物探方法原理
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物探设计激电中梯与激电测深激电法是常用的物探方法之一,主要用来测量地下电阻率变化,从而推测地下结构和矿体存在的可能性。
激电法可以分为激电中梯和激电测深两种方法。
激电中梯是一种相对简单的测量方法,适用于浅部地下结构的探测。
其测量原理基于地下物质对射频电流的阻抗作用。
在测量中,首先需要选择一个合适的频率范围,并将电极插入到地面或井孔中,形成一个闭合的电路。
然后,通过改变电极间的距离,并记录相应的电阻抗数据。
根据电阻抗随电极间距离的变化,可以推断出地下结构的存在与否。
激电中梯的设计需要考虑以下几个因素:1.电极布置:电极布置的合理性对测量结果有很大的影响。
合适的电极布置可以提高信号的稳定性和可靠性。
通常,可以选择直线排列或成环布置电极。
2.频率选择:频率的选择应根据需要探测的深度和地下结构的电阻率范围来确定。
较低的频率适合浅部结构的探测,而较高的频率适合较深的探测。
3.数据采集和处理:数据采集时应控制测量环境的稳定性,减小干扰源对数据的影响,如尽量选择无干扰的测量地点、减少电源杂波等。
数据处理方面,应选择合适的滤波和去噪方法,以提高数据的质量和准确性。
激电测深是一种用来测量地下电阻率随深度变化情况的方法。
其测量原理基于地下物质对射频电流的阻抗作用,并结合了测井技术中的电阻率测量原理。
相对于激电中梯,激电测深具有较高的分辨率和深部探测能力。
在测量中,通常使用一根长电极作为发射极,将电流注入地下,同时在测量点处使用接收极观测电压的变化。
通过测量电极间的电压随深度的变化,可以推断出地下结构的存在与否。
激电测深的设计需要考虑以下几个因素:1.电极布置:电极布置的合理性对测量结果有很大的影响。
通常,可以选择直线布置电极,或者使用特殊布置电极来减小背景杂音的影响。
2.电极长度:电极长度也会对测量结果产生较大的影响。
电极长度过短会导致较低的分辨率,而电极长度过长会导致测量结果的失真。
因此,应选择合适的电极长度来实现较好的深部探测能力。
物探微动探测仪原理嘿,你知道物探微动探测仪不?这玩意儿可神奇啦!就像一个超级侦探,能帮我们揭开大地的秘密。
物探微动探测仪到底是啥呢?简单来说,它就是一种能探测地下结构的仪器。
这就好比我们有一双透视眼,可以看到地下的情况。
你想想,要是没有这样的仪器,我们怎么能知道地下有什么宝藏或者危险呢?它的工作原理是啥呢?其实啊,物探微动探测仪是通过接收地下微小的震动来工作的。
这些震动就像是地下的“悄悄话”,只有物探微动探测仪才能听到。
它就像一个敏锐的耳朵,能捕捉到最微弱的声音。
你可能会问,这些微小的震动是从哪里来的呢?嘿嘿,这可就有意思了。
这些震动来自于大自然的各种活动,比如风、雨、海浪、地震等等。
这些震动虽然很微小,但是物探微动探测仪却能把它们放大,然后分析出地下的结构。
物探微动探测仪是怎么做到的呢?它里面有很多高科技的元件,比如传感器、放大器、滤波器等等。
这些元件就像一个团队,共同合作,把地下的震动变成我们能理解的信息。
传感器就像是一个侦察兵,负责接收地下的震动。
它非常敏感,能感受到最微小的震动。
放大器就像一个大力士,把传感器接收到的微弱信号放大,让我们能更容易地看到。
滤波器就像一个清洁工,把不需要的信号过滤掉,只留下有用的信息。
有了物探微动探测仪,我们就能做很多事情啦!比如说,我们可以探测地下的矿产资源。
你想想,要是我们能找到更多的矿产资源,那不是能让我们的生活变得更加美好吗?物探微动探测仪还可以探测地下的水资源,这对于那些缺水的地方来说,可真是太重要了。
它还能帮助我们预防地质灾害呢!比如说地震、滑坡、泥石流等等。
如果我们能提前知道地下的情况,就能采取相应的措施,减少灾害的损失。
这就像我们有了一个预警系统,能让我们在危险来临之前做好准备。
物探微动探测仪的应用范围可广啦!不仅在地质勘探、矿产资源探测、水资源探测等领域有广泛的应用,还在城市建设、交通规划、环境保护等方面发挥着重要的作用。
你看,物探微动探测仪是不是很厉害呢?它就像一个神奇的魔法棒,能为我们带来很多惊喜。
物探找水仪的基本原理物探找水仪(Ground Penetrating Radar,GPR)是一种应用于非破坏检测领域的高技术设备,可用于检测地下水资源、岩石、土壤、基岩和矿石等地下管道和设施。
本文将介绍物探找水仪的基本原理。
物探找水仪的组成物探找水仪主要由发射器、接收器、电子控制系统和电磁波传输线组成。
其中发射器产生一定频率的电磁波并向地下发送,接收器接收反射回来的电磁波并传递到控制系统处理。
电磁波传输线负责将电磁波信号传输到发射器,并从接收器接收信号,然后将信号传输到电子控制系统。
物探找水仪的工作原理电磁波在空气中、水中和土壤中传播的速度是不同的,这种差异导致当电磁波传播到介质边界时会出现反射、折射、衍射和散射。
物探找水仪利用这种原理进行非破坏检测。
物探找水仪的工作流程如下:1.利用发射器产生一定频率的电磁波并向地下发送;2.电磁波在介质之间的边界发生反射、折射、衍射和散射,其中反射量较大,被接收器接收到;3.接收器接收到电磁波,将信号传递给电子控制系统;4.电子控制系统对接收到的信号进行处理,得出地下对象的信息。
物探找水仪的应用物探找水仪的应用范围非常广泛,包括但不限于以下领域:1.水源勘探:通过物探找水仪可以检测地下水资源的分布和储量,为水源勘探提供技术支持;2.矿产勘探:物探找水仪可以检测地下金属和矿物的分布和储量,为矿产勘探提供技术支持;3.地质勘探:物探找水仪可以检测地下岩石、土壤和基岩的分布和性质,为地质勘探提供技术支持;4.建筑检测:物探找水仪可以检测地下管道、设施和地基的分布和情况,为建筑检测提供技术支持。
物探找水仪的优缺点物探找水仪具有以下优点:1.非破坏性:物探找水仪不会对地下物质造成任何损害,它的检测方法不依赖于钻探或挖掘;2.显影效果好:物探找水仪可以高精度、高清晰地显示地下物质的分布和性质;3.适用性强:物探找水仪可用于不同领域,如水源勘探、矿产勘探、地质勘探和建筑检测等。
探究工程地质勘查中常用的工程物探方法摘要:在实际地质勘探过程中,地球物理方法具有探测精度高、前沿探测深度大、对施工现场影响小的特点。
各种地球物理方法的应用可以从根本上提高工程勘察水平。
目前,在工程地质勘察中使用的物探方法很多。
深入分析这些方法具有重要意义。
从根本上提高工程地质勘察水平。
因此,有必要进一步加强他们的研究。
同时,还要求地质调查人员准确及时地记录工作中遇到的问题和发现的现象,为今后的科学研究提供参考数据,这将推动中国地质调查的发展。
在此基础上,分析了工程地质勘探中常用的工程物探方法。
关键词:工程地质勘查;地球物理勘探方法;分析前言近年来,工程技术方法随着经济的发展不断更新,目前常用的工程勘探方法有钻探、勘探、物探等方法,但对于新阶段工程发展来说物探方法越来越受到工程项目的青睐,成为工程勘探的主流方法,取得了良好的应用效果。
但由于勘探方法的使用存在一系列问题,这里需要开展勘探方法的研究。
1.工程地质勘探中物质勘探方法的重要意义物质勘探方法是一种新兴的勘探技术,不仅应用于地质勘探领域,也应用于地质勘探以外的其他领域。
从地质勘探角度看,周围环境的水资源和岩石中所具备的电磁特性特别适合物探技术的使用,同时有物探技术的支持,工作人员可以全面掌握周围地质环境以避免和预防地质灾害的发生。
从工程建设的角度看,周围地质环境一直是工程建设过程中的重要因素,因此,利用物质勘探方法对地质环境的全面把握可以保证施工时的安全性,进一步提高工程质量。
此外,在工程建设过程中,由于工程量较大,施工周期较长,管理人员往往缺乏工程质量气体,但有了物探技术,就可以给予管理人员数据的支持,提高管理人员的决策信心,增强工程建设中的安全性。
2.物质勘探方法特征分析我国国土面积较大,地理环境复杂多样,对不同区域的地质环境有一定差异,因此可以采用物质勘探方法对不同地质环境给予综合评价。
在传统的勘探技术中,一般勘探深度仅限于地表部分,而物探技术可以勘探地表深度100米,提供了足够的勘探分析数据。
工程施工物探检测是指在工程建设过程中,利用地球物理勘探技术对地质条件、地下管线、地下障碍物等进行探测和分析的一种方法。
物探检测技术在工程施工中具有重要作用,可以帮助施工人员了解地质状况,避免施工过程中出现意外情况,确保工程顺利进行。
本文将简要介绍工程施工物探检测的方法、应用范围及重要性。
一、工程施工物探检测方法1. 地震勘探:地震勘探是利用地震波在地下传播的原理,通过观测地震波的传播速度、反射、折射等特性来推断地下地质结构的一种方法。
地震勘探在工程施工中可以用来探测地下断层、岩层分布等地质情况。
2. 电法勘探:电法勘探是利用地下岩石的电性差异来探测地下地质结构的一种方法。
电法勘探包括直流电法、交流电法、电磁法等,可用于探测地下管线、地下洞室、地下水位等地质情况。
3. 磁法勘探:磁法勘探是利用地下岩石的磁性差异来探测地下地质结构的一种方法。
磁法勘探可以用来探测地下磁性矿物分布、古磁场等地质情况。
4. 重力勘探:重力勘探是利用地下岩石的质量差异和地球重力场的关系来探测地下地质结构的一种方法。
重力勘探可以用来推断地下岩层的密度、厚度等地质情况。
5. 钻探:钻探是利用钻机在地下进行钻孔,通过取芯、观察岩芯样品等方法来了解地下地质状况的一种直接勘探方法。
钻探在工程施工中可以用来确定地下管线、地下洞室、地下水位等地质情况。
二、工程施工物探检测应用范围1. 道路工程:在道路工程中,物探检测可以用来探测地下管线、地下洞室等障碍物,避免施工过程中损坏现有管线和设施,确保道路工程的顺利进行。
2. 桥梁工程:在桥梁工程中,物探检测可以用来探测地下地质结构,为桥梁基础设计和施工提供可靠的地质数据。
3. 隧道工程:在隧道工程中,物探检测可以用来探测地下断层、岩层分布等地质情况,为隧道设计和施工提供可靠的地质数据。
4. 水利工程:在水利工程中,物探检测可以用来探测地下管线、地下洞室等障碍物,避免施工过程中损坏现有管线和设施,确保水利工程的顺利进行。
物探化探计算技术引言物探化探计算技术是地球科学中的一种重要工具,通过对地下物质的探测和分析,来揭示地下构造、矿产资源等信息。
计算技术在物探化探中起着举足轻重的作用,能够对物探数据进行处理、分析和解释,从而提高勘探效率和准确性。
本文将对物探化探计算技术的基本原理、应用领域和发展趋势进行详细探讨。
一、物探化探计算技术的基本原理1. 采集数据物探化探计算技术首先需要采集大量的地下物质探测数据,包括重力、磁力、电磁、地震等多种类型的数据。
这些数据是对地下物质的响应信号,通过对信号进行采集和记录,可以获得地下物质的分布、性质等信息。
2. 预处理数据采集到的物探数据通常包括很多噪声和干扰,需要进行预处理以提取有效信息。
常见的预处理方法包括滤波、去噪、去除仪器漂移等。
预处理的目标是使得数据具有更好的可信度和解释能力。
3. 数据处理与分析数据处理与分析是物探化探计算技术的核心环节。
主要包括数据解释、图像处理、模型建立和参数反演等步骤。
数据解释是根据采集到的数据进行初步分析和解释,得出地下物质的特征和分布规律。
图像处理可以将数据转化为图像形式,更直观地展示地下物质的分布情况。
模型建立和参数反演是利用数学建模和计算方法,根据采集的物探数据推算出地下物质的具体参数和模型。
4. 结果解释与评估通过物探化探计算技术得到的结果需要进行解释和评估。
解释是根据处理和分析的结果,推断出地下物质的性质、分布、形态等。
评估则是对得到的结果进行客观评估和验证,确定其准确性和可靠性。
二、物探化探计算技术的应用领域物探化探计算技术在地质勘探、矿产资源评价、环境地质、工程勘察等领域有着广泛的应用。
1. 地质勘探地质勘探是物探化探计算技术的主要应用领域之一。
通过对地下物质的探测和解释,可以获取地质构造、地壳运动、地下水资源等信息,为石油、天然气、矿产等资源的勘探提供重要参考。
2. 矿产资源评价物探化探计算技术在矿产资源评价中具有重要作用。
通过对地下物质的探测和分析,可以确定矿产资源的类型、规模、分布等信息,为矿产资源的合理开发和利用提供科学依据。
物探找水仪的基本原理
市面上物探找水仪大多数都是利用大地天然电场作为场源,研究地球内部的电性结构,依据不同频率的电磁波在导电媒质中具有不同趋肤深度的原理;
在地表测量不同频率的电磁场大小,来反应不同深度地质体的电性变化差异后,可以判读地下地质体的赋存特性。
一般根据电磁波传播理论的亥姆霍兹方程、电磁波与电阻率的阻抗关系,频率越高深度越浅,频率越低深度越深。
通过趋肤深度方程可以表示不同深度电阻率变化,可以分析判断出不同的地质异常体,当然还需要考虑电磁波的衰减变化(即衰减系数)
2、一般物探找水仪的基本使用方法
主要通过两个电极,即MN电极,电极极间连线一般为5-20米。
也或者通过电磁探头来测量,不断地移动MN电极或电磁探头,测量多个测点后绘制成剖面彩图、曲线图,甚至三维成像等。
3、物探找水仪如何布置测线,测线方向如何掌握?
物探找水仪测线一般都是直线,并且平面布置为佳,能垂直所寻找的目标异常体,即地下水的补给方向。
假设地下水的补给方向为东西,布置测线的方向为南北,如果无法知道地下水的补给方向;
可以根据现场环境来直线布置即可,在布置时候尽量考虑地面干扰因数,并且多布置测线测量后综合分析为佳。
地震物探的基本原理地震物探,听起来就很神秘呢,其实原理也不是那么难理解啦。
想象一下,地球就像一个超级大蛋糕,而我们想知道这个蛋糕里面的结构。
地震物探就像是给这个大蛋糕做一个特殊的“体检”。
首先呢,我们得制造点小动静,就像敲一敲蛋糕看里面是实心的还是有空心的地方。
在地震物探里,我们会人工制造地震波。
这个地震波就像一个小信使,会往地球里面跑。
那怎么制造地震波呢?通常会用炸药或者专门的震源车之类的东西。
我有一次去参观一个地震物探的现场,那个震源车启动的时候,就像一个大力士在跺脚,“轰”的一声,地震波就发出去了。
这些地震波进入地下之后啊,就会在不同的地层之间跑来跑去。
不同的地层就像蛋糕里不同的馅料层,有软有硬。
地震波在这些不同的“馅料层”里传播速度不一样,就像我们在水里和在泥地里走路速度不一样。
而且呢,当地震波碰到不同地层的交界面的时候,就像小球碰到了墙,会发生反射或者折射。
然后呢,我们就在地面上放好多特别的小耳朵,这些小耳朵就是地震检波器啦。
它们的任务就是听地震波的消息。
就好像我们在玩捉迷藏,地震波是那个躲起来的小朋友,而地震检波器在找它们。
地震检波器会把听到的地震波信息,比如什么时候收到波,收到的波有多强之类的,都记录下来。
这就像我们把小信使带回来的消息都记在小本子上。
收集到这些信息之后呢,科学家们就开始像解谜一样来分析这些数据。
他们根据地震波的传播时间、强度变化等信息,就可以推断出地下地层的结构、深度、岩石的类型等等。
比如说,如果地震波很快就反射回来,那就说明下面可能有个比较硬的地层离地面比较近,就像我们敲蛋糕的时候,很快就感觉到有硬的东西,那可能就是蛋糕里的坚果层离表面不远啦。
总的来说,地震物探就是通过制造地震波,让它在地下传播,然后用地震检波器收集它的信息,最后分析这些信息来了解地下的情况。
这样一来,我们就能知道地球这个大蛋糕里面的秘密啦。
煤矿物探测井方法
煤矿物探测井的方法有很多种,以下是一些常见的矿井物探方法:
1. 瞬变电磁法:这是一种利用电磁感应原理的物探方法,通过测量地下介质的电阻率来探测异常体。
在煤矿中,瞬变电磁法常用于探测地下水、煤层中的瓦斯、空洞等。
2. 地震槽波法:这种方法利用地震波在地下介质中的传播特性来探测异常体。
地震波在地下传播过程中遇到不同介质时会发生反射、折射等现象,通过分析这些现象可以确定异常体的位置和形态。
在煤矿中,地震槽波法常用于探测煤层中的断层、陷落柱等地质构造。
3. 无线电波透视法:这种方法利用无线电波在地下介质中的传播特性来探测异常体。
当无线电波遇到不同介质时,其传播速度、相位、振幅等参数会发生变化,通过分析这些变化可以确定异常体的位置和形态。
在煤矿中,无线电波透视法常用于探测煤层中的陷落柱、煤与瓦斯突出等异常。
4. 音频电透视法:这种方法利用人工或天然电场在地下介质中的分布规律来探测异常体。
当电场遇到不同介质时,其分布规律会发生变化,通过分析这些变化可以确定异常体的位置和形态。
在煤矿中,音频电透视法常用于探测煤层中的陷落柱、断层等地质构造。
5. 井下雷达法:这种方法利用雷达原理的物探方法,通过向地下发射高频电磁波并接收反射回的信号来探测异常体。
当电磁波遇到不同介质时,其传播
速度、相位、振幅等参数会发生变化,通过分析这些变化可以确定异常体的位置和形态。
在煤矿中,井下雷达法常用于探测煤层中的陷落柱、断层、含水层等地质构造。
以上是矿井物探中常用的几种方法,每种方法都有其特点和应用范围。
在实际应用中,可以根据具体情况选择合适的物探方法来探测矿井中的异常体。
第三章测线布置、物探方法及质量评价第一节测线布置目的及精度一、测线布置总体规则(一)、测网布置应根据任务要求、探测方法、被探测对象规模、埋深等因素综合确定。
测网和工作比例尺应能观测被探测的目的体,并可在平面图上清楚反映探测对象的规模、走向。
(二)、测线方向宜垂直于地层、构造和主要探测对象的走向,应沿地形起伏较小和表层介质较为均匀的地段布置测线,测线应与地质勘探线和其它物探方法的测线一致,避开干扰源。
(三)、当测区边界附近发现重要异常时,应将测线适当延长至测区外,以追踪异常。
(四)、在地质构造复杂地区,应适当加密测线和测点。
(五)、测线端点、转折点、物探观测点、观测基点应进行测量。
二、各测线方位、长度及物探方法布置根据任务设计书,本课题测线、测点采用网格状布置,分别对测网内每个点进行高密度电法、主动源面波法和微动法测量。
其中高密度电法测线垂直于构造布置以某一方位布置一条约290m-590m长的测线,主动源面波法以测点为中心以某一个方位(根据实际场地条件而定)布置一条40m-50m长的测线,微动法则对该中心点进行单点测量,并用手持GPS记录该中心点的位置,设计的测点坐标是根据湖南怀化盆地岩溶塌陷1:5万环境地质调查工作部署图选定的并计算的,精度达到经纬度小数点后6位数字,精度达到15m以内,达到了设计精度要求。
第二节 物探方法、参数及技术指标物探方法、参数及质量评价,严格按照相关物探规范、规程设计、执行,对已有规范、规程不适应岩溶塌陷调查的部分,参照相应的规范、规程修改执行。
本章主要叙述与该项目有关的物探方法。
主要有地面物探:高密度电法、主动源面波法和微动法。
一、高密度电法(一)、高密度视电阻率联合剖面法:高密度视电阻率联合剖面法原理:测线垂直构造走向或地下水流向,在测线上顺序布置供电电极A 、测量电极M 、N 和供电电极B ,在测线的中垂线方向上布置“无穷远”极C ,距离一般大于AB/2距的5倍以上,A 或B 分别与C 组合,分别供电测量获得视电阻率 和 。
这样的视电阻率曲线是在固定A 、M 、N 、B 间距下获得,沿水平向测量可获得一定深度范围内的电性分布信息,其中 、 的曲线形态(正交点、反交点、同步起伏等),可用于评价地下地质体的导电性;曲线在交点附近的变化形态(对称、倾斜),可推测地下地质体的产状;对比不同极距的联合剖面曲线,可推测地下异常体的空间形态;通过曲线异常段与背景值的相对大小、变化剧烈程度可估算地下地质体的位置和宽度。
该方法是追索直立或陡立脉状低阻体最为有效的方法之一。
(1)仪器:WDJD-3(2)测量参数:电位,供电电流(3)利用参数:视电阻率(4)布置方式:剖面(5)技术指标:高密度联合剖面法和高密度电测深法采用重庆奔腾数控技术研究所生产的WDJD-3多功能数字直流激电仪为控制主机,配以WDZJ-3多路电极转换器构成高密度电阻率测量系统。
在野外通过重复测量、检查试验来判断仪器是否工作正常。
①仪器技术指标、装备技术指标满足(DZ/T0073-1993表4及5.2)的规定。
②曲线具有极值类型的异常值Y 估计表达式为:3-1为正常背景值。
③ 曲线具有阶梯状类型的异常值Y 估计表示为:3-2、分别为阶梯两侧的视电阻率值。
00()/a Y ρρρ=-0ρ21212()/()a a a a Y ρρρρ=-+2a ρ1a ρ④供电电极距AB 至少应为勘察对象顶部埋深的4~6倍;“无穷远”极垂直测线,距离大于最大电极距AO 的5~10倍。
⑤系统检查工作量为总工作量的5%,观测结果的均方相对误差M 计算公式如下:式中:为第点原始观测数据。
为第点系统检查观测数据。
为第点与的平均值。
n 为参加统计计算的测点数。
受检点的相对误差 的分布应满足如下要求:①1/2 超过实达精度的测点数应不大于受检点总数的32%。
②1/2 超过二倍实达精度的测点数应不大于受检点总数的5%。
③1/2 超过三倍实达精度的测点数应不大于受检点总数的1%。
2. 高密度对称四极电测深法高密度视电阻率测深法原理:在普查的基础上,或已大致确定了异常的发育范围和走向,重新调整测线方向,使测线垂直异常走向。
在地面顺序布置A 、M 、N 和B 极,以一定的极距关系相对MN 中点同时向外侧移动,测量供电电流及MN 间的电位差,计算获得一条视电阻率随极距变化的曲线。
探测深度随极距的增大而增大,异常的深度可以通过极距的对应关系来换算。
其视电祖率的单支曲线,多点视电阻率断面等值线可反映地下电性的空间变化特征。
单支电测深曲线上升斜率大于40°的陡升段,揭示较完整或完整基岩段;而单支电测深曲线呈台阶状的缓升或锯齿状段,揭示为岩溶裂隙发育段;电测深等ρs 断面曲线上的“V” 和“U”型低电阻率区或低阻圈闭揭示地下水富集区,低电阻率异常区的稀疏等值线部位揭示岩溶裂隙发育段。
(1)仪器:WDJD-3(2)测量参数:一次电位,供电电流(3)利用参数:视电阻率(4)布置方式:剖面(5)技术指标:①仪器技术指标、装备技术指标满足(DZ/T0072-1993表4及5.1)的规定。
②系统检查工作量为总工作量的5%,观测结果的均方相对误差M 计算公式如下:M =ai ρi 'ai ρi ai ρi ai ρ'ai ρ3-4 其中: —第个供电极距上同组MN 的相对误差;—参加统计的电极距数。
当可以肯定是由于地表及浅层湿度变化使得电测深曲线起始段的系统检查出现规律性偏差时,可将其剔除,然后再评价质量。
③不合格的电测深点数应不超过被评价区域内经系统检查的电测深点总数的32%。
④根据全区系统检查观测结果所统计的均方根相对误差应在 以内,统计时不得剔除经单个测深点系统检查评价为不合格的电测深点。
当各测深点的电极距相同或相近时,全区的观测精度可按单个测深点的均方根相对误差统计,其公式如下:3-5 式中:—第个测深点的均方误差。
n —全区系统检查观测的电测深点数。
地震法选择主动源面波法,开展工作前进行场地信噪调查试验,根据试验结果选择各类地震方法合适的野外工作参数,研究区场地地震信噪调查如图3-1所示:图3-1 研究区地震信噪调查图图3-1中:1为直达波;2为第一层的折射波;3、4区地震波同相轴发生畸变,地下可能有溶洞或者土洞,还可以明显的看到地震波经过此处能量变弱;5为来自基岩的折射波,速度大;⑥、⑦为声波,通过计算,速度为340m/s ;⑧、⑨为面波区域,能量强,包含了一系列不同频率、不同视速度的面波信号,从图212n i i u M π==±∑i u i n 211ni M M n =±∑i M i中也可以观察到面波速度小于声波速度;⑩为一次反射波和多次反射波,波形呈现双曲线形状。
通过信噪调查,可以掌握地震波场分布的特点,有利于针对不同地质问题选择合适的方法。
瑞雷面波法(主动源面波法或称瞬态瑞雷面波法)是利用瑞雷波的几何频散特性提取层状介质中的瑞雷波速度(近似横波速度)进行岩性分层的一种地震勘探方法。
二、主动源面波法(一)、方法原理瑞雷波在非均匀介质中传播具有频散特性,所以不同频率(波长)的瑞雷波具有不同的传播速度(如图3-3)。
模型试验和实测结果表明,当探测的岩土层介质较为均一时,瑞雷波的相速度随深度的加大而按线性增加,只有出现不同介质的分界面时,频散曲线会出现一个所谓“Z”字型变化,该变化特征是由于地表接收到的波从上一层漏能型波转入下一层漏能型面波,且此转折点与两介质间的界面埋深有密切的关系(一般为相应频率瑞雷波的半个波长),由此可依据实测频散曲线的“Z”字型拐折点来划分地下岩性变化的分界面(如图3-2)。
图3-2 不均匀介质中面波分布图(二)、应用条件1.勘察对象与周围介质存在明显的物性(速度)差异;2.勘察目标体尺寸,相对于埋藏深度应具有一定的规模;3.目标体的物性异常能从干扰背景中清晰分辨出来;4.场地条件满足开展面波勘察的要求;5.面波勘察方法满足任务的目的要求。
(三)、应用领域1.探查覆盖层厚度,划分松散地层沉积层序;2.探查基岩埋深和基岩面起伏形态,划分基岩的风化带;3.探测构造破碎带;4.探测地下隐埋物体、古墓遗迹、洞穴和采空区;5.探测地下非金属管道;6.探测滑坡体的滑坡带和滑坡面起伏形态;7.地基动力测试,地基加固效果检验、评价等。
(四)、仪器及技术参数:1.仪器:瑞典MK6地震仪2.测量参数:获取地下的面波信息,一般以多道波形记录的形式;3.利用参数:横波速度4.布置方式:剖面5.野外工作参数:检波器主频4.5Hz,偏移距4m,采样率500μs,采样道数46,道距1m,采样点4096,锤击做震源,关闭滤波档。
应视探测对象布置成测线或测网;多道接收时,测线宜呈直线布置;多道瞬态瑞雷波法宜采用向前滚动观测方式,滚动点距应满足横向分辨率要求;测点间距应根据探测任务和场地条件确定,每条测线上不得少于3 个测点。
(五)、技术指标:1.仪器动态范围不小于120dB,模数转换不小于16位。
2.放大器通道不少于12道,通频带低端不宜低于0.5Hz,各频点幅度差小于5%,相位一致。
3.应采用垂直检波器,采用线性道间距排列,道距应小于最小勘探深度所需波长的二分之一,排列长度应大于预期面波最大波长的一半。
4.勘探深度与激发震源、检波器频率、排列长度有关,在试验的基础上合理选取震源、检波器频率,注意野外检波器的埋置,仪器在全通状态。
0~15m勘探深度,宜选用大锤激发,0~30m选择落重激振,0~50m以上选择炸药激振。
三、微动法(一)、方法原理大地无时无刻不在震动,通过测量大地的三分量振动信号,来分析场地的固有周期,通过微动阵列测量,可以计算阵列中心地下的横波速度随深度的变化,而单台站测量可以分析H/V (垂直分量/水平分量)比值(见图3-3)特征频率、谱形态来推断大地的地质结构和振动状态。
当场地为单一土层时,三分量记录曲线的周期彼此相同或接近,场地只有一个卓越周期,当场地为多层且土层厚度较大、出现多个谱峰时,每个谱峰代表着该层与上覆层具有某种关系,这里满足公式H V S 4f ,其中:f 代表每一个H/V 比值,s V 代表上覆层的平均横波速度,H 代表上覆层的厚度。
图3-3 微动法H/V 比值谱(二)、应用条件1.勘察对象与周围介质存在明显的物性(波阻抗)差异;2.勘察目标体尺寸,相对于埋藏深度应具有一定的规模;3.目标体的物性异常能从干扰背景中清晰分辨出来;(三)、应用领域1.探查覆盖层厚度,划分松散地层沉积层序;2.探查基岩埋深和基岩面起伏形态,划分基岩的风化带;3.探测构造破碎带;4.探测地下隐埋物体、古墓遗迹、洞穴和采空区;5.地基动力测试,地基加固效果检验、评价等。