纵波先到，横波次之。
因此纵波又称P波，横波又称S波。
在没有边界的均匀无限介质中，只能有P波和S波存在，它们可以在三维空间中向任何方向传播，所以叫做体波。
但地球是有限的，有边界的，在界面附近，体波衍生出另一种形式的波，它们只能沿着界面传播，只要离开界面即很快衰减，这种波称为面波。
面波实际上是体波在地表衍生而成的次生波, 面波是一种很强并广泛存在的规则干扰波 ,在炮集上呈线性分布 ,其特征为低频、低速且振动延续时间长 ,严重影响中深层有效反射 ,大大降低地震资料的信噪比，如图1所示。
地震勘探原理及方法
地震勘探原理及方法一、地震勘探基本原理1.地震地质模型基本分类2.光滑、理想弹性介质中的三维波动方程3.无限大均匀各向同性介质中的弹性波场及特征4.地震波的散射、反射和偏折5.多层黏弹性介质中的弹性波场及特征6.几何地震学原理7.地震波速度及地震地质条件1.1地震地质模型基本分类1.地震地质模型2.液态沦为弹性介质的条件3.人工激发震源与岩层的弹性4.常用的弹性介质模型1.3无限大均匀各向同性介质中的弹性波场及特征1.3.1无限大光滑各向同性介质中的平面波1.3.2无限大均匀各向同性介质中的球面波1.3.3地震波的动力学特征1.3.4地震波的运动学特征1、动力学特征（动力学参数）2、运动学特征（运动学参数）3、动力学特征的彰显：远近震源处的加速度波形变化球面扩散、振动图和波剖面谱分析4、运动学的原理和定理：huygens、fermat、snell5、时间场和射线的关系6、基本概念：射线、视速度、频波关系、波数、波长动力学信息（反映动力学特征的信息）振幅、频率、波形、稀释膨胀、极化特点、连续性等特征。
运动学信息（反映运动学特征的信息）传播时间(旅行时间)、传播时间-空间距离的关系、波的传播路径、地震速度等特征 1.4地震波的反射、透射和折射1.平面波的散射和反射2.弹性分界面上的波型转换和能量分配3.球面波的散射、反射和偏折4.地震面波1、斯奈尔定理（包含散射定理、反射定理）2、波的转换（同类波、转换波）3、能量分配zoeppritz方程（法线入射、入射自由表面、反射产生条件）4、弯曲入射光及折射波的产生（产生条件、原因）5、折射波的特点（波前为圆锥台、射线为直线、能量蔓延比反射波慢、折射盲区、屏蔽现象）6、ava曲线（临界入射前、临界入射、过临界入射）7、面波的特点（传播速度、质点位移、频散现象）1.5多层黏弹性介质中的弹性波场及特征1.黏弹性介质中弹性波的传播和大地滤波作用2.多层介质中弹性波的传播特性3.地震波的簿层效应4.地震衍射波5.地震波的波导效应6.反射波地震记录道构成的物理机制黏弹性介质中弹性波的传播基本概念黏滞性介质地震薄层地层对弹性波的吸收作用薄层的干涉作用voigt黏弹性理论薄层的谐波促进作用吸收系数及特性地震纵向分辨率大地滤波促进作用地震衍射波地震子波地震横向分辨率品质因素菲涅尔拎半径波导效应地震道褶积模型1.6几何地震学原理1.6.1地震反射波运动学1.6.2地震折射波的时距曲线1.6.3地震绕射波的时距曲线1.6.4多次反射波的时距曲线1.6.5垂直时距曲线方程1.6.6τ-p域各种波的运动学特点1.6.7地震横波运动学特征1、几何地震学的有关概念：几种深度、倾角的概念，几种深度的关系，视倾角与真倾角的2、反射波时距曲面方程：时距曲面的形状3、单个水平界面、单个弯曲界面、多层界面的时距曲线单个水平界面时距曲线的特点（极小点，渐进线方程，正常时差的概念）单个弯曲界面时距曲线的特点（极小点与界面、女性主义的关系，倾角时差）界面曲率对时距曲线的影响；多层介质反射波时距曲线的速度问题连续介质中波的时间场和反射波时距曲线4、地震折射波时距曲线一个水平、弯曲界面折射波时距曲线（时距曲线的特点、盲区、二者遇时距观测系统）多个水平层折射波时距曲线弯曲界面的折射波、穿透现象5、拖射波的时距曲线（时距曲线的特点、与反射波时距曲线的区别与联系）6、多次波时距曲线的特点。
第1篇地震折射波法详解
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8.2.1 方法原理
1．桩体缺陷检测
在桩顶部竖直向下施加一瞬间力F，并在震 源点附近接收时，其断裂面和桩底面上将产生 反射和透射的P波。由于为近法线入射，转换横 波可不考虑。
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VP 2L / t
1 L VP t 2
（1.8.2）
（1.8.5）
对于一完整摩擦桩，其桩底反射的相位与入射 波或激振信号的相位是相反的。 1）摩擦桩 在计算承载力时， 采用较大的力锤击桩边土 （自 由落锤） ，迫使桩土体系共同振动
2．透射CT成像技术（专题）
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7 瑞雷波法
瑞雷波法勘探实质上是根据瑞雷面波传播的 频散特性，利用人工震源激发产生多种频率成分 的瑞雷面波，寻找出波速随频率的变化关系，从 而最终确定出地表岩土的瑞雷波速度随场点坐标 的变化关系，以解决浅层工程地质和地基岩土的 地震工程等问题。
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有等间距和不等间距两种方式。在不等间距接 收中，一般可把接收排列的道距设计成小一大 一小方式，也可把它设计成小一大方式。道距 的选择一般为1~10m，可按勘探目的层深度、 地层展布、仪器道数以及激发能量等情况而定。
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5.2.2.2
单支时距曲线的解释
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理论上的特征导纳有
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向斜在时间剖面上的特征
对于曲率相同， 深度不同的凹 界面，随着深 度的加大将出 现不同的反射 特征：
浅层为平缓收 缩型；
中层为聚焦型；
深层为回转型； 如图2-8
4.3.3.2 断层的特征和解释 1．水平地层中的断层 图1.4.68（a）是水平地层出现的断面直立的断层，这时水平叠加剖面 的形态与实际模型基本一致，只是断棱处可能出现绕射波。当断面倾斜 时，断面反射要向其下倾方向偏移（图1.4.68(b)、(c)）。
4.2.5 速度分析
速度参数在反射法数据处理至关重要。
影响地震时间剖面的质量；
影响层速度及平均速度的计算精度。
最终影响到地质解释的精度
目的： 第一：为水平叠加、偏移等提供处理的速度参数； 第二：为时深转换提供平均速度。 获得地震波速度的途经通常有以下几种： （1）地震测井或声波测井； （2）折射法求取； （3）利用地震反射资料作速度分析。 速度分析常采用：速度谱分析，速度扫描。
4）均方根速度：在水平层状介质中，取各层层速度对垂直传播时 间的均方根值就是均方根速度与总时间之比就是射线速度
时深转换
由于通过水平叠加或偏移等处理得出的地震剖面，其纵坐标是以时 间来表示的，所以称之为时间剖面。可以定性地反映出反射界面的 轮廓，但界面的确切深度和产状还和速度参数密切相关。
地震时间剖面实例
2. 标准反射层地质属性的确定：
（1）利用连井地震剖面（2）利用层速度资料， （3）利用钻井和测井资 料，（4）利用邻区钻井资料或已知地震层位对比，（5）利用区域地质 资料和其它物探资料推断
测线闭合圈对比
层位的闭合
4.3.3 各种地质现象在地震剖面上的特征及解释
1 ．背斜在水平叠加剖面上的几何形 态特征。 ① 平缓背斜，深度剖面与水平叠加 时间剖面上相似，范围稍宽，背斜 顶部位置一致（图a）。 ② 曲率大的背斜，水平叠加时间剖 面比实际范围宽得多 (图b） 。 ③ 对宽度与曲率相同但深度不同的 平行背斜，水平叠加剖面上，随深 度加大，隆起范围加大（图c） 。
为此，必须输入相应的速度参数，并逐次计算出各反射界面的深度， 将时间剖面转换为深度剖面，以便更好地进行地质解释。
4.3
资料解释及应用
4.3.1 层位标定 1. 反射波的识别
（1）同相性：在地震记录上，相同相位的连线叫做同相轴，来自同一界 面的反射波相同波峰相位的连线与相应的反射界面段的形态相似 （2）强振幅特性：来自反射界面的反射波具有显著增强的特征 （3）波形相似性：同一界面的反射波在相邻地震道上波形相似（包括视 周期、相位个数、振幅等）
三维数据体可被垂直地或水平地切割出各种二维剖面。
a．任意方向的垂直切片剖面
LINE868地震剖面（解释后） 断点
LINE868
LINE868地震解释剖面
4.2.5.3 各种速度的概念及相互关系
1．各种速度的概念及计算
1）真速度：是无限小体积岩石所固有的性质，波以该速度走过无 限小体积的岩石。其定义可用微分式
2）层速度：地下介质由若干个平行的地震层所组成。此时，将每 一个地震层看作为一种均匀介质，取其中各分层真速度的平均
3）平均速度：在水平层状介质中，取垂直于层理的射线段长度与 该长度内波传播时间之比为平均速度
4.3.5 地层构造的剖面解释
三维地震资料解释
一.
三维显示
经过三维偏移的数据体，没有绕射波、侧面波等干扰，信噪 比、可信度及分辨率都很高；已基本上与地质体近于等价。 将三维数据体输入计算机内建立数据库，有多种显示方案。 显示可分为两大类：穿过数据体的二维切片显示和数据体本 身的立体显示。
（1）切片显示