专题二 面波勘探技术

1、专题二 面波勘探技术1预备知识：相关分析 用途： 分析道间相似程度； 求取静校正时移量。2（一）相关系数与相关函数设有两个地震道 ，其离散序列为 ， 相关系数定义： 或归一化相关系数： 3若 ，表示x、y不相关；若 ，表示x、y密切相关，甚至一致；若 ，表示x、y负相关，甚至刚好相反。 4互相关函数表示将 移动 值后与yn去求相关。若 ，使得 达到最大值，表示x、y之间具有时移量m。如此可以求取静校正量。5（二）自相关、互相关和多道相关自相关： 在 时有最大值，且为偶函数。互相关：在=0 时不一定有最大值，且也不一定为偶函数。6多道相关：设有多道记录 则：亦可表示为： 7（三）相关分析的应用求

2、取道间时移量求取地震子波设地震记录为 ，子波函数为 ，反射系数序列为 ，则根据褶积模型有：设反射系数序列为随机序列，则有：8由此得到地震子波的振幅谱。然后，根据地震子波的相位延迟性质（最小相位、最大相位、零相位等），便可根据 恢复出地震子波函数 。（非零相位时，有Z变换法和同态法等）9相关滤波对相邻道，在一定时窗内，采用不同时延找出相应的最大的互相关值，然后以互相关值乘以原地震数据输出，即实现了相干滤波。相干滤波主要是用来压制随机噪声或陡倾角的相干噪声。10 面波法与岩土工程勘察密切相关： 岩土力学参数 如：面波速度 与地基承载力 单 位：kPa）的关系： 表示沉降量s与承载板宽度b 之比（s

3、/b） 为0.02时的地基承载力的标准值。11面波勘探方法的基础 面波的频散特征： 频散：对于不同的频率成分，波在传播 时表现出的传播速度不同。 熟悉“相速度”、“群速度”概念。12面波的勘探方法分类：方法：频域观测的稳态法：利用仪器控制，每次只发射一个固定频率的谐波，并观察其传播速度的方法。这种方法成熟，但时间长、仪器笨重、效率低；方法：时域观测的瞬态法：与常规方法的激发方式一样，一次激发出频率成分非常丰富的地震波，然后通过数据处理手段，获得不同频率的面波的传播速度的方法。这种方法的仪器轻便，且实施过程简单、快捷，效率高，缺点是不如稳态法直观。13一、面波勘探原理 、 的频谱：若不考虑振幅因

4、素，则： 式中 ； 所以： 因此，只要求出相邻两道的相位差，即可求得相速度。 其对应的波长：14由于面波是在近地表约一个波长范围内长波的。由半波长理论，所测量的瑞雷波的平均速度 可以认为是在1/2波长深度处介质的平均弹性性质。 其勘探深度： 可见，勘探深度与 f 有关。另：面波的勘探精度受 影响，因主相位为 ， 太大，可能使相邻道之间跨相位; 太小，则效率低，甚至可能达不到勘探深度要求。 经验表明： 取 15二、瞬态瑞雷波法资料采集 激发：垂击、落重、爆炸。 检波器：选择固有频率较低的检波器 （保证勘探深度） 尽可能采用垂直叠加，提高信噪比。16三、资料处理 频率滤波：采用零相位滤波器，注意合 理的带宽。 对直达波和折射波进行切除。 计算相位差 ： 自功率谱： 互功率谱： 可见：互功率谱 的相位即为 、 的相位差。17 原始波形： 滤波后的波形：18 相干分析：为保证计算结果的正确性，对信噪 比不等的各个频率成分应用相干分析。 定义相干函数：要求采用 的频率部分所对应的相位来计 算面波速度： 制作频散曲线: 及 曲线19频散曲线：20四、资料解释 频散曲线解释：“之”字