工程与环境物探-第1.3节-工程地震勘察-折射波法

§1.3地震折射波法地震折射波法（Refractionsurvey）是利用折射波进行地质勘探的方法。折射波法常用来探测低速覆盖层的厚度、基岩起伏、断层和古河道的分布等地质问题。地震折射波：在界面以上为低速介质、界面以下为高速介质的情况下，当地震波以临界角方向入射到界面上时，透射波在下层高速介质中沿界面传播的滑行波，由于滑行波的存在，在上层介质中产生地震折射波，折射波的传播方向与临界入射的反射波方向一致。1.3.1折射波的运动学特征与界面反射波双曲线型的时距关系不同，折射波的时距关系通常表现为直线型；在界面入射角小于临界角的情况下，对应的地面点没有折射波，因此在近源范围通常会有折射波的盲区；在水平层状模型条件下，各方位的盲区范围相等，在界面倾斜的情况下，上倾方向的盲区范围小，下倾方向的盲区范围大，甚至可以接收不到折射波。1.二层水平模型的折射波模型参数：上层介质波速v1，厚度h1；下层介质波速v2>v1。在地表，盲区是以激发点O为圆心，以OM范围为半径的圆，盲区半径为：v1=2000m/sh1=1500mv2=3000m/sPPPOMA二层水平模型折射波的时距方程给定二层模型的介质波速和厚度。求折射波的t–x关系。v1=2000m/sh1=1500mv2=3000m/sPPPOMGAB水平界面折射波时距曲线的特点时距曲线为直线，斜率为界面下层介质的波速的倒数，即：延长时距曲/直线至x=0的位置，与时间轴相交，对应的时间称为交叉时：v1=2000m/sh1=1500mv2=3000m/sPPPOMGAB与反射波时距曲线的关系在盲区范围内有反射波，无折射波；在盲区半径点上，折射路径等同于反射路径，传播路程（时间）相同，出射角（视速度）相同，两曲线相切；在盲区半径以外，折射波旅行时间小于反射波时间，折射波先到。v1=2000m/sh1=1500mv2=3000m/sPPPOMGAB2.多层水平模型的折射波三层模型下界面折射波的时距曲线方程为：①直线斜率：②盲区半径：POM2txABn层水平模型的折射波可以类推，得到第n层界面上折射波的时距曲线方程，其通式为：初至波与续至波在地震记录上，传播到检波点用时最少的波称为初至波；其后陆续到达的其他波被称为续至波。最接近震源的检波点，直达波为初至波，为直达波的初至区；随偏移距增大，初至波变为R1界面的折射波；再向外又变成R2界面的初至区，其他波的续至区。POM2txABM1初至区的意义由于各层波速差异使得各层折射波时距曲线的斜率也不同，会出现多个界面的折射波相互干涉的情况。浅层折射波不一定总表现为初至，而深层折射波也不一定永远在续至区，有时也可能某些深层折射波为初至，而浅层折射进入续至区。由于记录上只有初至波是在平静的背景上出现的，能够较准确、清楚地判断其时间，所以在进行折射波工作的时候，检波器应该布置在与勘探目的层相对应的折射波的初至区内，以提高工作质量。采集工作前应先做实验，确定勘探目的层的最佳接收地段。3.倾斜界面的折射波形成折射波的条件是射线以临界角入射到界面上。射线在界面的入射角，等于射线与自激自收路径的夹角。根据虚震源原理，可以求出以临界角入射到界面产生的反射波射线，即折射波的方向。然后再确定入射射线，从而确定射线路径和旅行时间。v2=3000m/sv1=2000m/sOM1M2h0O*O’倾斜界面的折射波时距曲线上倾方向，折射波射线与地面法线夹角为：，盲区“半径”为：下倾方向，折射波射线与地面法线夹角为：，盲区“半径”为：v1=2000m/sOM1M2h0O*O’激发点与界面上倾方向交点太近，上倾方向有可能接收不到折射波。界面倾角太大，折射波射线有可能与地面平行，导致下倾方向接收不到折射波。v2=3000m/s上倾接收的情况上倾方向接收，折射波射线与地面法线夹角为：，如果，折射波视速度为：如果，折射波视速度趋近于无限大；如果，视速度为负，时距曲线倒转，折射波先到达离激发点较远的接收点，而较近处折射波反而到达得较晚；如果，入射角总是小于临界角，无法形成折射波。下倾接收的情况下倾方向接收，折射波射线与地面法线夹角为：如果，折射波可以返回到测线，但是由于射线与地面法线夹角增大，视速度偏低；如果，折射波将无法返回测线，此时盲区无限大，此时上倾方向入射角总是小于临界角，无法形成折射波。这种情况时，应当改变测线方向，使界面视倾角与临界角之和小于90°。倾斜界面的折射波时距方程上倾方向，时距“曲线”方程为：下倾方向，时距“曲线”方程为：v1=2000m/sOM1M2h0O*O’v2=3000m/s倾斜界面的折射波时距曲线v1=2000m/sOM1M2h0O*O’v2=3000m/s倾斜界面折射波时距曲线的特点上、下倾方向的斜率不同，分别为：上、下倾方向的盲区“半径”不同；交叉时间相同。v1=2000m/sOM1M2h0O*O’v2=3000m/s界面倾角的计算分别根据下倾方向和上倾方向的时距曲线可得：

解上述二式可得：

式中和都可以通过时距曲线求出。

倾斜界面的折射波时距曲线折射界面倾斜的情况下，O1、O2两点分别激发，在中间接收，时距曲线方程分别为：v2=3000m/sv1=2000m/sO1O2h1h2txx1x2倾斜界面的折射波时距曲线两条时距曲/直线，上倾激发的斜率大，视速度较小；下倾激发的斜率小，视速度较大。两端点上时间相等，满足互换定理。如果O1、O2两点距离足够大，两条时距曲/直线可以互相交叉，称为相遇时距曲线。v2=3000m/sv1=2000m/sO1O2h1h2txx1x24.特殊情况下的折射波层状介质中的隐伏层层状介质中正常速度的薄层层状介质中的低速体直立界面的情况直立断层的情况弯曲界面的情况变速层的情况层状介质中的隐伏层隐伏层是指在地面上观测不到其界面所产生的折射波的岩层。只有当下部岩层的波速大于上覆盖层的波速时才有可能产生能够返回地面的折射波，但实际情况并非符合这种条件。如果出现低速夹层，或者下部岩层的速度是正常递增的，但其中某层的厚度较小，那么该层所产生的折射波就不可能出现在初至区，而是隐藏在续至区中难以识别，因此称该层为“隐伏层”。低速夹层的情况折射波法理想的模型是速度递增的剖面。如果剖面存在低速夹层，即v1>v2<v3，且v1<v3，根据斯奈尔定律或折射波产生的条件可知，在v1/v2界面上不可能产生返回地面的折射波，从折射波的地震记录中不能发现v2低速层的存在，只相当于两层介质，这就是存在低速层的异常情况。这时如果没有钻孔或波速

测井等其他相应的资料来

检验及核对，就很容易将

三层介质当作两层介质来

处理。界面深度计算将出

现较大误差。低速夹层的情况因此在有低速层的地区进行折射波法地震勘探时，应该有钻孔资料、地震波速测井以及其他的地球物理资料相配合才能进行解释，否则无法得出正确的结论。另外，在有条件的地区，或者在低速层埋深不大的情况下，可将激发点移至低速层内进行激发，再结合钻井资料可以进行正确的解释。四层介质情况的排列组合关系有24种，只有满足各层的速度是递增的，并且各层有一定的厚度，这样才能在地震记录上得到反映四层介质的时距曲线，而其他的排列关系都不可能得到正常的四层剖面的时距曲线，均存在“异常”情况。若要得出正常的解释，必须要有钻孔资料和物探资料的配合，或者将激发点放在低速层内进行激发。层状介质中正常波速的薄层正常速度的薄层是指各层速度的分布满足速度递增的关系，但其中某层的厚度不大，其顶面所产生的折射波可能无法在初至区出现。对于这种情况，除了要充分地与钻孔以及其他的物探资料相配合以外，还必须识别和利用续至波的记录。层状介质中的局部低速体在水平层状介质条件下进行折射波地震勘探时，如果发现时距曲线上有不正常的滞后段或突然“脱节”的现象，很可能就是存在局部低速体（或不连续带）的一种标志。根据“滞后”时间可以

估算透镜体的中心厚度：估计透镜体埋深的公式：存在低速透镜体的时距曲线层状介质中的局部低速体在水平层状介质条件下进行折射波地震勘探时，如果发现时距曲线上有不正常的滞后段或突然“脱节”的现象，很可能就是存在局部低速体（或不连续带）的一种标志。根据“滞后”时间可以

估算低速体的厚度：估计低速体埋深的公式：存在间断低速层的时距曲线直立界面情况下的折射波在下层高速介质中存在直立界面的情况下，滑行波在不同介质内以不同的速度传播，表现为两个不同视速度的折射波，在分界点会产生绕射波，但是能量比较微弱。垂直分界面上的正折射波垂直分界面上的反折射波直立阶梯构造的折射波在剖面中存在直立阶梯构造时，断点两侧的折射波将出现“脱节”。当脱节时差清晰时，可以求取断层的垂直落差：当直立阶梯构造两侧的

速度不同时，其两侧的

时距曲线除有脱节点存

在外，还有视速度的变

化。直立阶梯构造的正反折射波弯曲界面的折射波如果折射界面是弯曲的，它的时距曲线也是弯曲的。对凹型界而，随着炮检距的增大，折射波在地面的出射角由大变小，使视速度从小变大，斜率由大变小，因此时距曲线是呈凸状的。同理，对于凸界面，时距曲线是凹状的。弯曲界面的折射波及其时距曲线弯曲界面的折射波折射界面为曲率很大的凸界面时，会发生波的穿透现象，其时距的线也是凹状的，与凸界面折射波的时距线相似，这干扰了折射波的辨认。为了识别穿透现象，可以采取追逐远观测的方式，即在激发点同侧的不同位置上再进行一次激发，在同一地段重复观测，这样可以得到二支时距曲线。如果没有穿透，追逐时距曲线应是互相平行的；存在穿透现象时追逐时距曲线不平行。变速层的折射波变速层是指介质波速随深度变化的层，如线性变化的情况：由于波速是空间的连续函数，可以把这种连续介质看成是由无限个厚度为Δz的薄层组成的，而每层的波速是逐渐递增的，那么波射线的轨迹也就由折线过渡到圆滑的曲线了。这种波称为潜射波。潜射波形成示意图5.折射波振幅特性影响地震波振幅的因素主要有三类：1.激发条件的影响

包括激发方式、激发强度，震源与地面的耦合状况等。2.地震波在传播过程中受到的影响

包括波前扩散、地层吸收、反射、透射、入射角大小以及

产生波型转换等造成的衰减。3.接收条件的影响

包括检波器、放大器和记录仪频率特性对波形的改造及检

波器的组合效应、检波器与地面的耦合状况等。岩层界面的形态和平滑程度也会对振幅造成一定的影响。

地层对波的改造作用通常称作大地低通滤波器效应。波前扩散引起的振幅衰减地震波在传播过程中，由于不断的扩散和岩石的吸收、散射等作用。其能量随着传播距离的增大而衰减(即振幅减小)。由扩散作用所引起的衰减规律一般遵守关系式：式中，r是震源点到观测点的距离，A0是震源的振幅值，A(r)是观测点的振幅值，n为扩散系数。

理论上，厚度大的均匀折射层的扩散系数近似等于2，对于倾斜或不规则起伏的折射层，足够长的相遇时距曲线的综合分析结果仍然接近于2。1.3.2折射波法的现场工作折射波法的现场工作大体上可分为现场踏勘、试验工作和现场作业三个阶段。现场踏勘：现场踏勘地球物理资料，初步了解工作区的地震地质条件，自然地理环境及社会环境等情况，估计和确定勘察的可行性及可能取得的地质效果。试验工作：在取得有关资料后，再进行试验工作。试验工作的目的是根据任务和工作区的具体环境，选择最佳的工作方法和技术参数，保障顺利完成作业任务。但若在生产过程中遇到问题，可再次安排试验工作，解决生产中的问题。现场作业：最后阶段是在踏勘和试验的基础上进行的。这个阶段包括野外作业和室内工作。用合适的方法取得资料进行解释，并得出最后成果。1.有关的概念检波道数:指地震仪所具有的地震通道数。一般工程地震仪可具有12道，24道或48道。道间距:两个相邻检波道之间的距离。在等间距的工程勘察中，按工作要求道间距可能为：0.5m、1.0m、2.0m、2.5m、5.0m、7.5m、10m、15m等。接收距:一般用L来表示，它是检波器排列在测线上的长度，与道数和道间距有关，可用下式表示:排列长度：由一个激发点与多道检波器所组成的长度偏移距：激发点到第一个检波器的距离最大炮检距：激发点到最远检波器的距离。

在实际工作中常采用偏移距、炮间距、道间距、接收距来表示激发点与接收点间的相对位置关系，如图所示。

观测系统中几个符号的意义

x1-偏移距；Δx-道间距；d-炮间距；L-接收距2.测线的设计为达到勘察目的，把检波器按照一定的顺序安放在地表预先测量好的一条直线上，这条直线叫做测线。下面介绍与测线概念相关的几个方面：测线布置的基本原则测线的长度排列长度、道间距和激发点距的选择测线布置的基本原则根据工作精度的要求，测线原则上要和探测的地质体的走向和构造走向大致垂直，且要有一定密度分布。由于解释中，多数是按在水平条件下进行解释的，因此在布置测线时尽可能满足解释时的要求，以提高精度。理想的测线应是水平的直线，但并不是所有的工作区都能满足这个条件。在地表的坡度变化时，测线若不能保持水平，则需要测量人员量出各条测线或测点间的高程变化，在解释中把高程的影响消除掉。测线的密度可按勘察工作的精度进行设计，若所勘察的地质体或构造有一定的长度，则一般测线的间距和道间距不应大于地质体的宽度。测线的长度测线往往根据测区的地形图来确定其长度和位置。当地表近似水平地形时，地形图上的长度与实际长度大致相等，但是当地表面有一定坡度时，实际测线的长度应大于地形图上量出的长度。此时，测线长度要根据地面的倾角进行校正。测线的设计长度和地层的埋深是密切相关的，也和波速有一定关系。3.观测系统的选择为了达到勘察的目的，确保有效波信号的接收和对目的层进行连续追踪，需要激发点和接收点之间保持一定的相对位置关系，测线之间也应保持一定的相对关系。我们把这种激发点和接收点之间或测线与测线之间的相对位置关系称之为观测系统。激发点和接收点同在一条直线上时，称之为纵测线观测系统，不在一条直线而呈现其他方式的叫非纵测线观测系统。非纵测线观测系统中，按激发点和接收点的位置，可分为横测线、弧形测线等观测系统。在工程勘察中，非纵测线观测系统仅作为辅助测线来布置。但在某些特定情况下，它可以解决一些特殊地质难题，以补充纵测线观测系统的不足。单支时距曲线观测系统O1点激发，O1O2间接收；O2点激发两次，第一次在O1O2间接收，第二次在O2O3间接收；以此向前移动激发点和接收排列。在每个激发点处，可以利用两支时距曲线的截距时间分别计算深度，互相校核，在一定程度上提高了勘察精度。这种观测系统一般使用在地质情况较简单，勘察较平缓的地质界面，其优点是工作效率较高。但对于地层界面倾角较大或起伏的复杂界面，则误差较大，不宜使用。单支时距曲线观测系统相遇时距曲线观测系统O1O2区间接收不动，O1和O2分别激发，得到两支相对应的时距曲线S1和S2，其中S1对应界面上的BE段，S2对应AC段。BC段是两支时距曲线的相遇公共段。可以说S1、S2两条时距曲线从不同的角度反映了同一段地质界面的情况。它得到的信息更全面，精度更高，可靠性也更高，对地质条件较复杂的地段有较好的适应能力。相遇时距曲线观测系统使用最为广泛。相遇时距曲线观测系统追逐时距曲线观测系统在h1、h2较大时，由于临界距离xc1、xc2也较大，会导致S1、S2两支时距曲线无相遇段。此时需要在距O1一定距离的O2再激发一次，得到一支时距曲线S2，以补充在O1激发时造成S1时距曲线的不足之处。也可用于了解弯曲折射界面是否产生了“穿透”现象。追逐时距曲线观测系统双重相遇时距曲线观测系统在相遇观测系统的激发点O1、O2两端，进行“追逐”观测，在距O1、O2两激发点相当的距离外的O3、O4点进行激发，再得到一组相遇时距曲线。实际上，双重相遇观测系统是相遇和追逐观测系统的组合。一般用于在表层

地质条件较复杂

或对观测的某些

数据进行检查、

校核。双重相遇时距曲线观测系统4.激发方式的选择爆炸源炸药爆炸激发地震波，适用于各种工程地震仪的观测，不受地层厚度的限制，勘测深度可根据要求加大减小，但由于在城市和郊区受到条件环境和安全限制，很少采用。冲击源由较重的荷重物对地面冲击而产生地震波。冲击源的起动脉冲可分为三种：在一定高度向地面抛落重物；用大锤或重锤冲击有一定重量和厚度的垫板；用打夯机冲击。冲击源所激发的弹性振动强度比爆破要小，在探测地层厚度上比爆炸源要差，一般不超过100m。。但由于安全和经济，不破坏环境，不需要特殊的组织工作，因而在城市和人口稠密的地区是常用的方法。激发方式的选择（续）电流体、空气动力源电流体和空气动力源是利用强电流和高电压在水中放电或把空气压缩后产生的冲击的震源。这种动力源多用在浅水域中进行勘察。稳态振动源/可控源可产生一个延续时间从几秒到数十秒的频率随时间变化的正弦振动，扫描的频率范围及振动的延续长度都可以事先控制和改变。振动强度也可调节。可控源多装在汽车上，石油勘察中使用较普遍。

施工中选择那种激发方式，要根据工程要求精度、地质条件、环境等方面综合考虑，选择既经济又安全，即便于组织施工又能达到勘察精度的振动源。可控震源5.接收条件的选择接收条件的选择就是在完成了剖面布置和激发方式选择等工作后，再选择最佳的接收技术，提高信噪比，以得到清晰可靠的记录。这里仅从接收条件的角度考虑有效波及干扰波的区别，对仪器工作条件的选定，检波器的频率、方向特性的选定及组合检波等方面简单加以介绍。有效波和干扰波随着工作方法的不同，有效波和干扰波的范畴也有所不同，当工作方法改变时，有效及干扰波的关系也是可以产生相对变化的。折射波法中，只有折射波才是有效波，反射波和面波都是干扰波。反之，当进行反射波法工作时，折射和面波又成为干扰波。在干扰波中只有面波还有应用价值，而声波和多次波及随机干扰，在地震记录上形成了干扰带，严重的影响了地震记录的质量和有效波的利用。各种不同类型的地震波的频谱和视速度等都有其各自的特点，因此可以采用不同的方法来削弱干扰波，突出有效波，以达到提高信噪比的目的。这项工作几乎要贯穿现场工作的全过程。地震波的频谱与波长谱频率域中，不同波的频谱有差异、有重叠；视波长谱的区分度相对更高些。仪器工作条件的选择现在使用的第三代工程地震仪的增益很高，通频带很宽，而且都装有较完善的滤波系统，因此对于和有效波在频率上有区别的干扰波都可使用滤波装置来压制它。如面波的主频段一般为15~20Hz，声波在120Hz以上，与折射波的频段有区别，使用滤波系统，可以提高信噪比。对于一个工作区，是否需要使用滤波器或使用什么波段的滤波器，都要通过前期的试验工作来确定。在处理资料中，仍然可以改善接收时滤波不足而造成的信噪比低的地震记录。检波器的选择和布置每一种检波器都有其本身的频率特性和方向性。如面波的频率一般在10~30Hz，中频地震勘查所记录的有效波的主频为30~70Hz。对于浅层工程地震勘察来说，有效波的主频范围主要在80~300Hz。因此在工程勘察中，选用合适频率的检波器是很重要的。关于方向特征，主要是考虑检波器的振动方向应与波传播过程质点的振动方向相同，使接收的信号最强。例如在接收纵波时，检波器的最灵敏的接收方向应与波的传播方向相同。而对于横波来说，可以使用水平方向振动的检波器，使检波器的振动最灵敏方向垂直于波的传播方向。组合检波器的接收为了提高信噪比，实际工作中还采用两个或多个检波器组合接收。组合接收是椐据视速度定理，利用不同入射方向的波具有不同的视速度的原理进行工作的。如果测线布置在一个检波器的位置上，按一定的方向和间距布置两个或多个检波器，并把它们并联或串联起来，接到同一个记录道上，作为该道的输出信号，这就是“组合检波器”。“组合检波”可有线性和面积组合，工程地震勘察多用线性组合。工程地震仪地震仪是将检波器输出的信号放大、显示并记录下来的专门仪器，一般都具有滤波、放大、信号叠加、高精度计时以及数字记录和微机处理等功能。我国目前常用的工程地震仪多为24道。四个主要部分：检波器、放大器、震源同步系统和记录显示装置。检波器检波器又称拾震器，是把地震波到达所引起的地面微弱震动转换成电信号的换能装置。当地震波引起地表介质振动时，检波器外壳连同磁钢随介质质点一起振动，而线圈由于惯性不随外壳同时运动，于是便产生了线圈与磁钢的相对运动，线圈切割磁力线便产生感生电流。其作用相当于微型“发电机”，将机械振动转变成电振动。工程地震仪及其野外工作仪器的其他功能放大器：自动增益控制(AGC)：使放大器的放大倍数能随反射信号能量的强弱而自动调节。可将浅、中、深层能量悬殊的反射信号同时出现在波形记录上。放大倍数可达几十万倍以上。记录显示装置：一般用计算机记录和显示。震源同步系统：一是激发地震波，二是与激发时间同步产生触发信号，使主机开始记时。锤击：用两个弹簧片与导线连接作触发器；炸药：爆炸使捆在炸药包上的导线炸断，产生触发信号。动态范围定义：测量信号振幅极大值与系统噪音水平的比值，用分贝表示：分贝dB：用对数值表示放大倍数A0和A分别为放大前、后的数值大小。20dB表示放大10倍，100分贝表示放大105倍。数字地震仪的特点全数字化：就是利用微机控制仪器来完成数据采集和信息处理。微机处理是中心，而采集系统则属于外围设备。通过对计算机的操作就可实现对地震仪的操作。这样可使地震仪的稳定性和可靠性大大提高。同时，仪器具有操作简单、重量轻、体积小的优点。动态范围大：采用浮点放大，动态范围可达130dB左右，几乎可把全部能量范围的地震信号记录下来。模拟地震仪：40～50dB。频带宽：数字地震仪：20Hz～300Hz；模拟地震仪：20～120Hz。因此，数字地震仪分辨率大大提高。地震数据的记录格式在模拟记录时代，野外地震记录

一般是采用SEG-D格式，按时间

先后优先、而后按道顺序记录地

震样点数据；室内处理时解编，

重排成SEG-Y格式，即按照地震

道顺序优先、然后是每道的时间

先后顺序记录地震样点数据。在当前数字地震仪器的时代，原

始数据可以直接记录成SEG-Y格

式。工程地震仪器也有其他数据格式。工程地震地震炮集可控震源浅震炮集记录，各种波的时距关系清楚，有明显的折射波1.3.3折射资料的整理与解释折射波资料的整理与解释主要有三方面的工作：1.资料的初步整理及波形对比2.进行必要的校正和绘制时距曲线3.折射地震剖面的解释。1.资料的初步整理随着近年来地震仪的更新换代，野外作业工作方法也得到了不断发展，资料整理的要求和方法亦产生相应的变化。虽然解释工作中有很多可以用计算机来完成，但资料初步整理方法没有变化，仍须认真进行。先对野外作业工作获取的原始记录经过认真检查评价，然后才能对合格的资料进行必要的校正。原始资料的检查和评价波形的对比和分析原始资料的检查和评价在外业取得资料之后，要对所取得的资料质量按浅层地震勘察技术要求进行初步检查和评价。主要内容有：1、磁盘（带）记录粘贴标签，写明盘（带）号、测线号、文件号及日期，以上内容必须与班报相吻合。2、每张记录的点线号、激发点的位置、方式、观测系统类型应与班报吻合。3、仪器工作条件，如放大器的增益档及滤波器的选用，各道工作是否正常，干扰波出现是否影响了有效波的追踪等。

在检查上述三项工作的基础上初步判断能否完成预期工作任务。并找出不足，指导下步工作。2.校正和绘制时距曲线在地震记录上，各个有效波是来自不同的分界面上，而来自同一分界面的地震波受这一界面的空间分布状态，包括埋深、岩性、产状、覆盖层的性质等因素的影响，在频率、振幅等方面应有一定的特点。但这些因素在较小一段界面上若没有突出的变化，一般认为介质的性质是相同的，因此，同一界面上的有效波组在相邻各道上其波形特点应是极相似的，这就是波对比的主要依据。利用有效波初至进行对比叫做初至对比，但有效波一般是在有波动背景上记录下来的(不是初至波)，因此，有效波的初至往往不易识别，甚至无法进行初至对比，这时需要通过比较各相邻道的极值相位来识别和追踪有效波，叫做相位对比，通常定义来自同一界面的有效波的相同极值相位的连线叫做同相轴。波形对比的主要标志对于同一张记录，波形对比的主要标志包括：1、每个记录道的波形、振幅及振动延续度的相似性特征。主要反映在视周期、相位数、振动强弱及振动延续时间长短等方面的变化。2、相位一致性和同相轴延伸长度特征。由于同一界面的有效波到达相邻二个接收点的路径是相近的，因而有效波的相同相位到达相邻道的时间差很小，所以在记录上，相同相位的连线应该是平滑的而且有一定的长度。相邻相位的同相轴应是平行的。3、追逐观测记录同相轴平行性特征。由于追逐观测系统中两张记录的排列位置不变而激发点不同，因此对于同一界面，地震波的同相轴只是在时间轴上平移了一段距离，否则，追踪的不是同一界面。波形对比的注意事项在实际工作中，在对整条测线每个排列的全部记录连续追踪有效波时，还应注意确定波的“互换”和“连接”，此时应注意以下三个方面：(1)视速度发生变化的情况。(2)波形、振幅是否突然发生变化。(3)两组波相交后波形的叠加特征。地震记录特征的变化实际情况往往比较复杂。由于岩性、构造等条件的差异，激发和接收条件的不同，干扰的变化以及仪器等因素的影响，会使有效波的相位、波形、振幅等发生变化。因此在进行波形对比时，要全面地认真分析研究各种条件的影响，弄清记录变化的原因。一般来说若与仪器和地表起伏的因素有关，则会使各道的记录从开始到结束的波或同相轴都发生同样的畸变；若个别记录变化不相同，则往往是地下介质变化所引起的。拾取初至2.校正和绘制时距曲线地震资料的解释是假定震源与各接收点高程一致的条件下进行的。但在实际工作中，有时同一条测线上有若干个激发点往往高程都不相等，在同一排列上各检波点的高程由于地形的起伏也不尽相等。因此就产生了误差。为了减少这类误差，就要进行相应的校正，它包括检波点的地形校正、震源深度校正及相位校正。除非地形高差变化很大，一般很少作这类校正。因为高差变化较小，由震源深度和检波点不同所引起的时间差，由于时距曲线比例尺的关系，都人为的用手工将其抵消了。因此，如果不是地形起伏变化很大，一般地形校正都可以不作。绘制时距曲线图经过检查、校正、对比分析的地震记录上读出各道有效波到达的旅行时，然后以震源点为坐标原点，以纵坐标表示时间，以横坐标表示距离，在直角坐标系中绘制出相应的时距曲线图。一般比例尺为：纵坐标1cm相当

于5~20ms；横坐际1cm相当

于2.5~

20m。3.资料解释利用时距曲线和地震波速度资料，绘制反映折射界面的埋深、产状和构造形态的地震剖面图和构造图。由于计算机的普及，现在有人把解释方法编成计算机程序，但仍需要手工输入各种参数，如利用波速测井或折射彼时距曲线求取相应的层速度，然后再利用计算机采用各种方法进行折射界面的解释。求折射界面的埋深和产状的资料解释方法很多，仅就目前工作中最常用的几种方法予以介绍。定性解释与定量解释定性解释：定性解释主要是根据已知的地质情况和时距曲线特征，判别地下折射界面的数量及其大致产状，是否有断层或其它局部地质体存在等，为选取定量解释方法提供依据。定量解释：定量解释则是根据定性解释的结果选用相应的数学方法或作图方法求取各折射面的埋深和形态参数。定性与定量解释是一相互交替和重复的过程。根据最终的解释结果构制推断地质图等成果图件，并编写成果报告。折射波法资料处理流程折射波法资料处理流程框图1.截距时间法求界面当界面为单层倾斜平界面时，所得的时距曲线为直线段，而且当界面埋深不大时所得的精度很高。但埋深较大或有夹层时，将会造成较大的误差。如图所示，在单层倾斜平界面作相遇时距平面观测。设O1和O2为两个激发点，得到两条相遇时距曲线S1和S2。由于S1和S2为直线，可延长之使其分别与t轴交于t01和t02。截距时间法求界面根据折射波的时距方程的截距公式：可以得出震源点O1和O2处折射界面的法线深度h1和h2分别为：

截距时间法求界面求出h1和h2之后，分别以O1和O2为圆心，以h1和h2为半径作圆，然后作这两个圆的公共切线，便可得到所求的折射界面。若是水平界面（h1=h2），则情况更加简单了。截距时间法求界面若为三层或更多层介质情况时，则需要用交点法求综合层速度，然后仍按两层介质的方法处理。设有三层水平层状介质，各层的速度值分别为v1、v2、v3，相对应的时距曲线为S1、S2、S3。如若求v2/v3界面的埋深，只要把v2/v3界面以上的介质看作一层综合层介质。其综合层速度v12的求取方法是：找出S2、S3时距曲线的交点，把交点和坐标原点连线，此直线斜率的倒数便是该综合层的速度，然后把v2/v3界面以上的v1、v2介质作为第一层介质，用v12代替和v3介质构成一个界面，则把三层介质的问题变成了二层的问题去处理。当多层平界面的斜倾角不大时，综合层速度用上下倾的平均速度代替，精度仍然很高。2.t0差数时距曲线法求界面当折射界面不是平面，时距曲线不是直线，不能采用截距时间法，这时可采用差数法求界面。t0差数时距曲线法又称t0法，其应用条件为：折射界面的曲率半径比埋藏深度大得多，波沿界面滑行时没有发生穿透现象。在相遇时距观测系统下，由激

发点O1、O2得到两条相遇折射

波时距曲线S1、S2。如图所示，

取排列上任一点D，在相遇时距

曲线可以得出t1、t2的旅行时间

分别为：t0差数时距曲线法求界面而激发点O1、O2的互换时间T为：t0时间定义为地面任一观测点上两条相遇时距曲线上对应的折射初至时间的和减去互换时间T：ΔDBC可近似认为是等腰三角

形，从D点作BC的垂直平分线

，得DM=h，于是有：t0差数时距曲线法求界面由以上的关系式可以得：t0差数时距曲线法求界面因此D点到折射界面的法线深度h为：

令则上式可以写为：只要分别求出没一点对应

的K和t0值，就能求得折射

界面的法线深度h。绘制t0曲线根据t0的定义可知：具体作法：可以在时距曲线图上任一点处量得Δt，然后在时距曲线上减去而求得，对各观测点求得不同的值可以连成曲线。确定K值由于：所以，当v1已知的情况下，关键是求v2值。为求v2值，再引入时距曲线的另一个差数：求出每点的θ(x)可成曲线，

对θ(