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§地震波的反射、透射和折射序：在§中讨论了无限均匀完全弹性介质中波的传播情况。
当地震波遇到岩层界面时，波的动力学特点会发生变化。
地震勘探利用界面上的反射、透射和折射波。
一、平面波的反射及透射同光线在非均匀介质中传播一样，地震波在遇到弹性分界面时，也要发生反射和透射。
首先讨论平面波的反射与透射。
（一）斯奈尔（snell）定律1.费马原理（最小时间原理）波从一点传播到另一点，以所需时间最小来取传播路径。
如图，波从匕点传到匕点。
速度均匀时，走路径①，直线，t最小,s也最小。
速度变化时，走路径②，曲线，t最小,S不最小。
注意:时间最小，不一定路程最小（取决于速度）。
例1:人要去火车站（见图）。
方法①从A步行到B,路程短，用时却多。
方法②从A步行到C,再坐车到B,路程长，用时却少。
C公汽站步行速度V：也>>£ 汽车速度V：例2：尽快地将信从A送到B①傻瓜路径②经验路径2.反射定律、透射定律、斯奈尔定律波遇到两种介质的分界面，就发生反射和透射（注：地震透射、物理折射）。
（1）反射定律：反射波位于法平面内，反射角二入射角。
注：法平面——入射线与界面法线构成的平面，也叫入射平面或射线平面。
入射角二反射角与下式等价:③最小时间路径，满足透射定律:sine? _ sin0（2） 透射定律透射线位于法平面内，入射角与透射角满足下列关系：sin a sina 7（3） 斯奈尔定律综合（1）和（2）式，有sin a _ sine/） _ sina 2 _ ------ = -------- = ------- —=r X 匕 V 2这就是斯奈尔定律，P 叫射线参数。
• • • •推广到水平层状介质有：sin er, _ sina 2 _ _ sin a n _V. V 2匕注：斯奈尔定律满足费马原理，上例2中把信曲A 送到B 路径③是最小时 间路径，它满足透射定律（用高等数学求极值可证明）。
地震勘探原理和方法地震勘探是一种地球物理勘探方法，通过研究地震波在地壳中的传播规律来推断地下岩层的性质和形态。
本文将介绍地震勘探的基本原理和方法，包括地震波传播原理、地震波探测方法、数据采集技术、数据处理技术、地质解释技术、地球物理测井技术和地震勘探仪器设备等方面。
1.地震波传播原理地震波是指地震发生时产生的波动，包括纵波和横波。
纵波是压缩波，在地壳中以波的形式传播，横波是剪切波，在地壳中以扭动的方式传播。
当地震波在地壳中传播时，遇到不同密度的岩层会发生反射、折射和透射等现象，这些现象是地震勘探的基础。
2.地震波探测方法地震波探测方法包括折射波法和反射波法。
折射波法是通过测量地震波在地壳中传播的速度和时间来推断地下岩层的性质和形态。
反射波法是通过测量地震波在地壳中反射回来的信号来推断地下岩层的性质和形态。
在实际应用中，通常采用折射波法和反射波法相结合的方式来提高地震勘探的精度和分辨率。
3.数据采集技术数据采集技术是地震勘探的关键之一，它包括野外数据采集和室内数据采集。
野外数据采集是在野外布置观测系统，通过激发地震波并记录地震信号来进行数据采集。
室内数据采集则是在室内通过计算机系统对野外采集的数据进行处理和分析。
4.数据处理技术数据处理技术是地震勘探的关键之一，它包括预处理、增益控制、滤波、叠加、偏移、反演等步骤。
预处理包括去除噪声、平滑处理等；增益控制包括调整信号的幅度和相位；滤波包括去除高频噪声和低频干扰；叠加是指将多个地震信号进行叠加，以提高信号的信噪比；偏移是指将反射回来的信号进行移动，以纠正地震信号的偏移；反演是指将地震信号转换为地下岩层的物理性质，如速度、密度等。
5.地质解释技术地质解释技术是地震勘探的关键之一，它包括构造解释、地层解释和储层解释等方面。
构造解释是指根据地震信号推断地下岩层的构造特征和形态；地层解释是指根据地震信号推断地下岩层的年代、沉积环境和地层组合；储层解释是指根据地震信号推断地下油气储层的性质和特征。
地震波反射法（简称TSP）实施细则1 检测原理地震波反射法（TSP法）是利用地震波反射回波方法测量的原理。
地震波震源采用小药量炸药激发产生，炸药激发在隧道边墙的风钻孔中，通常24个炮孔布置成一条直线。
地震波的接收器也安置在孔中，一般左右洞壁各布置一个。
地震波在岩石中以球面波形式传播，当地震波遇到弹性波阻抗差异界面时，例如断层、岩体破碎带、岩性变化或岩溶发育带等，一部分地震信号反射回来，一部分信号透射进入前方介质继续传播。
反射的地震信号被高灵敏度的地震检波器接收，反射信号的传播时间与传播距离成正比，与传播速度成反比，因此通过测量直达波速度、反射回波的时间、波形和强度，可以达到预报隧道掌子面前方地质条件的目的。
在一定间隔距离内连续采用上述方法，结合施工地质调查，可以得到隧道围岩的地质力学参数，如-动弹性模量、动剪切模量和动泊松比参数等。
工作中结合相关的地质资料和施工地质工作，总结预报经验可以提高预报的准确性。
2 检测仪器简介采用地震波反射法（TSP）技术进行预报中，使用的仪器为TGP206隧道地质超前预报系统，TGP206（Tunnel geology Prediction )由北京市水电物探研究所研制，已经经过国内著名隧道专家组评审，鉴定为具有国际先进技术水平。
TGP206隧道超前地质预报系统包括仪器主机、配件和处理软件三部分组成。
下图为TGP206隧道超前地质预报系统实物照片。
图TGP206隧道超前地质预报系统3 探测方法采用黄油耦合，定向安置孔中三分量检波器；记录接收器孔、距离接收器最近的炮孔和隧道掌子面的里程桩号，以及各炮孔间的距离，以上数据填写在《TGP 现场数据记录表》中；爆破孔药量一般控制在50～70克，采用计时线炸断的触发方式，在孔中灌满水的条件下激发，按序依次起爆和进行数据采集。
工作中对测线布置段至隧道掌子面间的隧道围岩进行地质描述，以利于资料解释。
4 测线布置在隧道左或右壁的同一水平线上从里向外布置24个炮孔，炮孔间距2.0m，炮孔高度1.1m；与接收孔的最近距离一般为20m。
我们在隧道的施工过程中会遇到各种不良地质,为避免盲目性,使施工方案和技术措施更科学合理，开展地质超前预报十分必要。
地质超前预报对不良地质能做到早发现，早预防，从而采取恰当的处理措施,减少和化解不良地质给施工带来的不利影响。
1 地质超前预报方法1.1 超前导坑法长隧道和特长隧道大都设有平行导坑。
平导普通与路线平行，距路线20m~30m 不等。
施工过程中利用平导先行的优势，认真采集和积累地质资料，并根据平导开挖过程中揭示的地质资料指导正洞施工，从而使正洞的施工方案和技术手段都建立在科学合理的基础上。
平导开挖断面小，即使浮现不良地质也容易处理，对施工影响不大。
因此,超前导坑法在长隧道和特长隧道施工中被广泛采用。
1 。
2 超前水平钻探法采用隧道专用钻机进行超前水平钻探，来探明开挖前方的地质情况。
超前水平钻探其实并非彻底“水平”,带有一定的角度.与地震波反射法、地质雷达探测法相比,超前水平钻探法具有更直观、更准确的特点。
超前水平钻探法虽是“一孔之见”，却能起到“管中窥豹”的作用。
超前水平钻探法主要用于探测煤层、瓦斯、断层、溶腔、突水、涌泥等不良地质。
超前水平钻探法探测的距离长，探明的不良地质距工作面较远，便于提前调整施工方案和技术措施。
1.3 超长炮孔钻探法超长炮孔钻探法指的是在掘进过程中，每次打眼都用5m 钻杆在隧道拱部和底部各钻两个探测孔，放炮则控制在3m 以内，使工作面始终保持距不良地质2m 以上的安全距离。
当钻孔浮现不良地质征兆时，可以及时采取应对措施。
采用超长炮孔钻探法，避免了钻机的频繁挪移，可以不中断隧道的正常掘进，简便易行、事半功倍。
超长探孔还可兼做炮眼,节约成本，提高功效。
1 。
4 地震波反射法-—TSP-203 系统TSP 超前地质预报系统是目前隧道及地下工程地质预报工作中，采用的较为先进的设备。
其工作原理是利用地震波的回波原理，人工创造一系列有规则罗列的轻微震源，形成一个地震源断面；同时，三维地震波接收器在计算机的监控下，采集这些震源所发出的震波沿隧道前方及四周区域传播而遭遇不良地质体(如地层层面、节理面、特殊是断层破碎带界面和溶洞、暗河等)被反射返回的地震波数据.这些回波信号的传播速度、延迟时间、波形、强度和方向，是与相应不良地质体的性质和分布状况密切相关的.在一定间隔距离内连续采用上述方法，可以得到前方地层的地质力学参数，如杨氏模量和横向变形系数等，从而预报隧道前方及周围临近区域的地质状况，判断开挖面前方100m~200m 范围内的地质情况。
浅析地震波反射法【摘要】以本人参与施工管理的新建渝怀铁路、宜万铁路个别典型、长大隧道为例，介绍目前在隧道施工中广泛采用的地震波反射法—tsp超前地质预报方法，希望对建设中长大隧道及地下工程施工中超前地质预报工作提供参考或有所借鉴和启发。
【关键词】地震波反射法地质超前预报隧道施工地震波反射法—tsp超前地质预报技术是物探法的一种，它具有快速、探测距离大、与施工干扰相对小。
但也存在一些较为明显缺点。
主要有：需要结合多种预测预报方法，且与与地质分析资料深入结合，有一定技术难度。
1 地震波反射法—tsp超前地质预报工作原理在隧道隧洞内，人工制造一系列有规则排列的轻微震源；震源发出的地震波遇到地层界面、节理面、特别是断层破碎带、溶洞、暗河、岩溶陷落柱、岩溶淤泥带等不良地质界面时，将产生反射波，它的传播速度、延迟时间、波形、强度和方向等均与相关界面的性质以及产状密切相关，并通过不同数据表现出来；通过设备设置的震源反射波的数据采集系统（传感器和记录仪），将这递增数据经微机处理后储存起来。
然后，将数据输入带有特制软件的电脑，经过电脑进行复杂数学计算后，最后形成反射波（纵波）波形图、反映相关界面或地质体反射能量的影像图和隧道平面、剖面图，供工程技术人员解译。
2 特点①适用范围广：适用于极软岩至极硬岩的任何地质情况。
②预报距离长：能预报掌子面前方100～350 m范围内的地质状况，围岩越硬越完整预报长度就越大。
③对隧道施工干扰小：它可在隧道施工间隙进行，即使专门安排此项工作，也不过30 min左右（图1）。
④提交资料及时：在现场采集数据的第二天即可提交正式成果报告。
它设计了一套专用处理软件，将复杂多解的波形分析转换为直观的单一解的波形能量分析图。
将隧道顶部和底部的波形能量分析图分析确定之后，就可得出断层破碎带、软弱夹层或其它不良地质体相对于隧道的空问位置，计算机就会自动绘出弹性波速度有差异的地质界面相对于隧道轴线的地质平面图和纵断面图。
论地震勘探中的几种主要地震波论文提要地震勘探，就是通过人工方法激发地震波，研究地震波在地层中传播的情况，以查明地下地质构造，为寻找油气田或其它勘探目的服务的一种方法。
也可以理解为就是利用地震子波从地下地层界面反射回地面时带回来的旅行时间和形状变化的信息，用以推断地下的底层构造和岩性。
地震勘探在勘探已有的各种物探方法中，是最有效地方法。
在地震勘探中用炸药激发时，一声炮响之后会产生各种各样的地震波。
按波在传播过程中质点震动的方向来区分，可以纵波和横波；根据波动所能传播的空间范围而言，地震波又可以分为体波和面波；按照波在传播过程中的传播路径的特点，又可以把地震波分为直达波、反射波、透射波、折射波，等等。
地震勘探在石油勘探中除了能产生来自地层界面有用的反射波外，还会产生各种各样的干扰波。
因此，我们要更好的了解各种波的产生、特点、用途，等等。
下面简单介绍几种地震勘探中产生的地震波。
正文一、反射波（一）反射波的形成1、几何地震学的观点当炸药在井中爆炸激发地震波时，在雷管引爆几百微妙之内爆炸便完成了，在接近爆炸点的压强是一个延续时间很短的尖脉冲，爆炸脉冲向外传播，压强逐渐减少，地层开始产生弹性形变，形成地震波。
地震波继续传播，由于介质对高频的吸收，地震波信号减小。
当波入射到两种介质的分界面时（当上层介质波阻抗与下层介质波阻抗不等时，弹性地震波才会发生反射；上层介质波阻抗与下层介质波阻抗差别越大，反射波越强——反射波条件），一部分波回到第一种介质中，这就是所谓的反射波。
如图所示2、物理地震学观点地震波从震源出发以球面波的方式向下传播，到达反射界面S，S可以就看成有许多小面积元△S组成，当△S的大小线变接近地震波的波长时（地震波的波长一般是70米——100米），每个这样的小面积元都可以看成一个绕射体，根据惠更斯原理，把每个小面积元看作一个新的点震源，从新震源发出的一系列球面子波想四面八方传播，对地面上某个接收点P来说，他所收到的反射波就是来自S面上的每个小面积元产生的绕射波在P 点叠加的结果。
