工程物探
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综合工程物探去探测隐伏溶洞的方法
一.弹性波法,其中可用浅层地震映像法,时频分析法,面波勘探。
浅层地震映像法又称高密度勘探,多波地震勘探,共偏移距勘探法,使用的波有反射波、折射波、绕射波、面波、横波、转换波。
特点:1.可直接显示与地下地质体形态相似的剖面。
2. 采集数据块,抗干扰能力弱,勘探深度有限。
3.地震波受地下横向变化因素小
4.可不比拥动校正处理
工作原理:
发射波:根据目的层深度,在干扰调查的基础上选择最佳偏移距
折射波:适用于浅层覆盖层稳定的条件,下覆层要求:高速层
面波:利用面波在底下一定深度范围内从震源传播至接受点的含有多种频率成分,有多个相位的面波群。面波群的形态受偏移距范围内覆盖层介质密度,泊松比等因素的影响。
应用:
A.岩溶和地下水运移通道探测
介质:岩溶和地下水运移通道
特征:距离目标体较远,仅直达波;距离目标提较近,反射、绕射、多次反射。
B.岩溶塌陷地区探测
介质:岩溶地区地下水动力作用形成的岩溶塌陷
特征:折射,反射能量小,不易识别;面波突然能量增加,振幅大;天窗边缘有绕射;形成下凹同相轴,速度均降低。
时频分析法
解释依据:
A.地震波频谱中包含底层,岩土性质,构造等信息;
B.映像法未固定偏移距,不受观测系统影响;
C.地震波频谱中的信息变化完全由被观测的地下地质体介质性质,结构,密度,形态,构造等影响;
D.可用频谱分析方法判别分析此地质体。 实现思路:
将映像时间记录按一定时窗和步长进行傅氏变换,时窗内振幅谱的机制频率可以近似看做该时窗内地段底层的主频率值,频率与振幅共同反映了该地质地层的构造信息。对某一地震记录道按时窗段进行连续分析,即可看到钙通道记录各波主频信息并知道与时窗段对应地层从浅到深底层结构,构造,厚度变化规律。把多测点的地震映像发记录资料的频率分析结果横向连接起来即可对相同时间域深度的资料进行横向变化分析解释。
特征:
A.断裂破碎带,岩溶通道—低频异常;
B.形成,即将形成土洞---低频异常;
C.同时存在面波、折射波主频异常---近期可能塌陷。
面波勘探
面波勘探的物性依据:在分层介质中,瑞类面波具有频散特征。
瑞雷波波长不同,穿透深度也不同。
Vr与vs的相关性
原理:根据频散曲线变化异常点确认洞穴、溶洞、矿区弃井等位置,规模范围等,频散曲线反映了排列范围内面波相速度随深度的变化,从而推断出对应的大地模型。
应用:探查一场地质体---溶洞、空穴与软土夹层
二、瞬变电磁法
原理:瞬变电磁法是通过掌子面前的一个大线圈长生电磁波,含水层受此电磁波感应产生感应涡流,感应涡流产生感应电磁场,在掌子面上的探头接受,在剖面图生显示低阻反应。
三、探地雷达
原理:探地雷达用发射天线向岩体发射有一定宽度的高频电磁波,岩体中的介质因介电常数的不同而发射雷达被接收天线接受,介电常数差事探地雷达工作的基础。空气的介电常数是1,岩石的介电常数是4-20,水的介电常数是81,水的电导率远高于灰岩,砂岩等岩石,因此,探地雷达对水有特别的敏感性。
判断岩溶的方法:
A.雷达波对水和含水率高的介质的反射强烈,反射波强度大;
B.雷达波从其他介质到含水层界面的反射波相位与入射波相反;
C.雷达波通过含水层后,高频成分被吸收,反射波的优势频率降低。
姓名:王浩
班级:09勘查技术与工程
学号:050412009032
教师:裴建新
课程:工程物探