地震勘探基础及浅层折射反射波法共132页文档.ppt

第一章地震勘探的理论基础

地震勘探的主要内容、基本

原理、方法分类及其特点

概述

工程地震勘探的主要用途和特点;

弹性介质与地震波的形成

地震波的描述、类型及其传播特征

地震勘探的地质基础

概

述

一、地震勘探的主要内容

研究人工激发的地震波

在介质中的传播规律。

两个特征:

波的运动学特征(v、s、t)

波的动力学特征(波的成因、

振幅、频率和相位)

二、地震勘探的基本原理

将这些具有不同传播速度、路径、频率和

强度的波记录并分析,就可以间接推断出

有关岩层的性质、结构和几何位置等参数,

从而达到解决地质问题的目的。

人工震源激

发的地震波

不同岩层具有不同的波通过这些岩层的分界面时

弹性特征(速度密度)产生透射、反射和折射现象

以及纵波、横波和面波之分

三、地震勘探的方法分类及其特点

以波的传播特点分

折射波法下层介质波速要大于上层介质

反射波法

各层介质间应有明显的波阻抗(pV)差

透射波法异;可用于岩层厚度和层速度估算。

研究钻孔间或坑道中的直达波;可准确

测定层速度;计算岩、土动力学参数。

·以波的类型分纵波法、横波法、面波法」

不需上下层波阻抗差很大(10%);

浅层分辨率高。

四、工程地震勘探的特点

研究浅层地质情况(h200米),具有激发能量小、

勘查范围窄、布设网度密、勘探精度高的特点。

五、工程地震勘探的主要用途

1、工程地质调查

确定地质构造、基岩面深度;对第四系地层分层

(确定层厚、层速;确定地基的持力层;探测地层

中的低速带或软弱夹层;追索浅水面、空洞及掩

埋物等。

2、研究岩土状态及性质

测量纵、横波速;评价地基加固效果;测定岩土

密实度、孔隙度;判识饱和沙土层的液化程度

3、工程质量检测检测道路、混凝士构件和堤坝质量

调查滑坡体的厚度、结构;

4、环境地质灾害调查/隐伏岩溶塌陷范围;

采空区及影响范围。

工程地震安全性评价测定场地卓越周期

场地地震响应分析;

地震小区划。

§1弹性介质与地震波

一、

形变与弹性介质

固体介质在外力作用下,

形变的定义其形状或大小发生的变化

弹性的定义固体介质的形变随外力的

去除而消失这一性质。

弹性介质具有弹性的介质。

c塑性和

大部分岩土介质在外力作用下即可以显示

塑性介质出弹性,也可能显示出塑性;这取决于介

质的物理性质、外力的大小及其作用时间

的长短。

二、应力、应变与弹性参数

内应力介质内部产生的一种反抗形变的内力

应力作用在单位面积上的内应力(P=F/s)

应变介质受应力的作用,其大

线应变△L几L

体应变△V

小和形状的相对改变量;切应变△L

弹性参数

杨氏模量(拉伸)(Pa)/E=/s

F

→F

△L/L

L+△L

应力与纵向应变之比;介质越硬越大。F

体变模量(压缩)(P)流体静压力

△

K

切变模量(剪切)(Pa)

FSFS剪切应力与

切变角之比;

△L/

液体μ0。

泊松比

Δd/d横、纵向应变之比

△LL在0.05~0.45;

越硬越小,液体为0.5。

·拉梅系数(Pa)

PxPx~横向拉应力

△L

·互换关系

E(3+2)

2

入+p

2(4m2

三、振动与地震波

1、弹性振动在应力和惯性力的作用下,质点

围绕原平衡位置发生的振动。

2、弹性波质点以弹性振动的形式在介

质中的传播所形成的波动。

3、地震波的形成

激振~围绕爆破点产生非线性形变带;

向外延伸~压强下降→形成弹性形变带

弹性振动形成弹性波~初始地震子波;

地震波

地震子波在介质中沿射线传播→地震波。