波速测井仪使用说明书

1、感谢您使用SM98-12A瑞雷波仪。为了您能尽快熟练地使用SM98-12A 瑞雷波仪，我们编写了此使用说明书。从中，您可以获取有关瑞雷波仪原 理、应用，系统配置、技术指标，软件使用，现场测试技术、资料整理等 方面的知识。在第一次使用瑞雷波仪之前，请务必仔细阅读说明书。我们在编写说明书时，力求其内容全面而又简单易懂。随着当今科学 技术的突飞猛进，同时为了满足用户的市场需要，我们的瑞雷波仪及测试 软件也在不断改进，由此可能造成软件与说明书在某些细节不一致的情况， 希望您能够谅解，并热切欢迎您的指正。安全使用注意事项对于本章列出的各条安全使用注意事项，请您认真理解并在使用过程 中严格执行。仔细阅读使

2、用说明书，全面了解仪器、软件的使用方法和注意事项。仪器长时间不用，应充足电存放在通风干燥处，且每月至少充电1 次，以免损坏内部电池。仪器每次使用后，应及时充电。充电时使用三芯带接地保护的接地 电源插头和插座。注意防潮。过分潮湿的环境会对仪器造成不良影响。检波器及电缆在收放过程中，应避免将其贴地拖曳，以免检波器损 坏和电缆外皮被刮破。现场测试结束后，切记关闭主机电源。软件运行环境为WIN98操作系统，有关其使用请参阅相关资料。瑞雷波仪主机及检波器的许多部件为精密仪器，因此在搬运过程中 要轻起轻放；电缆放置在电缆箱中，勿弯折成死角。主机侧面板各插口与相应的电缆线插头均有凸槽和凹槽相对应，请 对好后

3、插入或旋转拧上。切忌错位时旋转，以防插头中的插针变歪甚至折 断。说明书中提及的现场测试技术，若与相关规范不符，应以相关规 范为准。1、瑞雷波仪简介 1.1.瑞雷波仪工作原理在地面产生一瞬时冲击力，产生一定频率范围的瑞雷波，不同频率的瑞雷波叠加 在一起，以脉冲的形式向前传播。在地面上沿波的传播方向，以一定的道间距设置检波 器，就可以检测到瑞雷波的传播过程，经过对瑞雷波信号进行频谱分析、相位谱分析， 把各个频率的瑞雷波分离出来，从而得到一条VRf曲线（即频散曲线）或VR XR曲线。VRf曲线或VRXR曲线的变化规律与地下地质条件有着内在联系， 通过对频散曲线的反演解释，可得到地下不同深度范围内的瑞

4、雷波传播速度VR和某一 深度范围内的地质构造情况，从而对场地或岩土的物理性质做出评价。SM98-12A瑞雷波仪是一套12通道高分辨率、数字化的瑞雷波勘探仪器，具有分 时采样、迭加、滤波、信号增强、抑制噪声及现场实时显示实测波形等功能。该仪器电路原理框图如图1所示，其基本组成有以下6个部分（其中微机为配套 设备）：滤波放大部分；多路电子转换开关；A/D转换器；逻辑控制器；微机控制系统 及其屏幕显示部分；内部检测电路（未列入框图）。图1电路原理框图仪器的工作过程如下：在地面敲击震板，产生沿地层传播的瑞雷波，检波器接收 瑞雷波的信号并转换成电信号，然后传输到仪器的前置放大和滤波部分，先进行可变增 益

5、的放大以达到足够的信噪比，再进行各种滤波（高低通、谐波抑制等），并由多路电 子转换开关将两道并行的已放大的模拟信号进行采样保持，变为一路串行的离散脉冲信 号，此脉冲信号被放大到模/数转换器要求的幅度范围内，经高速逐次逼近式A/D转换器进行量化（数字化），转换为相应的数字信号，这些信号由微机统一控制，经逻辑 控制电路实现各种功能的选择与控制，将数字化后的数据按规定格式存入微机硬盘内， 同时原始波形曲线以及分析和处理后的结果在微机显示屏上进行显示，结果还可由打印 机打印出来。SM98-12A瑞雷波仪主要由主机、4.5Hz检波器、连接电缆（图2）、触发电缆、触 发检波器及振板等组成。现场采集需配备笔

6、记本电脑。图2 SM98-12A瑞雷波仪侧面板为仪器与外接设备连接的平台，见图3。 主机电源：打开主机电源，上方指示灯亮起；进入WIN98操作系统。主机电源指示灯。正常情况下为绿色，电量不足时为红色。 瑞雷波信号电缆插口：检波器接收瑞雷波信号通过电缆从该孔传入仪器。 触发检波器插口。触发检波器灵敏度调节。 贴壁式波速测井探头信号电缆、地脉动测试信号电缆插口。地脉动测量电源地脉动电源指示灯 LPT1 口(并口)：连接计算机。接收计算机指令并传输测试信号。 充电插口：用于对主机充电。(11)保险管。1.2.瑞雷波仪的应用范围瑞雷波仪用于工程地质勘查主要解决以下地质问题：地层的划分不同的地层一般具有

7、可分辨的波速差异，传播速度的大小直接反映了地层的“软” “硬”程度。因此，可以对地层进行划分，并确定地基的持力层。地层中的低速带反映了地下赋存的软弱夹层，其对建筑物易造成危害，瑞雷波勘探 可划分出软弱层的埋深及范围。地基加固处理效果评价岩土的物理力学参数原位测试地下空洞及掩埋物探测混凝土路面质量检测饱和砂土层的液化判别 2.主要技术指标2.1 .主机主要技术指标通道数：1至12道可选；采样间隔：0.005ms10ms；采样点数：51232768；各道时间一致性：W1个采样间隔；各道振幅一致性：3%；频率范围：110000Hz；前放增益：LOW、HIGH；A/D转换精度：14位；输入阻抗：W10

8、kQ；触发方式：脉冲、通断；延时：08000ms可选。2.2.2 .主机整体指标适用环境：-20C40C；电源：12V蓄电池，充电器输入电压220V+10%；功耗：约3.6W；2.2.3.检波器主要技术指标固有频率：4.5Hz；灵敏度：270V/m/s。3软件安装及操作说明 3.1.软件使用环境说明 3.1.1.软件功能本软件主要为现场瑞雷波采集及后期资料预处理。 3.1.2.计算机最低配置处理器：Pentium90MHz或更高的微处理器。 显示器：VGA640X480或Microsoft Windows支持的更高分辨率显示器。 内存：Win9x系统N32MB, WinXP系统N64MB。硬盘

9、：N50MB。 8X或更高速CD-ROMo软件系统：Win98-2000系统或WinXP系统。 3.2.软件安装波速删井系统1.00地脉动处理61度）卸载波速洌井系统柱状国将软件安装盘放入计算机的光盘驱动器内，打开资源管理器，执行安装光盘中的 程序。在安装过程中一律选择“默认”即可。安装完毕后，在屋序菜单中生成波速测井 系统程序组（见右图），同时在桌面上生成采集程 序的快捷方式波速测井系统图标。波速测井系统程序组中各项功能如下：波速测井系统100 :用于现场瑞雷波采集及室内资料预处理，包括波形调整、振幅均衡（规格 化）、滤波等。 3.3.软件运行执行程序有两种方法。单击开始按钮，执行程序菜单中

10、的波速测井系统程序组中的相应选项。在桌面上双击波速测井系统图标。 3.4.波速测井系统功能说明波速测井系统是基于Win9 X或WinXP系统的全中文操作软件，其采集界面见图4。 执行波速测井系统程序后，屏幕显示图4所示主界面。各菜单及工具条中图标的功能说明如下:图4主界面文件菜单菜单中各选项的功能与一般软件基本相同，在此不再赘述。编辑菜单（图5）该菜单中的主要选项是参数修改，如果在现场测试时输入了错误参数，执行该功能 后可对部分参数进行修改。查看菜单（图6）菜单上部的三个项目为工具栏内 容显示选项。如果选择了某一项，该功 能的快捷图标条即显示在工具栏内。I撤消 Ol)Ctrl+：.菱钮浚:tr

11、l-C咕计止：CttI-imm.,.链接时.*工具栏状态栏 其它工具栏分隔视图设置界面 设置显示数据 显示方式设置 显示数据参数 显示测井数据 Cutum i ze .窗口中（图7），在各栏内输入欲显示的图5编辑菜单图6查看菜单界面显示内容调整：点击设置显示 数据选项，在弹出的“显示参数设置”起止点数和起始道数，窗口中即可显示 相应的波形图。图8为显示数据参数窗口，可从中查看文件的测试参数。-RayLTl基芬苴坦冬勺援1卜亨第处搭,H2R 胡1叫希助也|D Q# L1 71 “二具七匚I规随转圆;3志栏9甘WT旦栏 廿隔祖可卜1显示;设M M示烈舟甘就 品示阍井曲据 CulOrtM .1 1_

12、L里底_l祖1日即1Cl;悬韭代J.an商2M3LSLJ-i-fc2ZMJ诜枸直导2.1乐庠荷点D.L4OJUOO0IDOOD.aiDDD6 LUO撅J.W费眷步弦对去 区I二EM图7界面显示内容调整图8显示数据参数窗口数据处理_ 顼谱始析,振幅追分析带通滤波-直流滤波圆滑处理规橹化S）:!目动剔除:L数据道翻转：图9数据处理菜单数据处理菜单（见图9）对现场采集的信号进行规格化、滤波、剔除等处理， 去掉干扰信号，保留有效信号。该菜单中主要选项的功能 如下：频谱分析（图10）：接收信号由不同频率的信号组成， 通过频谱分析可得到不同频率信号的能量分布。规格化：对采集的各道信号进行振幅平衡处理带通滤

13、波：滤去高、低频信号，剩留中频信号。窗口 见图11。该功能中的低频和高频截至范围可根据频谱分析结果选定。图10频谱分析窗口好- 1片王N-：御至|祯三：1二母I1羟二F打|邸 jif ardiadZW fitat |r：=图11带通滤波窗口其它各选项的功能及其在工具栏内对应的快捷图标见表1:数据处理菜单功能一览表表1项目图标功能频谱分析FR分析不同频率信号的能量分布振幅谱分析AM分析不同振幅信号的能量分布带通滤波BF滤去高、低频信号，剩留中频信号直流滤波DC对信号的直流成分进行滤波圆滑处理SM滤去高频信号，剩留低频信号规格化ST对采集的各道信号进行振幅平衡处理自动剔除RJ消除干扰信号数据道翻转

14、RV各道数据在窗口中的排列顺序翻转图象操作菜单(图12)各选项的功能及其在工具栏内对应的快捷图标见表2：图像操作亘向放大爆)套向寤小旭)CtrH-f3芯平放大 Cti-14-Fi丁_ To X-F提取及转向距离频率域操作页面Model Vc模型相速度操作页面（在反演地层模型认可后显出）View视图操作页面控制频率波数幅度谱的图形显示，除通用标识按钮外，还有：Zoom图形缩放，带像元数值框和缩放调整按钮。Gain显示增益，带彩色标度的增益数值框和调整按钮。Save Picture 图形存盘，在弹出对话框，输入文件名后将当前显示的图形存为 位图文件。Contour圈定操作页面圈定提取波型，用鼠标在

15、屏幕上进行：将鼠标指向提取波型的频谱幅度峰。按下左键后，图形上自动标出该频率行上的最近幅度峰顶、以及到两侧谷底的 范围。按住左键，沿幅度峰走向移动，即可将该波型的频谱峰的范围圈定出来。页面中的列表框显示该频谱峰顶的全部频率和相速度数据。New 重作，清除已圈定的范围。Cursor at光标指向，其旁的数值框显示光标指向像元的频率和相速度数值。Extract To X-F提取及转向距离频率域操作页面Extract Contour data 提取圈定数据，认可圈定范围后提取圈定数据，其旁 的列表框中即列出全部频散数据。To X-F Stack 转向距离频率域叠加，确认提请的频散数据，转入 距离频率

16、域 叠加处理页面。Model Vc模型相速度操作页面From Model来自模型，其旁的列表框内显出地层模型的参数。Save Picture 图形存盘，在弹出对话框，输入文件名后将当前显示的图形存为位 图文件。X-F Stack距离频率域数据叠加窗口显示提取波型的频散数据，横坐标为相速度，纵坐标为半波长，颜色标出不同 的数据叠加方式，对应Fix X恒定偏移距方式为蓝色，而对于Var X变偏移距方式， 近炮点数据为浅色，远炮点为深色。操作控制页面有：Overview纵观视图操作页面Stack叠加操作页面Save To Z-V存盘及转向深度速度反演操作页面Overview纵观视图操作页面Stack

17、 of All N Traces / Separated 1 to N Traces 交替选择显示全部N道叠加频散数据，或分别显示1至N道邻道互相关频 散数据，其旁的列表框内显出全部道叠加频散相速度数据。Stack叠加操作页面Fix X Stack N1 to N2 Trace / Var X Stack of N Traces 交替选择恒定偏移距N1至N2道，或变偏移距N道两种叠加方式，视图显示选定方式的叠加结果， 右端的列表框内显出叠加频散相速度 数据。当选定恒定偏移距叠加方式时：其旁的数据框显出叠加起始道N1及终止道N2,两侧的调整按钮 供改变N1及N2。当选定变偏移距叠加方式时：其旁的

18、数据框显出叠加道数N,右侧的调整按钮供改变叠加道数。Save To Z-V存盘及转向深度速度反演操作页面Fix X Stack N1 to N2 Trace / Var X Stack of N Traces 交替选择恒定偏移距N1至N2道，或变偏移距N道两种叠加结果。Save File 文件存盘，在其旁的选择框内选定ZVF或TEXT格式后，将叠加结 果数据存盘。Save Picture 图形存盘，将当前显示的图形存为位图文件。To Z-V Inversion 转向深度速度反演，将叠加结果数据传至 深度速度反演处理 页面作反演。Z-V Inversion深度速度域数据反演窗口显示频散数据和反演

19、的模型参数，对于频散数据：横坐标为相速度，纵坐标 为半波长，对于模型参数：横坐标为剪切波速，纵坐标为深度。颜色标出频散数据为 蓝色，反演的初始模型为绿色，拟合后的模型为红色。操作控制页面有：File文件操作页面Model建立模型操作页面Manual Fit人工拟合操作页面（在具备地层模型时显出）Auto Fit自动拟合操作页面（在具备地层模型时显出）Save / Print存盘及打印操作页面File文件操作页面Load File（ZVF）载入文件，如果从原始采集数据提取的面波 频散数据已保留为 ZVF格式文件，则可以载入进行反演。此时，如果该频散数据文件中已含反演的模型层参数，并且其原始采集数

20、据文件和频率波数域处理页面中的原始采集数据文件同名， 则由该模型层参数将正演出基阶和高阶频散数据，然后导入频率 波数域处理页面，在 Model Vc模型相速度操作页面上显出，供在频率波数域核对比较。Model建立模型操作页面屏幕上出现对应于频散数据点的红色水平标线，用以标识准备划分层位的界面位 置，红色标线可以在已划定的界面下移动。建立模型时的操作为：按照屏幕显示频散数据（半波长和相速度）的形态，自上而下，移动红色标线，逐 层确定层面位置，此时在屏幕上会显出由频散数据和界面位置估算的绿色的地层分层 轮廓。模型分层后，可检查模型的拟合程度，如基本满意，经确定转入人工或自动拟合， 否则可以重新再分

21、层。New 新建，在建立地层模型后可以重新由表层开始。SetLr/Vr设置红色标线对应的频散数据点，其旁的数据框中显示标线位置的频散 数据半波长和相速度，可以用右侧的调整按钮上下移动，或用鼠标按住红色标线拖动。Set Layer 设置层面，确认当前红色标线位置为层面。Check Fit 检查拟合，屏幕左下方显出当前模型的拟合度Fitness。Model to Fit模型转入拟合，确认当前地层模型，转入人工或自动拟合。Manual Fit人工拟合操作页面Set Layer选定拟合层位，其右方的数据框中显示层号，用调整按钮改换选定。选定 的层位在屏幕上由红色泽标示。H厚度、Vs剪切波速，其右方的数

22、据框中分别显示选定层的两个参数，用右方的 调整按钮可以改变层参数，并随时可参考屏幕左下方显出的模型参数的拟合度Fitness （红色为当前值、黑色为原来值）。Insert 插入，将选定层一分为二，以此插入新层。Delete 删除，将选定层删除。Auto Fit自动拟合操作页面Show Layer选定标示层位，其右方的数据框中显示层号，用调整按钮改换选定。 选定的层位在屏幕上由红色泽标示。H厚度、竹剪切波速，其右方的数据框中分别显示选定层的两个参数。Fit Layer showed 自动拟合标示层位，自动优化标示层位的 两个参数，随后屏 幕左下方显出的优化后模型参数的拟合度。Fit All La

23、yers 自动拟合全部层位，自动优化全部层位的参数，随后屏幕左下方 显出的优化后模型参数的拟合度。Save / Print存盘及打印操作页面Fitted Model to File 拟合后模型层参数写入文件，认可 拟合后模型层参数，写入 当前的ZVF频散数据文件，随后屏幕左下方显出模型参数的列表。此时，如果当前频散数据文件的原始采集数据文件和频率波数域处理页面中的原 始采集数据文件同名，则由该模型层参数将正演出 基阶和高阶频散数据，并导入频率 波数域处理页面，在Model Vc模型相速度操作页面上显出，供在频率波数域核对比较。Save File 文件存盘，在其旁的选择框内选定ZVF或TEXT格

24、式后，将写有模 型层参数的频散数据存盘。Save Picture 图形存盘，将当前显示的图形存为位图文件。Print Picture 打印图形，在弹出的对话框中选好打印机型后，打印当前显示的图 形。Help使用帮助使用帮助采用阅览HTML文件的方式索引。用鼠标点击带下划线的蓝色标题或词 语，就可以转向该标题或词语的详细说明，点击左侧 的图标可返回内容目录页，点击 右侧的图标则返回当前标题的起始行。文字窗口的下方还有索引按钮：Content 内容目录，显出内容目录页。Operation Guid 操作指导，显出处理页面操作说明页。Help 帮助，显出使用帮助页。其右边的框中显出当前索引的HTML文件名（*.htm）。如果当前磁盘目录中缺失 该文件或相应的图形文件（*.bmp,*.gif），则不能显出索引的内容或相应的图形。在任何数据域处理页面如果按下F1键，则立即转入使用帮助页面并显出相应页 面的操作说明。Back F1 P