(完整版)工程物探学1—地震勘探及其应用
地震勘探的基本方法
反射波时距曲线
t OR RS O*S
V1
V1
4h2 X 2 V1
当炮检距X=0时， t0=2h/V1，是炮点 之下垂直反射波旳 走时。
连续介质情况下 反射波时距曲线
连续介质中波旳射线和等时线方程
p sin (z)
v(z)
定义视速度旳倒数为视慢度，它就是射线参数p.
连续介质情况下 反射波时距曲线
室内数据处理；
地震地质解释；
‥ ‥等。
地震反射波勘探旳基本原理
在地表附近激发旳地震波向下传播，遇到不同介 质（地层）分界面产生向上旳反射波，检测、统 计地下地层界面反射波引起旳地面振动，能够解 释推断地下界面旳埋藏深度，地层介质旳地震波 传播速度、地层岩性、孔隙度、含油气性等。
最简朴旳是根据反射波到达地面旳时间计算地下
如右图 所示，从激发点O 发出旳入射波 到达绕射点A，然后以绕射波形式到达地 面旳任意观察点D，显然，波旳旅行时是 由两部分构成：一部分是入射波旅行OA
所需旳时间，另一部分是绕射波经过AD 旳 传播时间。
OA AD l2 h2 (x d )2 h2
t
v
v
屡次反射波时距曲线
本地下存在强波阻抗界面时（如在水域开展调查时旳水底 界面、浅层基岩面等），往往能够产生屡次反射波。屡次 反射波可分为全程屡次波和层间屡次波等，在地震统计上 出现得最多、也比较轻易辨认旳是全程屡次反射波。
动校正速度选用旳影响
有速度误差，则经过动校正后，还有剩余时差
对速度精度旳要求：
1、叠加次数越高，接受间隔越大，通放带越 窄，对动校正速度要求越高；
2、界面越深旳反射波，速度误差旳影响越小； 3、伴随道间距旳增长，由速度误差引起旳叠
《工程物探》PPT课件
二、地震勘探方法分类
据波的类型分：纵波、横波、面波勘探； 据波传播特点分：反射、折射、透射波法,反射波 法应用最广,折射波法次之,透射波法只作为辅助手 段； 据目的层深度分：浅层<100m,中层<100～ 1000m>,深层>1000m； 据勘探目的任务：工程<浅层>,煤田,油气； 据工作环境：陆上和海〔湖〕上勘探；
可弥补单一时距曲线的不足,可以从不同方向反映界 面变化.
有时工作条件或地质条件复杂,用一般时距曲线得 不到目的层折射波的相遇段,这时可在两端增加激发 点并扩大观测段,采用多重时距曲线观测系统.
二 . 时距曲线的解释<t0法>
tx2htani 2h
V2
V1cois
tV x22hV t2ain V 12 cho i sV x22 V h 1 1V V 1 22 2
炮点深度的影响,会使反射波时距曲线产生畸变 .
这时即使动校正准确,时距曲线也仍存在畸变.也就 是说,仅作动校正是不够的,还必须消除由于上述原因造 成的反射时差 Δ t .
计算静校正值时要任意选定一个基准面 < 一般选 取地形起伏的中线 > ,并将所有炮点和检波点都校正 到这个基准面上.
静校正包括三项内容：
第 5 节 地震资料的处理
对野外取得的地震资料必须进行加工处理,以便消除或压制地震记录中的噪音,改善或 加强地质信息,提高有效波的分辨率,为解释提供可靠的基础数据.
反射波资料的处理方法有数值校正、数字滤波、速度分析,叠加处理等.
一 . 数值校正 1. 动校正 ：
介质均匀时,水平界面的反射波时距曲线为双曲 线.
地球物理勘探技术在工程学中的应用
地球物理勘探技术在工程学中的应用地球物理勘探技术是研究地球内部结构、物性和地球表面及其近地表阶地向空间传播的物理现象的一门科学。
它在工程学领域中有着广泛的应用，为工程师们提供了重要的参考和决策依据。
本文将探讨地球物理勘探技术在工程学中的应用，包括地质勘探、岩土力学、工程地震学和地下水资源调查等方面。
一、地质勘探地球物理勘探技术在地质勘探中起到了至关重要的作用。
通过采用地震勘探、电磁勘探、重力勘探等手段，工程师们可以对地下结构进行详细的研究和分析，了解地下的地质情况、构造特征和岩石类型等。
这些信息对于规划建筑物的基础、预防地质灾害以及保护环境都具有重要意义。
例如，在建设大坝、隧道和地铁等工程项目时，地球物理勘探技术可以用来确定地下岩石的品质和强度，评估地下水位的高低，从而为工程设计提供重要的参考数据。
此外，地球物理勘探技术还可以帮助工程师们识别地下断层和隐患，预测地震发生的可能性，为工程安全提供保障。
二、岩土力学岩土力学是研究岩石和土壤力学特性及其在工程中的应用的学科。
地球物理勘探技术是岩土力学研究的重要手段之一。
通过采用地震波传播和反射等方法，可以获取地下岩石和土壤的物理性质和变形特征等信息。
在工程设计和施工过程中，地球物理勘探技术可以用来确定不同地质层的强度、硬度和位移能力，从而评估地层的稳定性和承载能力，为工程建设提供合理的设计方案。
此外，地球物理勘探技术还可以揭示地下水位、岩土层的厚度和分布等信息，为土壤改良和基础处理提供科学依据。
三、工程地震学工程地震学是研究地震波在地下介质中传播规律及地震对工程结构影响的学科。
地球物理勘探技术在工程地震学中有着广泛的应用。
利用地震勘探技术可以获取地下介质的速度结构和衰减特性等信息，了解地震波在不同地质条件下的传播规律。
通过对地震波的研究和分析，工程师们可以评估地震对工程结构的影响，包括地震波强度、地震烈度等指标，为建筑物的设计和结构抗震设防提供科学依据。
地球物理勘探技术在地质研究中的应用
地球物理勘探技术在地质研究中的应用地球物理勘探技术是一种通过对地球物理场进行测定和解释来揭示地质构造和物质性质的方法。
它广泛应用于地质勘探、地质灾害预测、资源勘探和环境监测等领域。
下面将介绍地球物理勘探技术在地质研究中的应用。
一、地震勘探技术地震勘探技术是一种通过记录地震波传播过程中的振动信息，来了解地壳和下部地球结构的方法。
它通常利用人工地震源产生的地震波来勘测地下结构。
地震波在地下岩层中传播时，会受到不同介质的阻碍和反射，从而形成不同的波形。
通过分析这些波形，我们可以确定地下的地质构造、岩层分布、断层位置以及地球内部介质性质等信息。
二、电磁勘探技术电磁勘探技术是一种利用电磁场的变化来探测地下物质分布的方法。
它通常利用人工电磁场作用于地下引起的感应电磁场，通过测量感应电磁场的强度和方向来推断地下地质结构。
电磁波在不同介质中传播时，会受到吸收、散射和反射等作用，从而在地面上形成电磁场的变化。
通过对这种电磁场变化的观测和解释，可以了解地下的电导率、矿产资源分布以及地下水体积等信息。
三、地热勘探技术地热勘探技术是一种利用地壳和下部地球物质的热流信息来研究地下地热资源分布和地质构造的方法。
它通常通过测量地面或井内的地温和热流来揭示地下的热流场分布。
地壳中的热流和地热资源受到地质构造、岩性差异以及深部地球物质的热传导等因素的影响，因此可以通过对地温和热流的观测和解释，来了解地下的地热资源潜力和地质构造演化过程。
四、地磁勘探技术地磁勘探技术是一种利用地球磁场变化和异常信息来揭示地下构造和物质分布的方法。
地球的磁场受到地下岩石磁性物质分布和地下电流的影响，因此可以通过测量地磁场的变化和异常来推断地下的磁性岩层和矿体分布。
地磁勘探技术广泛应用于矿产资源勘探、地热资源勘探以及环境监测等领域。
总之，地球物理勘探技术在地质研究中发挥着重要的作用，通过对地球物理场的测定和解释，我们可以揭示地下的地质构造、岩层分布、矿产资源分布以及地下水体积等信息。
工程物探技术在岩土工程中的应用
工程物探技术在岩土工程中的应用一、引言工程物探技术是指利用物理学原理和方法，通过对地下介质的测量和分析，获取地下信息的一种技术手段。
在岩土工程中，工程物探技术具有非常重要的应用价值。
本文将详细介绍工程物探技术在岩土工程中的应用，并对其应用效果进行评估和总结。
二、工程物探技术的分类工程物探技术主要分为地震勘探、电磁勘探、重力勘探、磁力勘探、地电勘探等多种方法。
每种方法都有其适用的地质条件和勘探目标。
在岩土工程中，常用的工程物探技术主要包括地震勘探和电磁勘探。
三、地震勘探在岩土工程中的应用1. 原理和方法地震勘探是利用地震波在地下介质中传播的特性，通过观测地震波的传播速度、衰减特性和反射、折射等现象，来获取地下介质的信息。
常用的地震勘探方法包括地震震源法、地震接收法和地震反射法。
2. 应用案例地震勘探在岩土工程中的应用非常广泛。
例如，在地基处理中，地震勘探可以用来确定地下岩石层的分布、厚度和强度，从而为地基处理方案的制定提供依据。
此外，地震勘探还可以用于地下水资源的勘探和地下水位的监测，以及地下洞室和地下管道等工程的勘测和监测。
四、电磁勘探在岩土工程中的应用1. 原理和方法电磁勘探是利用电磁场在地下介质中的传播和相互作用特性，通过观测电磁场的强度、频率和相位等参数，来获取地下介质的信息。
常用的电磁勘探方法包括电磁感应法、电磁散射法和电磁辐射法。
2. 应用案例电磁勘探在岩土工程中的应用也非常广泛。
例如，在地下管道敷设前，可以利用电磁勘探技术来确定地下介质的电导率和磁导率分布，从而评估地下介质的稳定性和适宜性。
此外，电磁勘探还可以用于地下金属矿产的勘探和地下隧道的勘测和监测。
五、工程物探技术的优势和挑战1. 优势工程物探技术具有非常明显的优势。
首先，它可以提供非破坏性的勘探手段，不需要对地下介质进行开挖或钻探，减少了工程成本和时间。
其次，工程物探技术可以获取大范围的地下信息，对于大规模的岩土工程来说非常有价值。
工程物探震法部分
工程物探1、简述地球物理勘探类型按工作原理划分：磁法勘探、电法勘探、地震勘探、重力勘探、放射性勘探、地温测量；按工作性质划分：资源勘探、工程物探、环境物探；按工作场所划分：航空物探、地面物探、海洋物探、井中\井下物探。
2、浅层地震勘探的特点及其主要研究内容如何？浅层地震又叫工程地震，特点有：勘探深度小于200米，场地条件多变，探测对象结构复杂；工作环境一般较差，对仪器要求高；工期短，速度快，成本低，效益好；要加强新技术、新方法与新装备的研究应用。
其内容如下：①研究地质构造，如圈定不良地质体、地基桩基检测等；②研究介质体的状态和性质，如评价土层均匀性等；③环境检测与灾害调查，如环境污染的监测与防治。
3、地震波有哪些类型，简要说明各地震波的特点？地震波有：纵波、横波与面波，在地震勘探中还有利用转换波、槽波等进行勘探的。
①纵波速度vp，是线性极化波又叫体波，其传播速度较其它波快，它比较容易激发与接收，地震勘探经常使用纵波来进行，再过扰动带层间阶地出现膨胀带和压缩带；②横波速度vs，是线性极化波，横波在液体中不能传播，其与纵波联合勘探，得到岩土体的工程地质动态参数，横波质点位移取决于离开震源的距离；③面波包括瑞雷波与拉夫波，是椭圆极化波，波前面为E=λR的柱体，大多利用瑞雷波的频散特性进行勘探，面波在工程勘察中有较多的应用。
④纵波在具有各向异性的岩体中会发生分裂形成转换波，利用转换波进行勘探可以获得介质层中诸如裂隙分布和各向异性特征。
⑤槽波是在软弱夹层中传播的地震波，煤层中形成的槽波又称煤层波，可用于煤矿井下进行勘探。
4、物探在环境检测和灾害调查中有哪些主要应用？①地球物理场对环境的影响及其监测：天然放射场，天然电磁场，人工弹性波场：环境噪声监测，振动测试，声辐射测量。
②环境污染（地下水、固体废料、大气和放射性物质等）的监测与防治。
③天然和人为灾害的监测和防治预报岩爆、滑坡、山崩、泥石流、塌陷等，评价边坡稳定性；探测地下水通道、污染物羽流路径，确定有害物分布范围与厚度；探测地下溶洞（空洞）、地面沉陷、地基调查、断层以及各种污染物的探测；地下水资源勘察与评价，土地盐碱化、沙漠化调查，地质灾害监测。
地震勘探的应用
电法勘探在配合地质填图、圈定隐蔽含煤地层范围、测定隐伏煤层露头和老窑采空区、探寻地下水迳流带和岩溶裂隙发育带帮助找水等方面都有明显效果。
同时，由于装备轻便、操作灵活、费用较低，至今仍在不少地区继续发挥作用。
2、地震、电法勘探技术再上新台阶三维地震高分辨技术是煤田地质综合勘探方法创新的重点，改变了传统的地质勘探技术，其勘探成果的精度、质量和对勘探对象的研究程度，都有了质的提高。
它不仅可以查清落差大于5米以上的断层、3—5米的断点，而且可以解决煤矿小构造问题，可以探明小褶曲、小陷落柱、煤层冲刷带等。
依靠其严密的数据体，还可以揭示煤层的赋存形态、薄无煤带、采空区和水文地质等矿井生产迫切需要解决的问题和地质任务。
三维地震勘探技术为我们提供了信息丰富、数据严密的地质信息。
充分发挥三维地震勘探优势，为煤矿生产服务。
物测队近年来在生产实践中，围绕生产中急需解决的课题和矿井生产的需要，依靠科技发展，深入理论及应用技术的研究，解决了一系列技术难题，逐步提高了整个队伍的专业技术水平。
地震勘探技术在山区复杂地形条件下的应用和复杂地震地质条件下地质效果的取得是物测队技术创新的结果，从而形成了在全国煤田地震勘探技术方面的领先优势，在市场竞争中得到了用户的认可。
不仅在我省各大煤业集团的部分国有煤矿和地方煤矿进行了采区三维地震勘探，在江苏省大屯和山东省兖州矿业集团三维地震勘探招标中也连连中标。
具有国际领先水平的FM67瞬变电磁仪是目前全国煤田地质系统唯一全套引进的电法设备，它对大地的探测深度从地表几米到地下一千多米。
可清晰有效的完成工程、环境、矿产、考古及地下水等各种高难度勘探任务。
21世纪是煤炭地震勘探技术发展的新契机。
随着煤炭工业的发展，高度发展的机械化采煤对精细地质勘探的要求进一步提高。
一方面，要求查明1/2煤厚的小断层以及其它更小的地质构造；另一方面，要求地震勘探解决其他诸如水文地质、煤层厚度、宏观结构、火成岩分布、小陷落柱、老窑采空区等问题；并且随着地震勘探的广泛应用，施工难度明显加大，山区、湖区、沙漠、卵砾石分布区等复杂地震地质条件地区所占比例逐年提高，对地震勘探提出了新的课题。
地震勘探技术在地质学中的应用
地震勘探技术在地质学中的应用地震是地球上最常见的自然灾害之一。
然而，在地震发生之后，我们的第一反应通常是想方设法减少可能的人员伤亡和损害财产的程度。
事实上，地震不仅仅是一种自然灾害，它可以像其他地球物理现象一样，为地质研究提供重要的线索信息。
这种方法被称为地震勘探技术，也被称为地球物理勘探技术。
地震勘探是一种被广泛使用的地球物理方法，它利用地震波在地球内部的传播规律和特性，来探测地下结构和介质。
地震波在不同介质中会发生折射、反射、透射和散射等现象，这些现象的规律性和特征可以被用来解释地下介质的物理性质，包括密度、速度、压力等等。
这些信息有助于地质学家研究地球内部的结构和成分，了解地球活动的规律和趋势。
地震勘探技术在不同的地质应用领域中都有应用。
以下是它在几个关键领域中的一些主要应用。
1. 石油勘探地震勘探技术可以帮助石油勘探者了解地下石油储层的结构和性质。
在地震勘探中，采用的主要方法是以地表爆炸或震源为基础向地下发送震动波，接收地下反射波的过程。
通过对震波的接收和处理，可以重建地下岩层的剖面图，并且推测其中可能含有的油气储藏。
2. 地质灾害预测地震勘探技术可以用于地质灾害的预测，包括山体滑坡、地面塌陷、地下水涌出等。
在地震勘探技术中，地震波在地质环境中的传播规律包含了地下岩层的物理性质和结构信息，这些信息可能会暗示未来地质灾害的风险。
因此，地震勘探技术可以用于预测潜在的地下水位变化，上方压力的增加，以及地下岩层的不稳定性等地质存储器的变化，并有望提前预测可能的地质灾害。
3. 矿产勘探地震勘探技术可以帮助矿产勘探者更好地了解地下矿藏情况。
在勘探中，地震波的特征可以揭示地下的矿物结构和物理性质，以便对矿产的潜在存在或分布进行推测。
这项技术在不同地质条件下都有广泛应用。
4. 地震学研究地震勘探技术可用于地震学研究中，研究地震波在地球内部的传播特性。
通过分析地震波传播的速度和路径，可以了解地下岩层的物理性质，例如密度、弹性等。
工程物探技术在岩土工程中的应用 (2)
工程物探技术在岩土工程中的应用引言概述：工程物探技术是一种利用地球物理方法和仪器设备对地下介质进行探测和分析的技术手段。
在岩土工程中，工程物探技术可以帮助工程师更好地了解地下情况，指导工程设计和施工，提高工程质量和安全性。
本文将从地质勘探、地下水勘探、地基稳定性、地下管线检测和施工质量监测五个方面介绍工程物探技术在岩土工程中的应用。
一、地质勘探1.1 利用地震波探测地层结构：工程物探技术可以通过地震波的传播速度和反射情况来推断地下岩土结构，包括岩石层、土层、水层等，为工程设计提供依据。
1.2 电磁法勘探地下矿体：通过电磁法勘探技术，可以探测地下矿体的位置、形状和性质，为矿山工程的规划和设计提供重要信息。
1.3 钻孔辅助勘探：工程物探技术可以结合钻孔数据，对地下介质进行综合分析，提高地质勘探的准确性和可靠性。
二、地下水勘探2.1 利用地电法探测地下水位：地电法是一种常用的地下水勘探技术，可以通过地下电阻率的测定来确定地下水位的深度和分布。
2.2 地磁法勘探地下水文结构：地磁法可以探测地下水文结构的分布情况，包括水文地质构造、水文地层等，为水资源开发和管理提供支持。
2.3 高密度电阻率勘探地下水质：高密度电阻率技术可以对地下水质进行快速、准确的检测，为地下水资源的开发和利用提供技术支持。
三、地基稳定性3.1 地震波速度测试评估地基稳定性：通过地震波速度测试，可以评估地基的稳定性和承载能力，为地基处理和加固提供依据。
3.2 地电法探测地下裂隙：地电法可以检测地下裂隙和岩层的变形情况，帮助工程师预测地基变形和沉降风险。
3.3 重力勘探评估地基承载能力：重力勘探技术可以评估地基的承载能力和地下结构的稳定性，为地基设计和施工提供技术支持。
四、地下管线检测4.1 地下雷达勘探管线位置：地下雷达技术可以探测地下管线的位置、深度和材质，帮助避免管线破坏和事故发生。
4.2 磁力法检测管线状况：磁力法可以检测地下管线的状况，包括腐蚀程度、漏水情况等，为管线维护和管理提供技术支持。
地震勘探技术的应用
地震勘探技术的应用地震勘探技术是一种非常重要的石油勘探技术，通过利用地震波的声学性质，对地下岩石进行探测，可以得到地质构造、岩层结构和油气藏等相关信息。
在这项技术中，地震波的传播路径对于勘探结果至关重要，因为在地震波通过地下岩石的过程中，随着岩石中物理性质的变化，地震波的速度和方向也会发生相应的变化。
因此，通过对地震波的传播路径进行详细的计算和分析，可以得到关于地下岩石的多种信息。
首先，根据地震波的传播速度和方向的变化，可以确定地下岩石的密度和弹性模量等物理参数。
这些参数通常被用来描述岩石的物理性质和结构，和油气藏的性质有着密切的关系。
比如，如果地下岩石具有较高的弹性模量和密度，那么地震波将很难穿透这些岩石，这意味着下面可能存在一个密集的储层，或者一个被大量的盐岩所覆盖的油气藏。
其次，地震勘探技术还可以帮助确定岩层的结构和排列规律。
通过分析地震波的反射和折射现象，可以了解到地下岩石的分布情况、厚度、形态等，这有助于地质学家们进行建模和模拟，研究岩层在地质演化过程中的形态变化和沉积过程等。
同时，地震勘探技术还可以用来检测油气藏和盐岩局部的储量。
在勘探过程中，如果地震波突然被反射或折射，那么可能就意味着下面存在大量的油气或者盐岩，而这些储层就成为了油田勘探的目标。
除此之外，地震勘探技术还可以对地下岩石的形成过程和演化历程进行研究，从而深刻了解油气形成的过程和油田的演化历史。
通过分析地震波的反射和折射信息，地质学家们可以了解到暴露于地表的岩石的时间和范围，从而推断出沉积古环境、火山活动、海平面变化等因素在地质演化过程中的影响。
目前，地震勘探技术已成为世界范围内最为常见的油田探测手段之一。
相较于传统的测井技术和物探技术，地震勘探技术的成像质量更高，深度更深，探测范围更广，可获得更精确的地质结构信息。
因此，它备受石油勘探行业的重视，也成为了未来可持续能源开发的一项重要技术领域。
总结地震勘探技术是一项集地球物理学、地质学、岩石力学、信号处理和计算机技术等多种学科于一体的先进技术，被广泛应用于油田的勘探、开发、生产等各个环节。
地震勘探PPT课件可修改全文
11/18/2024 1:01 PM
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GeoPen
浅层折射波地震勘探原理
设有两层介质，上层波速为Vl。下层为V2，且V2＞V1、 当入射波以临界角i(i＝arcsin(V1/V2))入射到界面时，透 射波将沿分界面以速度V2滑行。这种滑行波沿界面传播时， 必然引起界面上各质点的振动，根据惠更斯原理，滑行波 所经过的界面上的各点，都可看作是一个新的振源。由于 上下介质质点存在弹性联系，因此滑行波沿界面传播时， 在上覆介质中的质点也发生振动、并以波的形式返回地面， 这种波称为折射波(有时又叫首波)。
六、叠加原理 若有几个波源产生的波在同一介质中传播，且这几个 波在空间某点相遇，那么相遇处质点振动会是各个波所引 起的分振动的合成，介质中的某质点在任一时刻的位移便 是各个波在该点所引起的分失量的和。换言之，每个波都 独立地保持自己原有的特性（频率、振幅、振动方向等） 对该点的振动给出自己的一份贡献，即波传播是独立的， 这种特性称之为叠加原理。
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GeoPen
地震勘探的基本原理
上述等式反映了在弹性分界面上入射波、反射波和透 射波之间的运动学关系，很显然有入射角等于反射角、透 射角的大小决定于介质V2的波速，且在一个界面上对入射、 反射和透射波都具有相同的射线参数P。这个定律称为斯奈 尔定律，亦称为反射和折射定律。
11/18/2024 1:01 PM
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GeoPen
地震勘探的基本原理
振动：对地震波的振动，可以用振动图来描述，所谓 振动图是指在某一确定距离处，观察该处质点的位移随时 间的变化规律的图形。振动图是表示介质中某一质点的位 移与时间的关系曲线。在地震记录中的每一道记录都是地 震波到达该检波点的振动图。
工程物探技术在岩土工程中的应用
工程物探技术在岩土工程中的应用一、引言工程物探技术是指利用地球物理学原理和方法，通过对地下介质的探测和分析，获取地下信息的一种技术手段。
在岩土工程中，工程物探技术的应用可以提供地下介质的性质、结构和变化等信息，为工程设计、施工和监测提供科学依据。
本文将详细介绍工程物探技术在岩土工程中的应用。
二、工程物探技术在岩土工程中的分类1. 地震勘探技术地震勘探技术是指利用地震波在地下介质中传播的特性，通过记录和分析地震波的反射、折射和散射等现象，获取地下介质的结构和性质信息。
在岩土工程中，地震勘探技术可以用于地下构造的探测、岩土层的分布和厚度的测定等。
2. 电磁法探测技术电磁法探测技术是指利用电磁场在地下介质中的传播和相互作用，通过测量电磁场的强度、频率和相位等参数，获取地下介质的电导率和介电常数等信息。
在岩土工程中，电磁法探测技术可以用于地下水位的测定、土壤盐分的分析和岩土层的分布等。
3. 重力法探测技术重力法探测技术是指利用地球重力场的变化，通过测量地球重力场的强度和方向等参数，获取地下介质的密度和厚度等信息。
在岩土工程中，重力法探测技术可以用于地下岩体的探测、断层的判别和地下水位的测定等。
4. 磁法探测技术磁法探测技术是指利用地球磁场的变化，通过测量地球磁场的强度和方向等参数，获取地下介质的磁性和结构等信息。
在岩土工程中，磁法探测技术可以用于地下矿体的探测、岩土层的分布和地下水位的测定等。
三、工程物探技术在岩土工程中的应用案例1. 地下水资源调查利用电磁法探测技术，可以测定地下水位的深度和分布，评估地下水资源的储量和可利用性。
通过对地下水资源的调查，可以为岩土工程中的水源供应、排水设计和环境保护等提供依据。
2. 岩土层的分布和性质分析利用地震勘探技术，可以获取地下岩土层的分布和性质信息，包括岩石的类型、厚度、速度和强度等。
通过对岩土层的分析，可以为岩土工程中的基础设计、挖掘施工和地下工程的选择等提供参考。
地球物理勘探(地震勘探1)
1.1.2 应力、应变与弹性常数
1．应力
如图 1.1.1 所示，当弹性体在外力 F 作用下发生形变时，总有一种力致使弹性体恢复
其原状，这种力称为内力。我们定义单位面积上的内力为应力。以σ表示，即
σ =F/S
（1.1-1）
为了更一般地表示应力，我们考察空间中一小体积元（某一质点）的应力分布，即是
考察小体积元上分别垂直于 x、y、z 轴的面积元上的应力分量，如图 1.1.2 所示，可见：
σ xx = c11exx + c12 eyy + c13ezz + c14e yz + c15ezx + c16 exy
σ yy
= c21exx
+ c22 e yy
+ c23ezz
+ c24e yz
+ c25ezx
+
c
26
e
xy
σ zz = c31exx + c32 e yy + c33ezz + c34e yz + c35 ezx + c36 exy
第 1 篇 地震勘探
地震勘探主要是研究人工激发的地震（弹性）波在浅层岩、土介质中的传播规律。其 传播的动态特征集中反映在两个方面，一是波传播的时间与空间的关系，称为运动学特征； 另一是波传播中它的振幅、频率、相位等的变化规律，称为动力学特征。前者是地震波对 地下地质体的构造响应，后者则更多地表现出地下地质体的岩性特征，有时亦是地质体结 构特征的响应。我们把上述两种特征统称为地震波的波场特征。工程地震勘探的基本任务 就是通过研究地震波的波场特征，以解决浅部地层和构造的分布，确定岩、土力学参数等 工程和水文勘探中所涉及到的地质问题。
工程地震勘探教材
（正应力） ；相切于单元面积的应力—切向应力（剪切应力） 。 正应力用σxx ，σyy ，σzz ；切应力用σxy , σxz 、 σyz ; σij 、 i 表示应力方向，j 表示应力作用于垂直于 j 轴的平面。 2. 应变 ∆d / d 物理定义：弹性体受应力作用，产生的体积和形状的变化称为应变。只发生 σ = ∆ L / L 体积变化而形状不变的应变称正应变；反之，只发生形状变化的应变称切应变。 数学定义：弹性理论中，将单位长度所产生的形变称应变。 例如，柱体原长为 L ,长度的变化量位△L, 则应变等于△L/L, 3. 应力与应变的关系 应力与应变成正比关系的物体叫完全弹性体， ，虎克定律表示了应力与应 变之间的线性关系。对于一维弹性体，虎克定律为： F=kx F: 外力； x: 形变； k: 弹性系数。 对于三维弹性体，用广义虎克定律表示应力与应变之间的关系。 （二）弹性模量 1. 杨氏弹性模量（E ） 表示膨胀或压缩情况下应力与应变的关系，所以又叫压缩模量。数学定义：物体 受胀缩力时应力与应变之比。设沿 x 方向受应力为 f/s ,产生的应变为 △L/L, 则 杨氏弹性模量
E=
f /s ∆L / L
物理定义：杨氏弹性模量表示固体对所受作用力的阻力的度量。固体介质对拉伸 力的阻力越大，则杨氏弹性模量大，物体越不易变形；反过来说，坚硬的不易变 形的物体，杨氏弹性模量大。 2. 泊松比（σ） 在拉伸变形中，物体的伸长总是伴随着垂直方向的收缩，所以把介质横向应变与 纵向应变之比称泊松比，
E=
; ;
三、波动方程 假设地震波在完全弹性和各向同性的均匀介质中传播， 地层介质受力后发生 小形变，在远离震源处震源作用已全部结束。这时纵波和横波位移位所满足的波 动方程为: ∂ 2ϕ = v p 2 ∇ 2ϕ 2 ∂t ∂ 2ψ = v s 2 ∇ 2ψ 2 ∂t 其中纵波速度 v p 和横波速度 Vs 分别为 ( λ + 2µ) ρ
物探-地震勘探理论基础可编辑全文
（c）SV波
3. 面波
瑞利波：是沿介质与大气层接触的自由表面传播的面波。（图a）
特点：质点在通过传播方向的垂直面内沿椭圆轨迹作逆时针运动： ① 椭圆长轴垂直于介质表面； ② 长短轴之比大致为3：2； ③ 强度随深度呈指数衰减； ④ 水平方向衰减很慢； ⑤ 瑞利波在地震记录具有频率低,速度接近于横波速度。
线应变(ε=△L/L或△d/d) 体应变(ε=△V/V)
切应变(ε=△L/L=tgθ)
（二） Hook定律
在弹性限度内，应变与 应力呈正比，即Hook定律， 满足该定律的物体称为完全 弹性体。
（三） 弹性参数
1. 杨氏模量 （线应变）
F
E
S l
l
d
泊 松 比
d l
l
弹性极限点
P`P为线性变形区；PQ、P`Q`非线性变形区
波阻抗=V·ρ （g/s·cm2）
波阻抗界面或 弹性分界面 ：
波射线
3.振动图和波剖面图的关系
区别：振动图为某一固定位置（即X=常数），质点位移与振动时间的关系：
u=f（t）；剖面图则是固定某一时刻tk，质点振动位移与距离的关系： u=f（x）。
联系：
见右图
第三节 地震波的类型及传播特征
一、地震波类型
体波 面波
• 在整个三维空间传播弹性应变能量， 称为体波。
③ α由0°→ 90°时
t1
V*由∞→V
∴ V*≥V
五、地震勘探的基本原理
勘探的基本原理为波的传播规律。人工激发的地震波在介 质中传播过程中，当遇到弹性分界面时将产生反射、折射 和透射现象，同时产生可以返回地面的反射波和折射波。
地震波的传播规律类似于光学，叫斯奈尔（Snell）定律 几个概念：
工程物探知识点总结
工程物探知识点总结一、概述工程物探是利用物理学、化学、地学等自然科学的知识和方法，通过对地下介质的物理性质进行探测，以获取地下构造、地质、水文等信息，为工程建设提供科学依据的一门学科。
它常用的探测手段包括地震勘探、电磁勘探、重力勘探、磁力勘探、测井等方法。
二、地震勘探知识点1.地震波的产生和传播地震波是由地震过程中岩石破裂所产生的，主要包括纵波和横波两种。
纵波是沿着传播方向振动的波，速度快而且能够穿透物质，横波是在传播方向垂直振动的波，速度慢且不能穿透液体。
地震波在地下介质中传播速度与介质的密度、弹性模量相关。
2.地震勘探的应用地震勘探主要应用于地层结构、地下构造、地下水资源、地震灾害等方面的探测。
通过地震勘探可以获取地下介质的速度分布情况，进而推断地层结构，识别地壳运动中的构造变形及地下水的分布和性质。
3.地震勘探的仪器设备地震勘探仪器主要包括地震仪、录波仪、发射震源等设备，其中地震仪用于接收地震波信号，录波仪用于记录地震波信号，发射震源用于产生地震波信号。
三、电磁勘探知识点1.电磁场在地下介质中的传播电磁勘探主要利用地下介质对电磁波的反射、折射、漫射等现象，通过接收地下介质对电磁波的响应来获取地下结构信息。
地下介质对电磁波的响应与介质的电导率、介电常数等物理性质有关。
2.电磁勘探的应用电磁勘探可以用于地下水资源的勘探、地下构造的探测、矿产资源的勘探等方面。
通过电磁勘探可以获取地下介质的电导率分布情况，进而推断地下水资源、矿产资源、地下构造的分布情况。
3.电磁勘探的仪器设备电磁勘探仪器主要包括电磁传感器、发射器、接收器等设备，其中电磁传感器用于接收地下介质对电磁波的响应，发射器用于产生电磁波信号，接收器用于记录地下介质对电磁波的响应。
四、重力勘探知识点1.重力场在地下介质中的分布地球的重力场在地下介质中呈现出不均匀分布的特点，这种不均匀分布与地下介质的密度变化有关。
通过对地下介质的重力场进行探测可以获取地下介质的密度分布情况，推断地层结构和地下构造。
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当x变得很大时，SR与SC+CR之间的差别变小，反射波旅行时与直达波旅行时
逐渐接近。利用在炮点的检波器记录到的旅行时图t0可以确定反射层的深度。 设x=0，可以得到
h
1 2
V
t0
两层倾斜界面的反射波时距曲线
二层倾斜界面反射时距方程
t 1 X 2 4h2 4hX sin
V
其中： 为水平方向倾角（锐角）
【2】反射波时距曲线
➢ 两层水平介质直达波时距方程 t=x/v1
➢ 两层水平介质反射波时距方程
t 1 4h2 X 2 V1
其中：t为旅行时，x 为源检距，V1为第一层介质波速，h为反射界面深度。
两层水平界面反射波时距曲线
水平界面的反射波时距曲线 ：
最简单的二维问题就是右图所画的 水平地层，反射层AB离震源S距离为h， S点震源激发，沿方向SC传播，在界面 上产生反射波，反射角与入射角相同。 在C点反射角与入射角相等，根据这个 特点可以确定反射路径CR，更容易的方 法是利用虚震源(镜像点image point)I 。I位于炮点S与反射面的垂线上，在反射 层的另一面，与S点到反射界面的距离相 等。将I与C点连接，并将直线延长到点R ，CR就是反射路径(由于CD平行于SI，
【3】折射波时距曲线
水平两层结构折射波时距曲 线方程：
特点： （1）是一条斜率为1/v2的直线。 （2）和反射波在x’点相切。 （3）由于速度较大，比直达波、反
射波来得更快，又称为首波
水平多层折射波时距曲线
t x n1 2zk cosk
vn k 1
vk
而不是t轴。这就是说，在炮点两边对称放置的检波点的到达时间不同，这与 倾角为零的情况不同。以上讨论的是界面上倾方向与x轴反向时的反射波时距 曲线。根据反射界面倾斜与X轴的相对位置关系可写出时距方程的一般式：
t 1 X 2 4h2 4hX sin V
界面上倾方向与X轴正方向相同时，上式根号中第三项取“－”号，反之取“＋ ”号。
两层倾斜界面的反射波时距曲线
当地层沿剖面方向倾斜时，可以
得到下图，ξ是倾角，h 是地表与 反射界面的垂直距离。为了画出检 波器R接收到的反射波的传播路径， 将R与其镜相点I用直线连接起来， 与地层相交于C点。则传播路径就是 SCR，传播时间t等于（SC+CR）/V。 由于SC+CR=IR，对三角形SIR应用余 弦定理，可得：
时距曲线的特点:
①时距曲线是双曲线;
②极小点坐标 X m
2h sin
，tm
2h cos V
；
③ t0时间点的坐标为：h t0V ；
2
突变界面绕射波时距曲线
设地下有—断层绕射点D， 共坐标为(d，h)，如果地震 测线通过D点正上方，从激 发点O1出发的入射波到达D 点后形成绕射波为地面测线 上的S点接收。刚绕射波的 旅行时间tD为:
所有的角度都等于 )。
两层水平界面反射波时距曲线
设V是平均速度，反射波的到达时间t是(SC+CR)/V。由于SC=CI，所
以IR与波传播路径SCR的长度相等，因此，t=IR/V，如果变量x是炮检 距(offset)则:
2 1
V
4h2 X 2
或
V 2t 2 4h2 x2 4h2 1
V 2t 2 IR2
x2 4h2 4hx cos 1 x2 4h2 4hx sin 2
V 2t 2 x 2h sin 2 1 2h cos 2 2h cos 2
由平方公式可得：
两层倾斜界面的反射波时距曲线
由这个公式可以看出：时距曲线是双曲线，但对称轴是直线x=-2hsinξ,
所以，时距曲线是双曲线，如上图的上半部分所示。曲线顶点坐标为
(2h/V,0)，渐近线的斜率为：
2h V 1 2h V
这个斜率实际上就是直达波(direct wave)时距曲线的斜率，传播路径是SR。
由于SR总是小于SC+CR，所以直达波总是先到。直达波的旅行时间是TP=X/V ， 时距曲线是过原点的直线OM和ON,斜率为±1/V。