折射波

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实验报告折射波数据处理

实验报告折射波数据处理折射波法的数据处理实验报告专业：勘察技术与⼯程学号：060231 33姓名：郭猛猛⼀、实验⽬的1.熟悉折射波中波形的识别和对⽐，能够准确地读取折射波的初⾄；2.掌握相遇追逐时距曲线的绘制和t0、差数时距曲线法的⾃动化解释。

⼆、实验内容1.对外业所采集的折射波地震原始波形记录进⾏整理和评价；2.对有效波(折射波)进⾏识别和对⽐，读取各炮点所对应记录的折射波的初⾄；3.对所绘制的时距曲线进⾏t0、差数时距曲线法的⾃动化解释。

三、实验步骤1.地震记录的整理、评价与折射波的识别和对⽐（1)地震记录的整理对外业班报记录进⾏检查和整理，对外业实验施⼯排列的炮点位置和放炮顺序进⾏确认。

对记录地震数据的磁盘应粘贴标签，写明磁盘号、测线号和⽂件号，确保与班报对应⽆误。

（2)地震记录的评价满⾜下列条件者，评为“合格”记录：观测系统正确，符合设计要求；各道⼯作良好，⽆不⼯作道；初⾄前背景⽐较平静，折射波初⾄清晰；班报记录填写正确⽆误。

（3)折射波的识别和对⽐折射波是初⾄波，在所有地震波中，它最先到达检波器被地震仪所接收，在时距波形记录中，折射波出现的时间总是最⼩。

折射波的对⽐主要是辩认和追踪折射波的同相轴，有三个标志：①折射波在波形记录上能量较强，振幅随炮检距的增⼤有规律地衰减；②由于相邻道折射波的传播路径相近，相邻道的波形相似；③折射波同相轴是平滑的直线段或曲线段(折射界⾯为曲⾯时)，并总是出现在波形记录上的初⾄区。

2. t0、差数时距曲线法的⾃动化解释利⽤计算机进⾏⾃动化解释，不仅可以⼤⼤提⾼⼯作效率，⽽且可消除⼈⼯解释中的种种误差。

其⾃动化解释过程如下：（1）预处理(排列参数设置)打开或新建⼀个⼯程⽂件(后缀2prj)后，接着就可进⾏排列参数设置。

排列参数设置有以下内容：数据格式，⽂件名，排列⽅向，炮点⽅向，炮点坐标，道数，采样点数，偏移距，检波间距，检波点坐标表。

按外业实际记录输⼊以上参数，输⼊完以后，按F2 存盘，按F10 中断退出。

地震折射波法课件

折射波的解析方法
波动方程建立
波速结构反演
基于波动理论，建立折射波的波动方程，描述波在地下介质中的传播规律。
利用折射波的传播特征，反演地下介质的波速结构，为地质解释提供依据。
波场分离
将复杂的地震波场分离为折射波分量和其他分量，以便单独研究折射波的传播特征。
折射波的解释技术
波形分析
对折射波的波形进行详细分析，提取关键参数，如初至时间、振
地震折射波法可用于研究地球内部结构和地球动力学过程。
资源勘探
地震折射波法可用于石油、天然气和矿产资源勘探，确定地下资源的分布和储量。
工程地质勘查
地震折射波法可用于工程地质勘查，评估地质灾害风险和地下工程稳定性。
02
折射波的形成与传播
折射波的形成
折射波的形成
当地震波在地下介质中传播时，如果遇到不同介质的分界面，波的传播方向会发生改变，形成折
折射波法的缺点
对地表条件要求高
折射波法需要地表平坦、无障碍物，限制了其应用范围。
对地下介质变化敏感
折射波法对地下介质的均匀性要求较高，介质变化可能导致结果失真。
数据处理复杂
折射波法的数据处理较为复杂，需要专业的技术人员进行解释和分析。
折射波法的发展趋势与展望
技术改进
01
随着科技的发展，折射波法将不断改进，提高分辨率和穿透能
力。
数据处理自动化
02
未来将发展更高效的数据处理方法，实现折射波法的自动化解
释。
多方法综合应用
03
将折射波法与其他地球物理方法结合使用，提பைடு நூலகம்探测精度和可
靠性。
THANKS
感谢观看

地震折射波法反射波法

二、地震测线的布置布置测线的原则：测线为直线，尽量垂直地层或构造线走向；测线均匀分布于全测区，最好与钻探线重合；测线间距和疏密程度应根据地质任务、测区勘探程度及探测对象等因素确定。三、反射波法观测系统 1、简单连续观测系统 2、间隔连续观测系统 3、多次叠加观测系统
折射法：多用时距平面图表示。反射法：多用综合平面图表示。形式简单，直观地表示炮点和排列之间的关系。 1. 如图所示，O1、O2…O5是激发点，A、B、C、D表示互换点，实线段O1A、AO2、O2B…等在水平直线上的投影正好连续单次地覆盖了整条测线。
检波器又叫检震器，是把地震波到达引起地面微弱振动转换成电讯号的换能装置。目前常用的检波器主要由线圈、弹簧片和永久磁钢架及外壳组成。
检波器输出的信号电压和其振动时的位移初速度有关，因此又叫速度检波器。
用晶体压电效应特性制成的晶体检波器，固有频率高的特点，可以测量物体震动加速度，又叫加速度检波器。
如下图示：在O1、O2、O3…激发，在与M点为对称的S1、 S2、S3…接收R界面上同一点A的反射波。
A点：共反射点或共深度点。 M点：A的投影点，共中心点或共地面点。
S1、S2、S3…地震道：共反射点或共深度点）叠加道。集合称CDP(共深度点)道集。
以炮检距X为横坐标，以反射波到达各叠加道的时间t为纵坐标，可绘出对应A点的半支时距曲线。将炮点和接收点互换，得到另半支时距曲线。
观测系统适用条件
单支时距曲线观测系统适用于地质情况简单，折射界面规则且近水平情况。特点：施工简单，效率高，界面起伏较大误差大，不适用。
相遇时距曲线观测系统折射界面起伏明显，不规则。特点：解释精度高，中间部分重复观测。
追逐时距曲线观测系统对折射界面连续追踪，曲线形态和折射界面形态相关。特点：时距曲线平行相似；界面上凸，则不平行

工程与环境物探_第1.3节_工程地震勘察_折射波法

1
OM 2h1 tan c 2 1500 tan 41.81 2683.3m
O M
P
C C
A
P
v1=2000m/s h1=1500m P v2 =3000m/s
（华东）
2 P / 2
二层水平模型折射波的时距方程
0 1 1000 2000 3000 4000 5000 6000
t (0)
1.0
2h0 cos c v1
①上、下倾方向的斜率不同，分别为：
sin(c ) k v1 ) ②上、下倾方向的盲区“半径”不同； ③交叉时间相同。
2h cos c x sin(c ) t1 ( x) 0 v1 v1
1.5
2.0
t2 ( x)
2 P / 2
B
（华东）
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，检波器应该布臵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。
1.5
2
2.5
3
O P
M
G v1=2000m/s h1=1500m B P v2 =3000m/s
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。

折射波的现场工作方法与技术.ppt

掩埋物等时，道间距和线间距都不能超过它们的空间尺度。
二、折射波的观测系统：纵测线的折射波的观测系统，根据工区的地震地质条件、勘
察精度及资料解释的要求，可有四种选择：单支时距、相遇时距、双重相遇时距、追逐时距观测系统。 1）单支时距曲线观测系统：在O1点激发，第一个排列的长度应该等于炮间距O1O2长度的 1/2得到一条时距曲线。移动排列，在O2 激发可以得到另外一条时距曲线。炮点不动再向前移动一个排列，再激发一次。在每个激发要激发两次。得到两条时距曲线，则一个激发点下的法线可由两个截距时间来确定，取两次的平均值精度会较高。
些地段的观测数据进行复核检查时，往往要使用双重观测
系统。如图所示。这种观测系统是在相遇观测系统的基础
上，又进行了两次追逐观测。进行双重相遇观测时，首先要在在O1、O2两点激发，得到两条相遇时距曲线S1、S2。整个排列不动，再O1、O2一定距离的O3、O4，增加药量各激发一次，再得到一组相遇时距曲线S3、S4。这种观测系统，实际上是相遇观测系统和追逐观测系统的`组合。在实际工作中S1、S2 互换时间T1应该是相等的。而S3、S4 的互换时间大T2因为激发点相距太远，地质条件变化可能造成差异，但互换时间不应大于5ms 以上。O1O3、 O2O4的距离的选择，要根据追踪的目的层和层速度而定。一般应该和目的层的
界面是否出现透射波的干扰时，将使用追逐时距观测系统。这种观测系统，是在相遇观测系统的基础上进行的。在O1
激发后排列不移动，在测线相反方向的一定距离找到O2，在 O2 激发一次并记录。这样就会构成图示的追逐时距曲线。
追逐时距观测系统由两种主要用途。其一是补充近炮点的折
射波时距曲线的不足。其次可以判断弯曲界面是否出现穿透波。如果没有穿透波，则两次激发的两条时距曲线相互平行，否则时距曲线不平行，则表示界面产生了穿透现象。

第二章折射波反射波法

地震资料处理中的核心技术 • 速度分析
速度参数是地震资料处理中最重要的参数之一，常选用速度扫描及速度谱分析来求取。当试验速度V(k)与地层反射波的叠加速度相一致时各道同相叠加，此时平均振幅A(k)最大。
速度分析
地震资料处理中的核心技术 • CDP道集抽取抽道集也叫共深度点选徘，是把具有相同炮检中点的记录道排成一组，以共深度点号次序排在一起。
二、t0法求折射界面
三、折射波法应用实例
PRMB 为珠江口盆地，SWTB为台西南盆地，S2006-3的测线位置，其中的黑点为OBS站位； CSS为潮汕坳陷，CNS为潮南坳陷，BYS为白云坳陷.
第二节浅层反射波的资料处理和解释
2、反射波的对比和识别
• （1）、波的对比。 • 同一界面的反射波同相轴特征： • 强振幅特性：处理后的地震剖面上各反射波一般都有较强的能量 • 波形相似性和同相性：时间相近，波形相似 • （2）、多次波和特殊反射波 • 多次波 • 绕射波 • 断面波
3、时间剖面的地质解释
• • • • （1）地层标准层的确定和追踪（2）断层的识别反射波同相轴错位---常为中、小型断层的反映。反射波同相轴突然增减或消失，波组间隔突然变化---常为基底大断层的反映； • 反射波同相轴产状突变，反射零乱或出现空白带 • 标准反射波同相轴发生分叉、合并、扭曲、强相位转换等现象---常为小断层的反映 • （3）不整合面
地震资料处理中的核心技术
• 静校正
功能：将所有激发点和接收点校正某一基准面上，消除地表起伏及低速层的影响。
• 动校正
功能：消除由于源检距不同而引起的正常时差。
地震资料处理中的核心技术
地震资料处理中的核心技术 • 水平叠加

折射波

三层构造时，除与二层构造情况相同，偏移距小于盲区外，还需同时考虑来自第二层和第三层的折射波出现的范围，来自某一层的折射波在时距曲线上应有3－4个点的线段，能够有效地决定这一层地折射波速度。因此，在要求同时获得二个界面深度地情况下，需要在工作中根据具体情况设计激发点间距。
二、折射波法的观测系统
一、测线的设计和道间距、激发点的选择 1、测线设计
折射波法一般用于解决基岩面深度、地层厚度等地质问题，测线的布置根据工作任务、探测对象、地质构造和地形等条件来确定的。
一般可按下列原则布置测线： (1)测线力求为直线，尽量垂直岩层或构造的走向，便于最大限度地控制构造形态，以利于资料的整理与分析； (2)测线要尽可能与其他物探测线或钻探的勘探线一致，便于结合地质资料进行分析解释； (3)测线要均匀地分布在全测区，以利于资料的对比与综合分析。 (4)当地层倾角较大时，应注意改变测线方向，避免盲区过大或接收不到折射波。
采用非纵剖面法，原则上可以对所观测的时距曲线进行定量处理，画出折射界面的形态，以及确定界面速度。但其绘图的精度要比处理完整的纵剖面系统所达到的精度低。
利用折射法研究盐丘、陡构造及断层等特殊地质体时，多采用非纵测线观测系统。图所示的观测系统是扇形排列，它是非纵测线观测系统的一种，多用于盐丘勘探，因为盐丘的波速高于围岩，凡经过盐丘的折射波到达地面观测点的正常时间都比没有经过盐丘的折射波要早，即超前，根据重叠的扇形排列观测系统发现的超前，可以圈出高速波的地质体。
折射波的特殊性决定了折射波观测系统与反射波观测系统截然不同。 1、相遇观测系统 2、追逐观测系统 3、非纵测线观测系统
1．单支时距曲线现测系统这种观测系统一般用于探测地质情况简单规则平缓

入射波反射波和折射波振幅和相位的变化关系反射

偏振分量（线偏振器）
sin E E sin
2cos sin E E sin
半波损失：当时， E0 0 E0
反射波与入射波相位相反，或相当
于半个波长的光程差。
z

k
k k 11
k 2 2

11 1 sin k sin k 2 2 2
nn 21 12
2 , 2 1 , 1
k
x

k
反射定率、折射定律
二、振幅关系菲涅耳公式
（1）垂直偏振与平行偏振
2 2z sin E0 e 2 n21
作业
p.150页：2,4
2 1 cos 2cos sin 2 cos sin E0 E0 2 cos 1 cos sin cos sin cos sin cos
♨ sin cos sin cos sin cos
折射波的特点
① 折射波在全反射时沿 x 轴传播
② 折射波电场强度沿 z 轴正向并作指数衰减 ③ 折射波只存在于界面附近一个层内，厚度 ~ 与波长同量级（ 1
1 k sin 2 n21
2
1

1

2
2 sin 2 n21
）
全反射情况下振幅和相位关系
垂直入射时：
2 2 cos i sin n E 21 e i 2 E cos i sin 2 n 2 21
考察两介质界面为无限大平面
（1) 入射波（介质 1 内）：

折射波时距曲线

折射波时距曲线折射波时距曲线是地球物理勘探中非常重要的一种工具，它是根据地下反射和折射波的传播特性绘制出来的一条曲线。

以下为详细介绍：一、什么是折射波时距曲线？折射波时距曲线是地球物理勘探中绘制出来的一种曲线，它记录了地下不同深度处的反射和折射波在不同时间到达地面的时刻。

折射波时距曲线是通过地震勘探技术获取得到的。

当能量在地下传播时，它会受到地下不同介质的反射和折射，通过这种反射和折射波，地球物理勘探人员能够得知地下结构信息。

折射波时距曲线的绘制，可以通过对反射和折射波的时间差进行计算和分析来完成。

二、折射波时距曲线的应用折射波时距曲线广泛应用于地球物理勘探中，可以看出地下含油含气层的深度和存在情况。

由于地下介质的不同，经过折射和反射波的能量会到达地面上不同的时间，经过分析后，可以得到地下不同深度的结构信息。

折射波时距曲线在地震探测、石油勘探、工程勘探等方面都有着广泛的应用。

三、折射波时距曲线的绘制原理折射波时距曲线的绘制，需要使用地震仪器和检波器进行，首先需要在地面上设置震源和检波器，采用震源发射能量，经过地下的介质，能量被反射或折射，最终到达地面上的检波器，通过记录不同时间到达的能量，建立时距曲线，以推断地下的结构。

四、折射波时距曲线的意义折射波时距曲线作为地下结构勘探中的重要工具，能够帮助工程师和地质学家快速了解地下的结构和空间分布，通过分析曲线的形态和信息，可以更准确地定位和分析岩石类型和含油含气层等地下信息。

五、结论折射波时距曲线是地球物理勘探中必不可少的重要工具，它极大地帮助勘探人员了解地下结构，推断地下存在的岩石和油气等物质。

在未来，折射波时距曲线将更广泛地应用于资源勘探、地质工程、地震学以及其他相关领域。

折射波1.1使用说明书

地震折射处理系统(Geogiga Refractor 1.1 ) 使用手册目录概述------------------------------------------------------------------------(3)第一章文件-----------------------------------------------------------(9) §1.1 打开地震数据文件--------------------------------------------(9) §1.2 打开时距曲线文件--------------------------------------------(10)§1.3 保存时距曲线文件--------------------------------------------(11)§1.4 另存时距曲线文件--------------------------------------------(11)§1.5 地形数据编辑----------------------------------------------(11) §1.6 保存图形---------------------------------------------------(12) §1.7 打印图形-----------------------------------------------------(12) §1.8 打印机设置----------------------------------------------------(13)§1.9 退出-----------------------------------------------------(13)第二章时距曲线---------------------------------------------------(14) §2.1 初至提取-------------------------------------------------(14)§2.2 分层和拼接-----------------------------------------------------(17)第三章解释--------------------------------------------------------(23) §3.1解释器------------------------------------------------(23) §3.2 表层速度------------------------------------------------(31) §3.3 保存深度------------------------------------------------(31) §3.4 保存速度------------------------------------------------(31) 第四章地震道显示---------------------------------------------------(32) §4.1 显示设置-----------------------------------------------------(32)§4.2 彩色密度显示------------------------------------------------(36)§4.3 波形显示-----------------------------------------------------(36)§4.4 横向波形放大-------------------------------------------------(36)§4.5 横向波形缩小------------------------------------------------(36) §4.6 纵向波形放大-------------------------------------------------(36)§4.7 纵向波形缩小-------------------------------------------------(37)§4.8 放大比例-------------------------------------------------(37)§4.9 缩小比例--------------------------------------------------(37)§4.10 自动匹配显示------------------------------------------------(37)§4.11 全窗口显示--------------------------------------------------(37)第五章其他操作----------------------------------------------------(38) §5.1 曲线显示控制----------------------------------------------(38)§5.2 显示参数-----------------------------------------------------(39)§5.3 匹配显示全部曲线-----------------------------------------(40)§5.4 匹配显示当前曲线--------------------------------------- -(40)§5.5 参考层设置---------------------------------------------(40)第六章视图-----------------------------------------------------------(41) §6.1 横向显示初至提取窗口--------------------------------------(41)§6.2 白色背景-----------------------------------------------(41)§6.3 工具条-------------------------------------------------------(41)§6.4 状态条-------------------------------------------------------(41)附录一GRM法简介----------------------------------------------------------(41)概述简介折射方法是最早应用的地震勘探方法，在浅层地质结构调查中发挥着重要作用。

(6)地震波的反射、透射和折射

2h[(V2 )2 V1
1
1] 2
一般情况下，折射波只有在炮检距大于两倍折射界面深度
时才能观测到，即
X M 2h
பைடு நூலகம்
折射波形成条件：下伏介质波速必须大于上覆介质波速
波的强度条件：速度界面是透射界面，波阻抗界面是反射界
面。当入射波振幅Ai一定时，T越大，则R越小，即透射波强，反射波弱；反之，T越小，则R越大，即透射波弱，反射波强。
折射波的形成
折射波：对于V2>V1的水平速度界面，由斯奈尔定律可知，当入
射角大于某临界角i时，可使透射角等于900，此时透
射波以V2速度沿界面滑行。根据斯奈尔定律，可求得
R AR Zn Zn1 Ai Zn Zn1
反射波形成条件：地下岩层存在波阻抗分界面，即
Zn Zn1;
R0
反射系数R的取值范围及其极性：
1 R 1
R有正负值，当R>0，Zn>Zn-1，反射波和入射波相位相同，都为正极性，地震记录初至波上跳；当R<0，Zn<Zn-1，反射波和入射波相位相差1800，入射波与反射波反相，反射波为负极性，地震记录初至波下跳。
(6)地震波的反射、透射和折射入射波、反射波、透射波和界面法线的关系
反射波的形成反射定律：反射角等于入射角，反射线、入射线位于反射界面
法线的两侧，反射线、入射线和法线位于同一个平面内。
波阻抗Z：密度和波速的乘积射角称为波阻抗。上、下两层介质
的波阻抗差别越大，反射波越强。 Z V
反射系数R：反射波振幅和入射波振幅之比称为反射系数。
临界角i为
折射波的形成与传播
sin i V1 V2

地震波运动学第六节——折射波运动学1

通过E点作这两个球面的公切面，就得到折射波的波前，如图中的EE′所示,而波线是垂直波前的。
不难证明，折射波的射线和分界面的法线之间的夹角等于临界角θc
由图可见，∠C′EE′和∠ NEA′都是∠ NEE′的余角，从而两角相等。在直角三角形ΔC′EE′中，有 sin ∠C′EE′=C′E′／C′E．前已说明C′E′=2R1= C′E · V1/V2 ，从而 sin∠C′EE′=V1/V2。这正是临界角满足的关系，结果就有 ∠NEA′= ∠C′EE′= θc
左图，两条直线同相轴在A点上方相交，这表明：波I的所有射线是互相平行的，波Ⅱ的所有射线也是互相平行的，但这两个波的射线并不平行，因为两条同相轴的斜率不相同。在A 点，这两个波的到达时间相等，但两个波在A点出射的两条射线并不平行。右图，一条弯曲的同相轴与一条直线同相轴在A点上方的B点处相切，这表明两个波的同相轴在B点有相同的斜率和相同的到达时间，也即是两个波出射到A点的射线是重合的。
二、折射波的形成和传播规律
在前面已经提到，当界面下部介质波速V2大于上部
介质波速V1，波的入射角等于临界角时，透射波就
会变成沿界面以V2速度传播的滑行波。滑行波的传播引起了新的效应：因为两种介质是密接的，为了满足边界条件，在第一种介质中要激发出新的波动，即地震折射波。
本节从几何地震学出发导出折射波的传播规律。
当界面速度大时，时距曲线较平缓，反之，时距曲线较陡。这是水平界面折射波时距曲线的特点之一。
2、水平界面折射波时距曲线方程
在S点接收，折射波所走的路程为 OA1B1S，所需时间为
F1
0
当x＝0时这说明折射波时距曲线延长后与时间轴交于ti，ti的数值如上式所示。这个ti称为与时间轴的交叉时，这是折射波时距曲线与反射波时距曲线的又一区别。折射波时距曲线的始点坐标可以从右图直接得出

折射波——精选推荐

折射波折射波⼀、特殊情况下的时距曲线(⼆)隐伏层假定下层波速⼤于上层且有⼀定层厚度作为产⽣返回地表的折射波的条件.但实际情况并⾮都是如此.若地层中出现低速夹层,或速度递增,但其中某层的厚度很⼩时,折射波不能以初⾄波的形式出现在地震记录上,⽤折射法的勘测时不能记录到该层的存在.故称该层为”隐伏层”.有时当某层的速度⼤于其上下地层的速度时,将出现⾼速屏蔽。

1.⽔平层状介质中的低速层然⽽ ,如果存在321V V V ??;(且13V V ?)的层状介质,则时距曲线将发⽣很⼤变化.由于在21/V V 的分界⾯上不能产⽣折射波,没有2V 低速度的初⾄波的地震记录.并从时距曲线上看只相当于两层介质,即存在低速度层异常的情况.此时若⽆钻孔或波速测井等相应的资料来验核,就很容易把三层介质作为两层介质。

从⽽把3V 当作2V ，把02t 当01t ，⽽造成深度计算上的较⼤误差。

因此，在有低速层存在的地区进⾏折射法⼯程勘测时，应该有钻孔资料，夺震波速测井或其他物探资料配合，才能进⾏解释，⽽得出正确的结果。

2.正常速度中的隐伏层这种隐伏层，是在各层速度的分布满⾜了n V V V Λ21的关系，但基中某层的厚度较⼩，使得该层与下层介质的分界⾯产⽣的折射波不能以初⾄波的形式出现在记录上，导臻资料处理时地层缺失或深度上的较⼤误差。

我们以三层模型讨论隐伏层的基本特性。

如图1图1 隐伏层地质模型图所⽰：在a 图中，第⼆层⾜够厚，时距曲线中2V 层就有⼀定长度的⼀段初⾄区与该层相对应。

当第⼆层厚度减⼩时，时距曲线上与第⼆层相应的初⾄区线段长度与变短，图b 所⽰。

如果第⼆层的厚度进⼀步减少，如图c 所⽰，第⼀层和第三层所对应的时距曲线同时通过了⼀点，与第⼆层对应初⾄区的时距曲线消失了，时距曲线上不能反映第⼆层介质的存在，故将此厚度定义为盲带。

从理论上讲，它是该层不能以初⾄形式探测到的最⼤厚度。

如图d 所⽰，第⼆层的厚度进⼀步减⼩时，则定义这样鹌鹑2的地层为隐伏层。

二、菲涅耳公式表示反射波、折射波与入射波的振幅和位相关

从电磁场的连续条件看，隐失波的存在是必然的。因为电场和磁场不会在两介质的界面上突然中断，在第二介质中应有透射波存在，并具有特殊的形式。
透射函数中 1c已无2实数意义.
cos21sin22i sin n2 211
波函数化为：
E 2 A 2 e x p ( z ) e x p i ( k 2 x x t )
光的电矢量产生了的相位突变（半波损失：反射时损失
了半个波长）。
如果光波是从光密介质入射到光疏介质，在正入射时反
射波的电矢量没有的相位突变，掠入射时发生全反射现
象。
对于折射波，不管哪一种情况，电矢量都不发生位相突变。
〔4〕反射率和透射率
反射波、折射波与入射波的能量关系?
考虑界面上一单位面积，设入射波、反射波和折射波的光强分别为 I1、I1' 、I2通过此面积的光能为
利用关系 n1sin1n2sin2
rs
s in ( 1 s in ( 1
2) 2)
ts
2 co s 1 sin 2 s in ( 1 2 )
rp
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菲涅耳公
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例：平行光以布儒斯特角从空气射到玻璃（n=1.5）上，求(1)能流反射率和 R p R s

折射波

折射波一、特殊情况下的时距曲线(二)隐伏层假定下层波速大于上层且有一定层厚度作为产生返回地表的折射波的条件.但实际情况并非都是如此.若地层中出现低速夹层,或速度递增,但其中某层的厚度很小时,折射波不能以初至波的形式出现在地震记录上,用折射法的勘测时不能记录到该层的存在.故称该层为”隐伏层”.有时当某层的速度大于其上下地层的速度时,将出现高速屏蔽。

1.水平层状介质中的低速层然而 ,如果存在321V V V 〈〉;(且13V V 〉)的层状介质,则时距曲线将发生很大变化.由于在21/V V 的分界面上不能产生折射波,没有2V 低速度的初至波的地震记录.并从时距曲线上看只相当于两层介质,即存在低速度层异常的情况.此时若无钻孔或波速测井等相应的资料来验核,就很容易把三层介质作为两层介质。

从而把3V 当作2V ，把02t 当01t ，而造成深度计算上的较大误差。

因此，在有低速层存在的地区进行折射法工程勘测时，应该有钻孔资料，夺震波速测井或其他物探资料配合，才能进行解释，而得出正确的结果。

2.正常速度中的隐伏层这种隐伏层，是在各层速度的分布满足了n V V V 〈〈〈Λ21的关系，但基中某层的厚度较小，使得该层与下层介质的分界面产生的折射波不能以初至波的形式出现在记录上，导臻资料处理时地层缺失或深度上的较大误差。

我们以三层模型讨论隐伏层的基本特性。

如图1图1 隐伏层地质模型图所示：在a 图中，第二层足够厚，时距曲线中2V 层就有一定长度的一段初至区与该层相对应。

当第二层厚度减小时，时距曲线上与第二层相应的初至区线段长度与变短，图b 所示。

如果第二层的厚度进一步减少，如图c 所示，第一层和第三层所对应的时距曲线同时通过了一点，与第二层对应初至区的时距曲线消失了，时距曲线上不能反映第二层介质的存在，故将此厚度定义为盲带。

从理论上讲，它是该层不能以初至形式探测到的最大厚度。

如图d 所示，第二层的厚度进一步减小时，则定义这样鹌鹑2的地层为隐伏层。

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三层构造时，除与二层构造情况相同，偏移距小于盲区外，还需同时考虑来自第二层和第三层的折射波出现的范围，来自某一层的折射波在时距曲线上应有3－4个点的线段，能够有效地决定这一层地折射波速度。因此，在要求同时获得二个界面深度地情况下，需要在工作中根据具体情况设计激发点间距。
二、折射波法的观测系统
(3)地震仪滤波器的选择
工程地震仪中，大部分都装有较完善的滤波系统。例如，声波的主频段一般大于100Hz。而折射波的主频段为40Hz，比声波低，可以用低通滤波装置来压制声波。工业电通过电磁感应影响地震记录，所以接收点应尽量避开干扰源，并利用仪器的滤波器压制工业电的干扰。
对于一个特定的工作地区，是否需要使用滤波器或使用什么频率段的滤波器，要通过试验来确定。
3、追逐时距曲线观测系统是在剖面上测得一段时距曲线S1之后，将激发点沿
剖面移动一定的距离再进行激发观测得到另一段时距曲线S2，这种互相对应的时距曲线就称为‘‘追逐’ 时距曲线。如图所示。
追逐时距曲线观测系统还可以了解折射界面有无横向速度变化。如图所示，水平三层大地与有覆盖层的直立接触面上的简单观测系统的时距曲线形态相似，无法仅根据单支时距曲线判断地下的地层结构。
在浅层工程地震中一般采用2－5m的道间距．12－24道地震仪接收。
3、激发点位置及间距
折射波的接受地段必须在盲区范围之外，但盲区范围随折射界面的深度、倾斜情况以及临界角的大小而变化。因此，要根据试验工作设计激发点位置及激发点距离。
二层构造时情况比较简单，偏移距小于盲区，设计的排列应能够接收到直达波和折射波。激发点的间距应能够连续探测目的折射界面。
在此，仅就资料的采集和处理解释问题进行论述。
第一节野外工作方法
在折射波法野外工作中，必须了解工区的地质、地形、地层地质条件及速度参数等情况。根据工作目的及场地情况，设计试验和施工方案。从试验结果取得适合工区具体条件的最佳工作方法，如激发条件，接收条件，观测系统，检波距，测线长度等。
因此，在工程地震勘探中采用非纵剖面法的一般目的是：
(1)根据地震记录的动力学特征，划出和确定断层线或构造断裂带。此时．可采用剖面线的方向正交于预测的构造断裂走向。相邻剖面间距的选择，应能保证可靠地划分和追索这两个剖面间的断裂，归根结底，取决于具体的地震地质条件。
(2)在实际工作中．除横测线外，人们还采用环形测线或弧形测线来解决岩石、土壤的速度各向异性、确定异常体范围等待定地质问题。
排列长度和道间距有如下关系式：
L (N 1) x
道间距越大，排列长度越长，工作效率也就越高。
但如道间距太大．各相邻记录道之间同一个波的相位追踪和对比往往比较困难，不利于分辨有效波。
由于折射波法主要以初至波为主，道间距的选择应根据试验工作确定，以能准确地追踪每一个折射层的初至折射波为标准。
有效接收距离/m
100 200 200
使用炸药时,随着药量的增加,接收距离可以延长,
而使用敲击、夯锤、空气枪作为震源时,接收距离最多为100－200m左右,
使用信号叠加方法(采用叠加装置或信号增强装置)接收距离可以延长。
炸药多采用普通炸药或爆炸索。爆炸可在土中、水中或井中进行,一次放炮所需药量因放炮方式、地形地质条件、干扰的大小而异。药量的大致范围由离开炮点的最大接收距而定，一般与距离的平方成正比。根据大量实例，接收距离与药量的关系见表2。
即在观测剖面的两端分别进行激发，得到一组相遇时距曲线，然后将激发点对称地各移动一段距离。再分别进行激发，又可得出一组追逐的相遇时距曲线。。
另外为了解表层横向速度变化可以增加一个中间激发点。这种观测系统工作效率较低，但可以利用其平行性的特点将远激发点的时距曲线平移到近激发点曲线上来，以补偿近激发点时距曲线的不足。
采用非纵剖面法，原则上可以对所观测的时距曲线进行定量处理，画出折射界面的形态，以及确定界面速度。但其绘图的精度要比处理完整的纵剖面系统所达到的精度低。
利用折射法研究盐丘、陡构造及断层等特殊地质体时，多采用非纵测线观测系统。图所示的观测系统是扇形排列，它是非纵测线观测系统的一种，多用于盐丘勘探，因为盐丘的波速高于围岩，凡经过盐丘的折射波到达地面观测点的正常时间都比没有经过盐丘的折射波要早，即超前，根据重叠的扇形排列观测系统发现的超前，可以圈出高速波的地质体。
（2）敲击震源
敲击震源适用于高灵敏度仪器或信号增强型地震仪进行浅层探测时使用。这种震源由大锤、金属垫板、锤击开关和连接电缆组成,用来激发纵波。激发信号由锤击开关经电缆输入记录系统,多次激发应注意金属垫板与地面的耦合状况。为了提高有效能量,应将激发点下的疏松土取掉并垫上金属板。垫板的作用是在冲击时,将冲击能分摊到一个较大的面积上,减小压强,减少塑性形变能损耗。地表疏松土壤会产生高频滤波作用,所以要将垫板下的表层土除去。
2．相遇时距曲线现测系统当地下界面起伏较大或不甚规则时，如果只在接收地段的某一端激发，仅获得激发点处界面的深度，无法反映界面的起伏情况，造成很大的误差。为了提高解释精度，需要在观测剖面两端进行激发，从而可获得两支时距曲线。
如图所示，O1、02分别为观测剖面两端的激发点，S1和S2 为两支相应的时距曲线，从不同的方向反映了同一地段的界面状态，根据曲线斜率的变化可以判断界面的起伏情况。因此，利用相遇时距曲线观测系统可以了解界面倾斜及起伏情况，并可以计算公共段的界面深度。
(2)检波器的频率和方向特性的选择。
一般根据试验确定检波器的频率，使其适应工作区内折射波主频，也可以根据探测深度来选择检波器。
检波器的方向特性，可以从两个方面讨论。第一．每种检波器都有响应最灵敏的方向，而波在传播过程中也有一定的振动方向，当检波器的最灵敏方向和波的振动方向一致时，所接收到的信号最强。例如，在接收纵波和横波时，由于纵波的振动方向和传播方向是一致的，因此，接收纵波的检波器其最灵敏方向应对准波的传播方向；而对于横波来说，其振动方向和波的传播方向互相垂直，因此，在布置检波器时，应将其最灵敏方向垂直于波的传播方向，才能接收到较强的有效信号。
三、非纵测线观测系统
在非纵测线中，激发点不设置在剖面线上，而是设置在剖面一侧可追踪到所勘探折射界面上的初至波的一定距离上。例如激发点布置在测线的旁侧，称为横测线；激发点布置在某一点上．检波器布置在弧形线上称为弧形测线等。通常，非纵剖面法可以用来详细研究被确定的地质对象上地震记录的波形或动力学特征(波的振幅、周期等)。如在断裂破碎带、陡立地层的接触带、古河床等地质体上出现的地震波振幅的衰减；在低速局部砂岩透镜体上的时间异常等。
表2 有效接收距离与炸药量的关系
炸药量/kg
0.1 0.2 0.5 1.0 2.0
有效接土炮 0.1-0.2 0.4-0.7
收距离
/km 井炮
0.1-0.2 0.7-1.0 2.5-4.0 7-10
(1)有效波和干扰波
在一般情况下，折射波法利用的主要是初至折射波，在地震记录中有效波为直达波和初至折射波。干扰波一般有声波、工业电、微震以及一些无规则的随机干扰等，在地震记录上形成干扰带，严重地影响了初至波的记时质量。
采用垫板后,大锤在冲击时很快止动,使冲击的突然性增大,与此相关,有效信号初动的锋锐度和清晰度也得到提高。冲击应正对着垫板中心,否则,变换成弹性波的那部分能量就会降低。当对垫板边缘进行冲击时,相当于垫板的有效面积减小,土层的塑性应变就会增加,而当斜着冲击时,冲击强度就会降低。在坚硬岩石表面(如天然露头,露天采矿场的边坡,坑道壁等)上进行观测,大锤在冲击时将产生强烈的反弹,采用刚性较差的大锤会减小回跳能损耗。当目的层深度较大,需要较大的能量,可采用标准贯入试验用的63.5kg的落锤自由下落激发弹性波,其勘探深度可达100m以上。
如图是两种地质条件下的追逐时距曲线，在只有垂向速度变化的时距曲线上，两条曲线的临界距离只有横向位置变化。而在有横向速度变化的时距曲线上，速度突变点上方的临界距离没有横向移动，只是随激发点的位置变化而出现时间上的变化，两个激发点产生的时差在曲线拐点的左边和右边相等。
4．双重相遇时距曲线观测系统地震勘探中，在表层条件较复杂的情况下，有时可采用双重相遇的观测系统。实际上这是相遇观测系统和追逐观测系统的综合，如图所示。
地震折射波法
在工程地震勘探中，地震折射波
它可为工程地质提供浅层地层起伏变化和速度横向变化资料以及潜水面的变化资料等，
还可为反射波法勘探提供用于静校正的表层速度和低速带起伏变化资料。
有关折射波的形成及正演时距曲线的特征等问题已在前面讨论过了，
折射波的特殊性决定了折射波观测系统与反射波观测系统截然不同。 1、相遇观测系统 2、追逐观测系统 3、非纵测线观测系统
1．单支时距曲线现测系统这种观测系统一般用于探测地质情况简单规则平缓
的界面。其优点是效率高。这种观测系统只能获得激发点处界面的深度。如图所示，其中各激发点的深度都可分别从两支时距曲线上算得，从而可以互相校核。因此对于起伏较大的界面或情况较为复杂时，不宜使用单支时距曲线观测系统。
（3）空气枪
空气枪是借助活塞放出被封闭在钢铁容器内的压缩空气的一种震源装置。一般作为水上震源。
在这些震源中,究竟采用哪一种,由测区环境及技术上的要求而定,这些震源的一般接收距离见表1。
表1激发方式与有效接收距离
激发方式
土炮水炮井炮
有效接收距离/m
300 500 >1000
激发方式
敲击夯锤空气枪
(4)检波器的安置条件
检波器的安置对地震记录有直接关系，为减小地表疏松沉积层对波的吸收和微震干扰，要将检波器安放在0.2m深的浅坑中。更重要的是土壤表面和检波器的底面的接触，它们构成了检波器—土壤的振动系统，该系统的固有频率与土壤的弹性、接触的特点、检波器质量有关。

折射波

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