地震野外数据采集技术与方法1

• 4.多次覆盖观测系统 • （1）是采用有规律的移动激发点和接收 点，对地下界面段多次重复采样的观测 系统”，见图3.2-6.
（2）炮点距计算公式 NS (3.2.1) 2n 式中s为常数，单边放炮时，s=1，双边 放炮时，s=2；
•
n是多次覆盖的次数，即对界面上的反 射点重复接收的次数； • N是仪器道数，或一条侧线上检波器的 个数； • 一般采用下倾方向激发的单边放炮观测 系统；此时常数s=1
（二）声波 • 在空气中传播的弹性波声波的特 点是速度稳定，（330-340m/s），频 率高，延续时间长，在地震记录上形 成强而尖锐的波至。
首波
反射波
面波
• （三）工业电干扰 • 当地震测线通过高压输电线时，地 震检波器电缆会感应出50Hz的电压，形成 在整个地震记录上或部分地震记录上50Hz 正弦干扰波。
•
一、 测线设计
• （一）反射波法测线设计 • 1. 最好为直线； • 2 .主测线应与岩层或构造走向相 垂直
测线设计原则
•
3. 尽可能与钻探线或其它物探测线相一 致。
• 4. 面积测量时应有联络测线，以检测不 同测线上反射波的闭合情况。
（二）折射波法测线设计
• 1. 相遇观测法：双2-2
调查滑坡
图3.2-3
调查重力坝址
二、观测系统
• （一）反射波法观测系统 • 1. 单次覆盖简单连续观测系统； • 图3.2-4(a)是双边激发单次覆盖观 测系统，上边是综合平面图，下边是时 距平面图； •
• 3.2-4(b)是每激发一次，排列沿测线向 前移动一个排列长度，称单边激发简单 连续观测系统；
图3.3-1
一只雷管激发产生的信号振幅谱
图3.3-2 一只雷管加助爆剂激发产生的信号振幅谱
图3.3-3 锤击震源的波谱
• (二)击板震源 • 1．是用来激发横波（SH波）的震源； • 2．用做震源的木版长23m，宽35cm 左 右，厚10cm，激发时，木版上要压重物； • 3．这种震源激发的频率在3070Hz之间。
• (3)设相邻炮点距为d,则相邻的炮检距 差为2d; • (4)由炮点出发,与测线相差45度角的一 组斜线叫做共炮点线;
• (5)由接收点开始,与共炮点线正交的另 一组斜线叫做共接收点线; • (6)通过共炮点线与共接收点线的交点且 平行于测线的一组水平直线叫做共炮检 距线.
• （7）来自不同炮点激发的同一接收点的 记录道的集合叫共反射点道集； • （8）相邻炮点的,同一共中心点道的道 号相差为N/n道； • （9）依次放完6炮，A、B、C、D四个反 射点都达到6次覆盖，以后每放一炮可增 加四个（N/n个）共反射点道集。
2. 遇到砂质土或腐质土，或随机干 扰大时，药量要加大； 3. 地震波的能量还与炸药和周围介 质的耦合情况有关，这表现在两个 方面,一个是几何耦合,二是阻抗耦 合。
• 几何耦合为100%是最好的耦合，另一是 阻抗耦合（指炸药密度炸药起爆速度） /岩石密度岩石纵波速度），比值为1时， 激发的能量最大。为增加耦合性，常利 用注满水的洞激发； • 4. 激发通常在潜水面或低速带以下激发。
• 2. 相邻两道检波器间的距离—道间距 x一般为目的层深度的1/10。很深时不 按此比例。工程地震中，常采用5-10m的 道间距。
3. 最大炮检距应选为目的层深度的7-10倍 以上；为连续追踪折射界面，一般按6-12 个检波点设臵一个震源点来进行设计。 4. 测线很长时，单元测线的衔接处重复最 大接收距离的1/41/3； 5. 既考虑地质任务，又考虑地表和地质条 件，测线尽量在平坦地面布臵，主测线应 设在路线上；
• 三 震源特性对分辨率的影响 • 1．使用小能量激发，可使激发的信号 频谱的主频高； • 2.使用小能量的垂直叠加技术比单次 大药量激发的主频高。见下图
图3.3-4
小能量叠加功能示意图
• 3.小能量激发可使质点产生的位移符 合小形变和小位移； • 4.选择合适的介质激发可提高信号主 频； •
第三节
地震波的激发
• 一、炸药震源 • 特性：1.激发的是脉冲波，频带宽， 能量强，高频成分丰富。地震脉冲波 的视周期与炸药量的关系是
T KQ
*
1 3
(3.3.1)
• 式中K是常数，炸药量大，激发产生 • 的视周期越大，频率越低。 • 见图3.3-1和图3.3-2所示。
高分辨率地震勘探应采用小药量激发， 一般为几十克到几百克；
图3.2.1
长测线观测系统
• 6. 滑坡和边坡地质调查，通常以主滑动 方向为中心，布臵网格状测线，使测线方 向与地层走向一致，见图3.2.2。 • 7. 重力坝址地质调查，以坝的轴线为中 心，在坝体范围内布臵网格状测线，一组 与水坝平行，一组与河流流向平行。
•
将激发点与接收排列的相互位臵关系 称为观测系统。 • 一般用综合平面图来表示观测系统。 如图3.2-4
• （一）微震 • 非震源激发的地面扰动统称为微震。 风吹、草动、海浪、交通车辆等。 • 微震特点：频带宽，不能用频率滤 波或视速度滤波压制，可用垂直叠加法 压制
（二）低频、高频背景 在疏松地层中激发易形成低频背景， 特点：低频不规则振动。 在坚硬的岩石中激发时，波传播到 浅部不均匀体，产生散射和高频干扰背 景。 ；
• 二、非炸药震源 • （一）锤击震源 • 1．由大锤、金属垫板、锤击开关和 连接电缆组成； • 2．在潮湿牢固和坚硬的地层上激发 效果好，获得的信号频率高，在干燥疏 松的地层上效果差；
• 3．缺点：激发的信号受面波和 声波干扰大； • 4．在土质地基上，锤击震源 的深度在100m以内；见图3.3-3
• （四）虚反射 • 虚反射是指从震源首先向上到达 地面发生反射，然后向下传播，遇到弹 性分界面反射回到地面的波，它伴随在 一次反射之后，又称伴随波。使一次波 相位数目增多。
（五）多次反射波 在地下存在强波阻抗界面时，会 产生多次反射波。特点：全程简单多次 反射波与一次反射波相似。可用t0识别标 志区分多次反射波和一次反射波。
图3.2.7
折射波的相遇时距曲线系统
（a）能解释的系统 ;(b) 不能解释的系 统
（2）主要用于了解折射界面是否产生穿 透现象，或用来延长某些需要加长的时距 曲线。
（3）当没有穿透现象时，由不同激发 点激发的两支时距曲线是平行的，折射 波时距曲线的形态只和界面的形状和上 下介质的速度有关，与激发点的位臵无 关；当有穿透现象时，两条时距曲线不 在平行.
图 3.2-4
观测系统图示
b 单边激发简单连续观测系统; c 中间激发简单连续观 测系统；d 间隔激发 单次覆盖连续观测系统
2．单次覆盖间隔连续观测系统 激发点与接收排列的第一道间隔一段 距离远离激发点接收，以避开声波和面波 干扰，见3.2-4(d) 3. 延长时距曲线观测系统 在测线上遇到障碍物时采用的观测系统， 见图3.2-5.
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折射波法观测系统
• （一）折射波法观测系统 • 1. 相遇时距曲线观测系统 • 用于解释复杂地质构造的定量解释常用的 折射波法观测系统。 • 在测线两端激发，在全测线上接收的观测 系统。得到的时距曲线叫相遇时距曲线， 见图3.2-7。 •
• 2.追逐时距曲线观测系统 • （1）属于单边激发，就是在同一接收地 段的同侧不同激发点上激发；
第三章 地震勘探野外数据 采集技术与方法
第一节 有效波和干扰波 一、有效波和干扰波的概念 有效波：在地震仪接收到的所有振 动中，能解决某一特定地质问题的波称 为有效波或信号； 干扰波：一切妨碍分辨有效波的其 他波称为干扰波
二、规则干扰波
• （一）面波 • 又称地滚波，当震源较浅和表层 具有明显的成层性时，在自由表面会产 生瑞雷面波，特点是：频率低，（几十 Hz）能量沿铅垂方向衰减快，沿水平方 向衰减慢，延续时间长，具有频散特点， 在地震记录上呈扫帚状。