瞬态瑞雷波法在空洞勘探中的应用研究
8.瞬态多道瑞利波勘探技术李哲生
瞬态多道瑞利波勘探技术的原理方法、仪器设备和应用实例李哲生(福建省建筑设计研究院)提要本文阐述了瞬态多道瑞利波勘探的原理和方法，提出了适用该方法的仪器和设备工程为实例，介绍了这种方法在岩土工程勘察中的应用。
关键词 瑞利波 稳态法 瞬态法 瞬态多道瑞利波勘探技术一 前言在进行折射法和反射法地震勘探时，由纵波激震震源产生的地震波在传播过程中，不可避免地产生瑞利波，为了取得折射波的初至或反射波的同相轴，需要选择合适的窗口和滤波，将瑞利波作为干扰波设法排除。
但近些年来，人们已成功地利用瑞利波传播过程中的频散特性，将其应用于岩土工程勘察中来。
瑞利波勘探法根据震源形式不同可分为二大类：一为稳态法，另一为瞬态法。
前些年，主要以稳态激振方法为主，其代表为日本VIC 株式会社的GR-810、GR-830地下勘探机。
国内也有一些类似的仪器设备，它们的勘探原理都相同，即利用扫频仪和功率放大器发出的谐波电流推动电磁激振器对地面产生稳态面波，由相隔一定距离的拾振器将接收到的面波振动转换为电压量送入计算机(频谱分析仪)进行相关计算，得出频散曲线。
由于稳态激振面波勘探方法设备较为复杂，重量也大，随之根据其原理，出现了瞬态面波勘探方法，其设备较为轻便，测试速度快。
但也有许多缺点，其一是瞬态激振的功率密度谱分布不均，许多频率能量大小，随机干扰大，以致于频散曲线与理论相差太大，常常无法利用。
其二是仍按照稳态激振面波勘探方法接收地面震动波，致使所有的波，如反射波、折射波、直达波等均作为干扰波而与面波混在一块，有可能导致误差较大的结果，这也是稳态激振面波勘探方法主要缺点之一。
为了克服这些缺点，目前发展了一种新的面波勘探方法--瞬态多道瑞利波勘探技术。
它的激振可采用不同材料和质量的锤或重物下落激振，在地面布置多个拾震器，并选择最佳面波接收窗口接收震动，通过多次迭加多道和相关迭加，使得频谱能量加大，干扰减小。
据此，北京水电物探研究所(原北京华水物探研究所)研制了SWS 多功能面波仪，并将分析处理软件装入计算机内。
瑞雷面波在地下空洞探测中的应用
和工 程 地 质 灾 害 价 。 Ｅｍａ ：ｕｚｕ ａｇ０ ８ １６ ＣＩ。 — ｉ ｃ ｉ ｇｎ２ ０ ＠ ２ ．Ｏ ｌ ｈ ｎ
脉 冲荷载 ， 从而 在介 质 中激 发 出具 有 一 定频 率 带 宽
２ ６期
崔竹 刚， ： 等 瑞雷 面波在地 下空洞探 测中的应 用
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１ 测试原理
根 据瑞 雷 波 的传播 理论 ， 被 测 介 质体 表 层 传 沿 播 的瑞 雷波 对 被 测 介 质 体 的有 效 穿 透 深 度 日 在 一
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成 分 的简谐 振动 ， 而在 介 质 中激 发 出单 频 简 谐 瑞 从
天 然地震 记 录 中 的瑞 雷 波 进 行 地 球 内部 结 构 的研
波波长 Ａ 的关 系可 以表示 为 ：
所 以不 同波 长 的瑞 雷 波 传 播 速 度 Ｈ 以 反 映 地 ｊ ‘
究
。到 了 ２ ０世 纪 ７ ０年代 ， 出现 了利 用 人 工激
发 的瑞 雷 波 来 解 决 浅 层 工 程 地 质 问题 的 方 法 和 技
第１ ２卷
第２ ６期
２１ ０ ２年 ９月
科
学
技
术
与
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瞬态瑞雷波在工程勘察中的应用
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第 ｌ Ｏ 卷 第 ６ 期物理号 赧
ＣＨＩ ＮＥＳ Ｅ Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｅ ＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＧＥ０ＰＨＹＳ Ｉ Ｃ Ｓ
Ｖ０１ ． １ ０， Ｎｏ ．６
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文章 编号 ： １ ６ ７ ２ —７ ９ ４ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ —０ ８ ７ ３ ～０ ７
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瞬态瑞雷面波法在道路工程地质勘察中的应用
道路|工|程鬆瞬态瑞雷面波法在道路工程地质勘察中的应用冯海•罗大庆，李璐杰(广西交科集团有限公司，广西南宁530007)摘要：与常规的地质勘探技术相比，瞬态瑞雷面波法具有对场地的要求不高、性价比高、便于激发与识别、不受地层速度的影响等优势，因此，获得了业内广泛的认可，在解决浅层工程地质问题方面具有重要作用。
文章结合实际工程案例，阐述了瞬态瑞雷面波法的勘察原理，并具体研究了瞬态瑞雷面波法在道路工程地质勘察中的应用。
关键词：道路工程;瞬态瑞雷面波法;地质勘察;原理;实践中图分类号：U412.22 文献标识码：A D0l:10.13282/ki.wccst.2021.01.021文章编号：1673-4874(2021)01 -0075-03〇引言瞬态瑞雷面波法属于物理勘探技术,其探测效率高，应用范围广，在工程地质勘察以及质量检测等多个领域都具有应用价值。
在道路工程建设过程中，由于工程施工区区域跨度大，地质环境复杂，地形地貌以及地层构造变化，因此，前期的地质勘探工作极为关键。
常规的钻探方式由于成本较高、勘探周期较长，已经难以有效满足现代道路工程建设的要求，而随着瞬态瑞雷面波法在道路工程地质勘探中的应用，这些问题得到了有效的解决，充分保障了道路工程建设质量。
1工程概况某道路改造工程设计在原有道路的基础上加宽16 m,道路靠近河床边缘地带，需要 对该处地质构造进行全面勘探，主要目的是确定基岩埋深以及基岩上部土层分布的特征;确定基岩沿江分布的情况，明确基岩厚度与下伏地层的特征。
考虑到施工条件以及本工程的工期要求，拟采用瞬态瑞雷面波法进行勘察，仪器采用sws-n型多波列工程勘探仪，采用专用的瞬态面波数据处理软件对数据进行处理。
2瞬态瑞雷面波法的原理弹性波在遇到岩层弹性分界面时会出现折射以及反射等情况，并且会在弹性分界面产生面波，以三维空间来看，折射波与反射波岁时间推移会开始向整个弹性空间内所有介质传播，此类波称之为体波。
多道瞬态瑞雷波法技术应用探讨
多道瞬态瑞雷波法技术应用探讨体剪切波速度测试作为对浅层地震进行勘察与科学评价的一种新型，在强夯地基检测中得到了广泛地应用与发展。
以往，针对剪切波速度原位测试而言，多以体波为试验信号，以表面为波干扰信号，测试时在地层中进行钻孔测试费用昂贵，难以大范围推广。
伴随着科学技术的不断发展，表面波法孕育而生，在一定程度上彌补了土体剪切波速度测试的缺陷，不需要在地层中进行钻孔，将振源检波器置入地表面上，经济可靠，应用范围广。
具体而言，表面波法主要涵盖两种方法：一是稳态瑞雷波法，二是瞬态瑞雷波法。
伴随着瑞雷波法实测技术的快速发展，该项技术在煤炭冶金、工程勘察、地基承载力确定、考古与地下洞穴、地基加固效果评价、工程质量检测等方面应用广泛，能创造巨大经济效益。
但由于瞬态激振功率谱分布难以实现均匀，且频率能量小，具有高随机干扰性，故当前已发展出来的一种全新面波勘探方法—多道瞬态瑞雷波测试技术，可经由多道相关迭加与多次迭加，增高频谱能量，减少干扰，能保证测试结果的精准性。
1 多道瞬态瑞雷波法技术概述瑞雷波检测一般包括两种：一是瞬态法，二是稳态法。
针对此两种方法区别而言，关键在于震源存在差异。
瞬态法主要是指在激震时形成的瑞雷波，具有一定频率范围，以复频波为主要形式进行传播；而稳态法主要是指在激震时形成瑞雷波，频率较为单一，并以此形式进行传播。
而就两种方法测试结果而言，具有相似性，而瞬态法优势较为显著，同时测试设备较为简便，于测试过程便捷，能对较深的土层进行测试。
立足于瞬态瑞雷波法原理角度，其振源主要采用重锤或脉冲荷载，基于荷载作用下，处于地表上的传感器可对R波竖向分量信号进行接收。
而瑞雷波通过检波器向检波器向外进行传播，接收时间域信号，其中涵盖单频瑞雷波，通过频谱分析可获取R波波速。
从本质上来讲，瑞雷波法主要采用瑞雷波动力学特征与运动学特征来开展岩土工程勘察与检测，其特性主要表现在三个方面：（1）基于分层介质中，瑞雷波频散特性显著；（2）瑞雷波影响深度为一个波长以内，由于波长存在差异，导致穿透深度也不尽相同，其属于不同深度介质状况反映指标；（3）剪切波速与瑞雷波传播速度息息相关。
瞬态瑞利波技术在工程勘察中的应用
瞬态瑞利波技术在工程勘察中的应用栾明龙;魏红;林万顺【摘要】Raleigh wave exploration has been widely used in geotechnical investigation and geotechnical inspection in recent years. For the purpose of meeting the need of the exploration and achieving the best exploration result,we should make in-site test before the work,following the principle "from the known to the unknown" ,preliminarily understand stratigraphic and geophysical conditions of the surveyed area through thetest,determine the distance between points,the distance between channels and the distance between deviations ,the excitation ways and the instrument parameters and select the best observation window according to the aim and requirement of the exploration task in combination with the geological,topographic and physical conditions. Engineering examples on the application of transient Raleigh wave exploration are given,and it is shown that the Raleigh wave exploration method has great application potential for inspecting the shallow ground.%瑞利波勘察技术近几年在工程勘察及工程检测中得到了广泛的应用.为满足勘探目的、达到最佳勘探效果,工作前应进行现场试验,遵循从已知到未知的原则,通过试验初步了解和掌握测区地层的地球物理条件,根据勘探任务目的要求,结合测区实际地质、地形和物性条件,确定观测点点距、道距、偏移距、激发方式和仪器参数等,选择最佳观测窗口,以获得最佳观测效果笔者列举了瞬态瑞利波勘探方法的几个应用实例,包括抛石体厚度探测、划分软刺火层、滑坡勘察及地基振冲处理效果评价等,效果较好,经济适用,说明了瞬态瑞利波在浅层工程地质勘察中具有很大的应用潜力.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2012(036)005【总页数】6页(P878-883)【关键词】瑞利波;工程勘察;抛石体厚度探测;滑坡勘察;地基振冲处理检测【作者】栾明龙;魏红;林万顺【作者单位】北京市水利规划设计研究院,北京100048;北京市水利规划设计研究院,北京100048;北京市水利规划设计研究院,北京100048【正文语种】中文【中图分类】P631.4瞬态瑞利波勘探技术是在20世纪90年代发展起来的一种新的工程物探方法，随着该方法研究的不断深入、采集设备的更新、资料处理与分析软件的不断完善以及大量的工程实践，使得该方法得以快速发展，在解决实际工程地质问题中取得了良好的应用效果，创造了良好的社会效益和经济效益。
瞬态瑞雷波探测技术及其应用研究
瞬态瑞雷波探测技术及其应用研究
李学军
【期刊名称】《石油地球物理勘探》
【年(卷),期】1998(033)A02
【摘要】瞬态瑞雷波法是一种新型物探方法，其勘探实质是：通过测量不同频率的瑞雷波的传播速度，来探测不同深度（距离）的岩土介质性质，进而分析，判断地质异常。
本文系统地阐述了其基本理论，探测方法，并结合工程实践探讨了测试技术及资料处理方法，实际应用表明，该方法具有较好的应用效果及发展前景。
【总页数】11页(P100-110)
【作者】李学军
【作者单位】冶金部山东地勘局地球物理勘测院
【正文语种】中文
【中图分类】P631.411
【相关文献】
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瞬态瑞雷面波法在沪昆高铁云贵段岩溶路基检测中的应用
瞬态瑞雷面波法在沪昆高铁云贵段岩溶路基检测中的应用摘要:将瞬态瑞雷面波法应用于沪昆高铁云贵段岩溶路基检测，选取典型位置，通过钻探建立准确的地层模型，瞬态瑞雷面波法触探校核确定基本参数，再应用于岩溶空洞检测，结果表明，瞬态瑞雷面波法应用于岩溶空洞检测具有一定的准确度，但会受到覆盖层厚度、岩层厚度、岩层倾角和基覆界面等的影响，应结合钻探综合判识。
关键字:瞬态瑞雷面波法；注浆检测；岩溶；沪昆高铁中图分类号：TU19 【文献标识码】:A0 引言沪昆客专是西南地区出海的大通道，西起昆明，东到上海，全长1138km。
沿线灰岩分布广泛，其长度累计约309km，占43.6%。
多个地层具有碳酸岩类岩石，灰岩、白云岩、灰质砾岩地层岩溶强烈发育，地表溶蚀明显，溶缝、溶槽、石芽、岩溶洼地与漏斗、竖向溶洞、落水洞、岩溶泉等岩溶形态极为发育。
其中云贵段岩溶发育，有大量的岩溶路基段，易引发岩溶塌陷，需要开展大量的岩溶路基注浆处理，并采用瞬态瑞雷面波法开展注浆效果检测。
1 瞬态瑞雷面波法简介1.1基本假定同一波长的瑞雷波的传播特征反映了在水平方向的地质变化情况，不同波长的瑞雷波的传播特征反映了不同深度的地质情况，主要基于瑞雷波传播以下几个特征：(1) 在均匀介质中，传播速度与频率无关；(2) 瑞雷波在层状介质中传播具有频散特征，即不同频率的瑞雷波的传播速度不同；(3) 瑞雷波的传播深度与波长相关；(4) 瑞雷波的传播速度与岩土体的物理力学性质具有相关性。
1.2测试原理在地面上沿着波的传播方向，以一定的道间距∆x设置N+1个检波器，就可以检测到在N∆x的长度范围内，瑞雷波的传播过程，设瑞雷波的频率为f i，相邻两个检波器记录的瑞雷波时间差为∆t或相位差∆φ，可以计算得到相邻道∆x长度范围内的传播速度：（1）进而得到测量范围N∆x内平均波速为：（2）在同一地段可以测量出一系列的V R值，可以得到一条V R—f曲线，即频散曲线。
2 典型工点分析瞬态瑞雷面波法已经广泛应用于岩溶路基注浆检测效果评价中，但是大多数评价都是定性或半定量评价，不能直观评价岩溶路基注浆效果。
瑞雷面波勘探理论方法的研究及其应用
瑞雷面波勘探理论方法的研究及其应用瑞雷面波是一种在地震波传播过程中形成的表面波，其频率范围通常为0.02-10Hz。
瑞雷面波的特点是振幅大、频率较低、传播速度缓慢。
研究者发现，瑞雷面波振幅与地下构造和岩性之间存在一定的关系，因此可以通过分析瑞雷面波信号来推测地下结构和岩性。
为了研究瑞雷面波的物理特性和勘探应用，研究者采用了多种方法。
其中一种常用的方法是地震波场正演模拟，通过计算地震波在地下传播过程中瑞雷面波的形成和传播情况，来深入理解瑞雷面波的产生机制和特性。
此外，研究者还开展了实验室模型实验，通过构建模拟地下结构的实验模型，利用地震仪器观测瑞雷面波信号，来验证理论模型的准确性和可行性。
1.地下结构探测：瑞雷面波对地下结构具有较好的分辨能力，可以用于探测断裂带、地下岩层界面和隐蔽构造等地质特征。
该方法在石油勘探、地震灾害研究等方面具有重要的应用价值。
2.岩性识别：每种岩石的物理特性都会对瑞雷面波的传播速度和振幅产生影响，因此可以通过分析瑞雷面波信号来识别不同岩性。
这对于地下水资源调查、选址勘探以及建筑工程等应用领域来说都具有重要意义。
3.地下污染探测:地下污染是一个严重的环境问题，传统的地下勘探方法对于污染物的探测有一定的局限性。
而瑞雷面波勘探方法能够提供高精度的地下结构信息，可以用于地下污染物的定位和监测。
4.地震预测：瑞雷面波与地震活动有一定的关联性，地震前后的地下结构变化会导致瑞雷面波信号的变化。
因此，通过分析瑞雷面波信号可以辅助地震预测和地震监测工作。
总之，瑞雷面波勘探理论方法在地球物理勘探中具有重要的地位和广泛的应用前景。
随着勘探技术和理论的不断发展，瑞雷面波勘探方法将会在更多的领域得到应用，并为相关研究和实践提供更加精确和可靠的地下信息。
瑞雷波勘探实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过瑞雷波勘探技术，对地下介质进行探测，了解其结构和性质。
瑞雷波勘探技术具有探测深度大、分辨率高、成本低等优点，广泛应用于地质勘探、岩土工程等领域。
通过本次实验，掌握瑞雷波勘探的基本原理、操作方法以及数据处理技术，为实际工程应用提供理论依据。
二、实验原理瑞雷波（Rayleigh wave）是一种沿介质表面传播的剪切波，其波速较低，衰减较慢，能够有效地穿透较深的地层。
瑞雷波勘探技术基于瑞雷波在地下介质中传播的特性，通过测量瑞雷波的速度、振幅等参数，分析地下介质的结构和性质。
三、实验设备1. 地震勘探仪：用于采集地震波数据。
2. 地震检波器：用于接收瑞雷波信号。
3. 数据采集系统：用于记录地震波数据。
4. 地震数据处理软件：用于处理和分析地震波数据。
四、实验步骤1. 实验场地选择：选择适合进行瑞雷波勘探的场地，确保场地平整、开阔，无大型障碍物。
2. 检波器布设：按照设计要求，将地震检波器按照一定的间距布设在勘探区域。
3. 数据采集：启动地震勘探仪，进行地震波数据采集。
采集过程中，注意调整仪器参数，确保数据质量。
4. 数据处理：将采集到的地震波数据导入地震数据处理软件，进行预处理、滤波、提取瑞雷波等处理步骤。
5. 结果分析：对处理后的瑞雷波数据进行时距曲线分析、层析成像等，分析地下介质的结构和性质。
五、实验结果与分析1. 时距曲线分析：通过对瑞雷波数据进行时距曲线分析，可以确定瑞雷波在地下介质中的传播速度。
实验结果显示，瑞雷波在勘探区域内的传播速度为X km/s。
2. 层析成像：通过对瑞雷波数据进行层析成像，可以分析地下介质的结构。
实验结果显示，勘探区域内的地下介质可以分为多个层，各层的厚度和速度如下：- 第1层：厚度为Y m，速度为Z km/s；- 第2层：厚度为W m，速度为V km/s；- 第3层：厚度为U m，速度为T km/s。
3. 地下介质性质分析：根据瑞雷波勘探结果，可以分析地下介质的性质。
多道瞬态瑞雷波勘探应用研究
渡 的 频 散 曲 线 ， 散 曲线 的 特 征 及 其 变 化 与 地 下 地 质 条 件 ， 地 层 厚 度 、 速 等 密 切 相 关 ｃ 频 如 波 （） 雷渡 的频散特性 １瑞 考 察 在 均 质 半 空 间 上 置一 均 匀 层 时 瑞 雷 波 的 简 单 情 况 （ 图 如
王 超 凡 ． ，９ 年 １ 月 生 工 程 师 ， 用 地 球 物 理 学 专 业 ｃ 男 １７１ １ 应 ２￣ｌ ７—０ １ 一０ Ｊ ５收 稿 ．０ ０— １ １ ２０ ２— ２改 回
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多 道 瞬 态 瑞 雷 波 勘 探 应 用 研 究
王 超 凡 邹 桂 高 ’ 刘 金 光 ’ 赵 永 贵
中 国航 空 工 业 勘 察 设 计 研 究 院 北 京 １０ ８ ２ 中 国 科 学 院 地 质 与地 球 物 理 研 究 所 ０ ０６： 北 京 １￣１ ０ ２ ９
测 结 果 ， 而 使 瑞 雷 波 勘 探 具 有 更 广 泛 的应 用 前 景 。 从
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般 情 况下 ， 论 是 研究 地 球 的 内部 结构 还 是 浅 层 地 质 问 题 ， 遇 到 的 岩 土 体 都 可 近 无 所
8.瞬态多道瑞利波勘探技术的原理方法、仪器设备和应用实例-李哲生
瞬态多道瑞利波勘探技术的原理方法、仪器设备和应用实例李哲生(福建省建筑设计研究院)提要本文阐述了瞬态多道瑞利波勘探的原理和方法，提出了适用该方法的仪器和设备工程为实例，介绍了这种方法在岩土工程勘察中的应用。
关键词 瑞利波 稳态法 瞬态法 瞬态多道瑞利波勘探技术一 前言在进行折射法和反射法地震勘探时，由纵波激震震源产生的地震波在传播过程中，不可避免地产生瑞利波，为了取得折射波的初至或反射波的同相轴，需要选择合适的窗口和滤波，将瑞利波作为干扰波设法排除。
但近些年来，人们已成功地利用瑞利波传播过程中的频散特性，将其应用于岩土工程勘察中来。
瑞利波勘探法根据震源形式不同可分为二大类：一为稳态法，另一为瞬态法。
前些年，主要以稳态激振方法为主，其代表为日本VIC 株式会社的GR-810、GR-830地下勘探机。
国内也有一些类似的仪器设备，它们的勘探原理都相同，即利用扫频仪和功率放大器发出的谐波电流推动电磁激振器对地面产生稳态面波，由相隔一定距离的拾振器将接收到的面波振动转换为电压量送入计算机(频谱分析仪)进行相关计算，得出频散曲线。
由于稳态激振面波勘探方法设备较为复杂，重量也大，随之根据其原理，出现了瞬态面波勘探方法，其设备较为轻便，测试速度快。
但也有许多缺点，其一是瞬态激振的功率密度谱分布不均，许多频率能量大小，随机干扰大，以致于频散曲线与理论相差太大，常常无法利用。
其二是仍按照稳态激振面波勘探方法接收地面震动波，致使所有的波，如反射波、折射波、直达波等均作为干扰波而与面波混在一块，有可能导致误差较大的结果，这也是稳态激振面波勘探方法主要缺点之一。
为了克服这些缺点，目前发展了一种新的面波勘探方法--瞬态多道瑞利波勘探技术。
它的激振可采用不同材料和质量的锤或重物下落激振，在地面布置多个拾震器，并选择最佳面波接收窗口接收震动，通过多次迭加多道和相关迭加，使得频谱能量加大，干扰减小。
据此，北京水电物探研究所(原北京华水物探研究所)研制了SWS 多功能面波仪，并将分析处理软件装入计算机内。
瑞雷波在地质勘探中的研究
科学技术创新1概述瑞雷波勘探作为一种经济、快速、有效的勘探方法,得到了广泛的应用。
目前瑞雷波正演模拟方法主要有Thomson_uhaskell 法、δ矩阵法、ABO 法_uzena 法、RT 矩阵法[1-4]等,这些方法都是利用瑞利波频散方程进行瑞利波正演模拟的瑞利波勘探方法。
与目前其它地球物理方法相比,瑞雷波勘探具有经济快速、适用范围广、场地影响小、探测设备简单、激发信号易激发、有效信号能量强、信噪比高、易识别、分辨率高等优点。
而瑞利波检测大多是基于对原始信号的直接处理,因此对检测结果的解释和检测精度还有待进一步提高。
本文通过研究分析地下工程地质异常条件下,地质异常在弥散曲线中不同位置、大小和物理力学性质的不同表现,总结了地质异常与瑞雷波频散曲线之字形的关系,得出地质参数对瑞雷波频散曲线影响的特征和规律。
2国内外研究动态2.1瑞雷波探测技术研究现状英国数学物理学家瑞利于1887年发现了瑞利波的存在,揭示了它在中空间的传播特性。
起初人们认为瑞利波是危害最大的地震波。
在石油地震勘探、地表反射、人工折射地震勘探中,瑞利波是一种强干扰波,直到20世纪50年代,人们才发现瑞利波在层状介质中具有散射特性,并逐渐作为有效波应用于工程物探中。
目前,关于瑞雷波法的研究主要涉及的问题有三个方面:一是瑞雷波频散曲线的正演问题;二是瑞雷波频散曲线的提取问题;三是瑞雷波频散曲线的反演问题。
2.2正演方面的研究瑞雷波反演的前提和基础是正演模拟。
主要研究内容是在已知平均模型下,根据弹性波理论建立瑞利波方程,来描述瑞利波速、频率等弹性参数之间的关系,为了了解瑞利波在特殊平均模型中的散射特性。
目前在建立特征方程和求解不同介质中的特征方程时,都考虑了对锋面瑞利波模型的探索,大多数研究都是基于层间通讯方式均匀的条件,即具有平行界面和连接界面的均匀自由表面弹性材料。
2.3瑞雷波频散曲线的求取瑞雷波工程探索,从实际的地震记录信号中提取瑞雷波的频率分散特性,合理说明工程岩土体的物理力学性质,因此瑞雷波的频率分散曲线的要求(即面波速度的测量)可以说是瑞雷波工程探索的最基础的工作。
瑞雷波在探测地下防空洞的应用研究
第4卷第1期2007年2月 工程地球物理学报CHIN ESE J OU RNAL OF EN GIN EERIN G GEOP H YSICSVol 14,No 11Feb 1,2007文章编号:1672—7940(2007)01—0058—04瑞雷波在探测地下防空洞的应用研究朱翔鹏,张学强,严 哲(中国地质大学地球物理与空间信息学院,武汉430074)作者简介:朱翔鹏(1979—),男,中国地质大学地球探测与信息技术硕士研究生。
E 2mail :zhuxiangpengzxp @ 张学强(1964-),男,副教授,中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院教师,主要从事地震数据处理及软件开发工作。
摘 要:瑞雷波作为一种新的地球物理勘探手段,已经在各个方面得到了广泛地应用。
瑞雷波勘探的方法主要有两种,即瞬态法和稳态法。
瞬态法因其施工方便、快捷得到了广泛应用。
本文介绍了瞬态瑞雷波法探测地下防空洞的基本原理,提出了一种改进的方法。
该方法利用相邻道的同一频率的瑞雷波的相位差,计算出该频率的瑞雷波在相应的勘探深度下的平均波速。
在探测防空洞时,该方法比其它的方法具有明显优点,即施工方便,并能在一条测线的范围内准确清楚地看到频散曲线的跳跃,从而判断出防空洞的位置。
通过一个具体勘探实例,验证这一方法的探测效果。
关键词:瑞雷波;瞬态法;防空洞;频散曲线中图分类号:P63115文献标识码:A 收稿日期:2006—12—01Application of R ayleigh W ave in I nspecting U ndergrou nd Air 2R aid ShelterZhu Xiangpeng ,Zhang Xueqiang ,Yan Zhe(I nstitute of Geophysics &Geomatics ,China Universit y of Geosciences ,W uhan 430074,China )Abstract :As a new met hod of geop hysics exploration ,rayleigh wave exploratio n has been widely used.There are two basic met hods of rayleigh wave exploration :t ransient rayleigh waves and standing rayleigh waves.Because of it s convenience ,t he met hod of t ransient ray 2leigh waves has been extensively used.This article p resented t he basic principle about in 2specting undergroud airraid shelter wit h t he met hod of transient rayleigh waves and offereda new met hod.In t he met hod ,t he mean velocity of certain exploration dept h can be calculat 2ed making use of t he difference of p hase from consecutive seismic channels.Campared wiht he old met hods ,it has two advantage :1)It can be applied expediently.2)In t his met hod ,where t he dispersive curve skip s can be seen distinctly in t he range of t he whole survey line and t he po sition of airraid shelter can be easily estimated.A new exploration example wasoffered by t his met hod.Finally ,a p roper evaluation about t he exploration result was made.K ey w ords :rayleigh wave ;method of transient rayleigh wave ;airraid shelter ;dispersive curve1 引 言瑞利面波勘探的物理基础是利用瑞利面波传播速度与岩土物理力学性质的密切相关性以及速度与频率的相关性即瑞利面波的频散性。
多道瞬态瑞雷面波在工程勘察中的应用
多道瞬态瑞雷面波在工程勘察中的应用
尚耀军;温佐彪
【期刊名称】《科技广场》
【年(卷),期】2009(000)005
【摘要】在面波勘探中,随着软件和硬件的发展及面波勘探技术理论的进一步完善,瞬态瑞雷波法越来越引起人们的重视.由于面波勘探与常规的地震勘探相比具有现场场地要求不高、快速经济、易于激发和识别、有效信号能量强、不受各地层速度的影响、对浅部地层分辨率高等特点,使得面波勘探技术被广泛地应用于探查地下介质结构并进行地层划分、海堤中软弱夹层的探测、天然地基剪切波速度测试、判定场地类别和评估软弱地基处理等无损检测工程领域中.本文叙述了瑞雷面波的勘探原理以及资料整理解释方法,并通过应用实例说明其在工程中的应用效果.
【总页数】3页(P125-127)
【作者】尚耀军;温佐彪
【作者单位】广东核力工程勘察院,广东,广州,510800;成都畅达通地下工程科技发展有限公司,四川,成都,610041
【正文语种】中文
【中图分类】P631.4
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瑞雷面波勘探理论方法的研究及其应用
料 的反演 拟 合解 释 ，可 得 出岩 、土层 的 横 、纵波 速 度 ，密 度 等参 数 ，进 而计 算 出其 它 参数 ；可测
勘 察 中的一 种 有效 手 段 。瑞雷 面 波法 分 为 稳态 和 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ态 瑞 雷面 波 法两 种 。稳 态法 装 备较 为 笨 重 ，施 工效 率低 ，成本 高 ，勘探 深度 一 般只 有 １． １ 左 ００Ｔ Ｉ
Ｋｅ ｒ ｓ ｒｙｅ ｈｗ ｖ ； ｅ ｕ ｎ ｙ ｓａ ｅ ｏ ｉ Ｔ ａ ｓｏｍ； ａａ ｅ ｔｅ ｅｖ ｏｎｓ ｙｗｏ ｄ ： ａ ｌｉ ａ ｅ ｆ ｑ ｅ ｃ — ｃ ｍａ — ｔ ｎ ｆｒ ａ ｊｃ ｎ ｃｉ ｅ ｉｔ ｇ ｒ ｐ ｄ ｎ ｐｒ ｒ ｐ
瞬 态瑞 雷面 波 法 … 是近 几年 应 用 于 工 程 地 质
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瑞雷波在探测地下防空洞的应用研究
瑞雷波在探测地下防空洞的应用研究
朱翔鹏;张学强;严哲
【期刊名称】《工程地球物理学报》
【年(卷),期】2007(004)001
【摘要】瑞雷波作为一种新的地球物理勘探手段,已经在各个方面得到了广泛地应用.瑞雷波勘探的方法主要有两种,即瞬态法和稳态法.瞬态法因其施工方便、快捷得到了广泛应用.本文介绍了瞬态瑞雷波法探测地下防空洞的基本原理,提出了一种改进的方法.该方法利用相邻道的同一频率的瑞雷波的相位差,计算出该频率的瑞雷波在相应的勘探深度下的平均波速.在探测防空洞时,该方法比其它的方法具有明显优点,即施工方便,并能在一条测线的范围内准确清楚地看到频散曲线的跳跃,从而判断出防空洞的位置.通过一个具体勘探实例,验证这一方法的探测效果.
【总页数】4页(P58-61)
【作者】朱翔鹏;张学强;严哲
【作者单位】中国地质大学地球物理与空间信息学院,武汉,430074;中国地质大学地球物理与空间信息学院,武汉,430074;中国地质大学地球物理与空间信息学院,武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】P631.5
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瞬态瑞雷面波在探测铁路岩溶灾害上的应用
瞬态瑞雷面波在探测铁路岩溶灾害上的应用唐韬;肖晓;李青【摘要】地下水的运动和地表水的流动会使可溶岩发生化学溶蚀作用、机械侵蚀作用以及与之并生的迁移、堆积作用.一些岩溶地区渗流作用强烈,给既有铁路的安全运营带来了极大的隐患.为了探测铁路路基下的岩溶灾害,选择浅表地层的瑞雷波法,它具有分辨率高、受场地影响小、装备轻便快捷等优点.结合实例,首先介绍瑞雷面波原理,然后直行野外的数据采集,最后进行数据处理.结果表明瑞雷面波能够有效地检测运营铁路岩溶灾害.本次研究给钻孔注浆等地质处理手段提供了合理的依据.【期刊名称】《工程地球物理学报》【年(卷),期】2019(016)003【总页数】12页(P339-350)【关键词】铁路;岩溶;瑞雷面波【作者】唐韬;肖晓;李青【作者单位】中南大学地球科学与信息物理学院,湖南长沙410083;中南大学有色金属成矿预测教育部重点实验室,湖南长沙410083;中南大学地球科学与信息物理学院,湖南长沙410083;中南大学有色金属成矿预测教育部重点实验室,湖南长沙410083;中南大学地球科学与信息物理学院,湖南长沙410083;中南大学有色金属成矿预测教育部重点实验室,湖南长沙410083【正文语种】中文【中图分类】P631.41 引言随着我国综合国力的日益增强，铁路也修建得越来越多，但随着铁路的运营及地下水的活动，有些铁路地下可能存在岩溶等地质灾害，这些灾害给铁路路基的稳固和火车的安全运营都带来了极大的隐患。
为了确保铁路的安全运营，需要提出一种可靠的物探方法来对已经运营的铁路进行检测，进而发现可能存在的地质隐患，给钻孔注浆等地质处理方法提供可靠的依据。
探测岩溶所采用的物探方法主要有高密度电法、地质雷达法、地震反射法、地震映像法、大地电磁法及电磁波 CT 法[1-3]。
2007年，卿志等[4]在强干扰地区，采用“8 ”线圈进行数据采集屏蔽外界的电磁噪声，较好地完成岩溶勘探任务；2007年，单波等[5]利用互相关滤波方法对地震资料进行模拟和处理,在较强干扰背景下有效地提取出了地震信号,压制了随机干扰,对岩溶的识别具有一定的指导意义；2009年，雷旭友等[6]在复杂地质情况下,特别是地表物探不能展开的地方,用电磁波CT法能得到较好的地质效果；2016年，于强等[7]采用高密度电法与反射系数K 剖面法相结合的方法在勘察环境相对较差的情况下，对运营铁路改造岩溶路基段进行勘察，精准地定位了岩溶异常带；2017年，王宗旭[8]综合瞬变电磁法与音频大地电磁法应用于煤矿采空区铁路选线，综合瞬变电磁法纵向分辨率较高，音频大地电磁法横向分辨率较好，对构造反应较灵敏两大优点，能有效地圈定采空区范围，适应铁路勘察设计阶段选线的需求；2018年，李文文等[9]采用孔内雷达、孔间地震波CT和孔间电磁波CT在岩溶发育区进行综合探测，各方法取长补短，提高探测精度；2018年，王兆宁[10]采用地震映像法对高铁隧道隧底进行岩溶探测，经钻探得以验证，并对此方法提出了几点建议。
瞬态瑞雷波勘探在工程地质勘测中的应用研究
瞬态瑞雷波勘探在工程地质勘测中的应用研究
于振清;孙明文
【期刊名称】《中国煤田地质》
【年(卷),期】1996(008)A00
【摘要】瑞雷波的频散特性是瑞雷波勘探工作的直接目标。
根据瑞雷波在传播媒体中的速度以及与以波长为单位的转换深度给绘制频散曲线，由频散曲线拐点求取传播媒体物性界面的深度，再由频散曲线各段的速度变化梯度求取传播媒体中各层的瑞雷波层速度，并用统计规律换算各层的横波速度，进而完成各种工程目的的工程地质参数计算。
介绍了大亚湾填海工程中工程地质勘测及高速公路勘测中瞬态瑞雷勘测实例，证实了瞬态瑞雷波法的实用性。
【总页数】7页(P62-68)
【作者】于振清;孙明文
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】P642
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图 ４ 模型 ３在产 域最大模 曲线
图 ５ 模型 ４在产 域最大模 曲线
图 ２～图 ５为滤波信号经过傅立 叶变换后 ｆ ｋ － 域最 大模频 散 曲线 图。根据频率 和波数 的关 系 ， 算 面波 的相 速度 ， 算 出波 计 换 频散 曲线 。图 ６～图 ９为滤波信号经 过傅立 叶变换 后 月 ｃ域最 ＿ 。
用道 间距 和偏移距 为 ０ ５ｍ和 ６ｍ。 ． 记 录长度 和采样 间隔 ： 在瞬态瑞波 勘探过程 中采样 间隔 与勘
性 来进行地层 的速 度场地 要求 不高 且能一 次获 得与 深度 相关 的
一
对于浅 层宜 采用较 高 的采样率 ， 之采 用较 低 的采 反 地层面波速度参 数 的特点 。地 下 隐伏空 区与空 洞是 工程 建设 的 探 深度 有关 ， 样率 。本模 型记 录长度为 ０ ２ ６ｓ采样点数为 １ ８ ．５ ， ６次 。 ０ 大隐患 ， 分层并反映浅层地质 问题。它具 有操作简单 、 对 探测快 边 界条件设 置 ： 为避免边 界处 反射 波对 求解 域 的影 响 ， 有 对 速、 对其进行 准确 、 有效 的探查是一项十分重要而又棘手 的工作 。 限域表 面设 置无反射边界条件来模拟半无限大空 间。 瑞雷波法是一种 利用 瑞雷 波运 动学 和动力 学特 征 的进行 工 程质量检测及工程地质 勘探 的一种方法 ， 当对 自由界 面进行 竖 向 ３ 数据 处理 击震时均会在 自由界 面产生瑞雷波 ， 雷波有 三个与工 程质 量检 瑞 测有关 的特性 ： １ 在层状介质 中， 雷波具有频散特性 。 ） 瑞 ２ 瑞雷波的传播速度 与介质 的物理 力学性质密切相关 。 ） ３ 瑞雷波的穿透深度 与波长密切相 关。 ）
为 得 到 复 杂 地 质 情 况 下 ， 大 模 频 散 曲线 的 规 律 ， 文 运 用 最 本
层 状地质条件下 ， 含软 弱下 卧层 时， 波 的能量 不再 集 中于 面 基 阶面波 ， 而是 随着 频率 变化 分散 于各 阶模 态 中 ， 只提取 基 阶模
态不 能完全反映地层情况 。各个模式 的能量大小 不一样 ， 不 同 在 的频段 ， 能量 占主导地 位 的可能不 是 同一模 式。基 于不 同频 率 ， 提取能量最大的一阶 ， 连接成 线 ， 即为最大模频散 曲线 。 本 文在处理时采用 最大模 频散 曲线 的方法 对采 集 的数 据进 行 分析 。在二维傅立 叶变换 前在 时域 空间对 时域 信号 进行 截 断 滤波处 理 ， 除去纵横 波和噪声 信号的干扰。
２ 模 型参 数设 置
本文运用有 限元 软件 Ａ Ｓ ＳＬ Ｄ Ｎ Ｎ Ｙ －Ｓ Ｙ Ａ来模拟 含空 洞 的半无
限大空 间的复 杂地 质情 况下进行模拟分 析 ， 用基于最 大模频 散 曲 线的方法对所得 的瑞 雷波曲线进行分析 ， 到空洞变 化情况 下最 得 大模频散 曲线 变化 规律 见表 １ 。
图 ２ 模型 １在 产咄 域最 大模 曲线 图 ３ 模型 ２在 产咄 域最大模 曲线
０
２ ０ ４ ０ ６０ ８ ０ ０ ｏ ２ ０ ４ ０ ６ ０ ８ ０
Ｕ Ｕ． ４ Ｕ ８ ． １２ ｌ ６ １８ ． － ． Ｕ Ｕ． Ｕ． ４ ８ １２ ． ｌ １ ．
瞬 态 瑞 雷 波 法 在 空 洞勘 探 中 的 应 用研 究
崔 洪 波 罗春 霞 高 夕超
摘 要： 运用 Ａ Ｓ ＳＬ Ｄ Ｎ Ｎ Ｙ —Ｓ Ｙ Ａ动力学软件 对 多种含 空洞复 杂地层在 瞬 态冲击荷 载作 用 下的情 况进 行模拟 分析 ， 得到 其 在瞬 态冲击荷载作 用下满足 工程提 取要 求的 多道加速度 时间历程 曲线面波数据 ， 用最大模 的分析 方法对频散 曲线进 运
震源 的选 择 ： 获取 不 同深度 波速 ， 为 要求 震源 产生 各种 频率 长 Ａ＝ｖ ／， Ｒｆ 乘以深度系数 ０ ５ 即可得到 面波 速度 随深 度变化 的 ．，
Ｏ ２ ０ ４ ０ ６ ０ ８ ０ ０ ０
２ ０ ４ ０
数值模拟 的方法对含 空洞的地质情况进行研究 （ 图 １ 。 见 ）
Ｖ Ｕ
图 １ 瞬态瑞雷波法示意图
６ ０ ８ ０ ０
０４ ０８ １２ １６１８ ． ． ． ． ． ｋｍ ／－
０ ０４ ０ ８ １２ １ １８ ． ． ． ． ． ６ ｋｍ ，。
表 １ 空洞变化情况 下最大模频散 曲线变化规律
模 型 模型１ 模型２ 模型３ 模型４ 上 层 上 层 波 速 下 层 厚 厚度 度／Ｉ Ｉ １ ２ ２ ２ ２ ｌ８ ７ １８ ７ １８ ７ １８ ７ ８ ８ ８ ８ 下 层 波 速 １８ ５ ３ ． ｌ８ ５ ３ ． １８ ５ ３ ． １８ ５ ３ ． 空洞 距 离地 正 方 体 空 面 深 度／ ｍ 洞 边 长／ ｍ ２５ ． ２５ ． ２５ ． ２５ ． ０ ｌ ２ ３
・
６ ・ ６
第３ ８卷 第 ３期 ２０ １２年 １月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ． ． １ ３８ Ｎｏ ３Ｊ ｎ ２ １ ａ． ０２文章编号 ：０ ９ ６ ２ （０ ２ ０ —０ ６０ １０ － ８ ５ ２ １ ）３ ０ ６ －２
行分析研 究。 关 键 词 ： 洞勘 探 ， 大模 ， 空 最 频散 曲线 中 图 分 类 号 ：Ｕ １ Ｔ ４２ 文 献 标 识 码 ： Ａ
１ 概述
瑞雷波勘探是一种新型 的物探 方法 ， 它利用瑞 雷波 的频散 特
勘探深度确定 ， 一般 勘探 深度小 时 ， 间距 和偏移 距小 。文 中采 道