面波的频散特征和地层分层
四、面波频散特征和地层结构
面波沿地表传播波速的频散现象，反映了与其波长相应的深度范围内的地层弹性分布。地层的弹性参数分布越不均匀，面波频散的表现也越复杂。对于横向均匀的分层地层，面波表现出可以区分和识别的频散特征，从而划分出不同的地层弹性分层类型。
面波频散数据的图示方式
面波的频散规律可以表示为频率(F)和相速度(Vc)二维座标图形中的一系列数据点，也可以由频率和相速度换算出该频率的波长(L=Vc/F)，将频散数据表示在以半波长(L/2)和相速度(Vc)为座标轴的二维图形中。
下面用同一地层模型正演的频散数据，显示在两种数据座标图形中供比较。
左图是此组面波频散数
据在频率(F)/相速度
(Vc)座标中的图形。横
座标是频率轴，纵座
标是相速度轴。各个模
态的正演频散数据表示
为绿色曲线，由基阶
向高阶绿色调逐阶变
亮。
这是频散数据最基本的图示方式，可以表现出相速度随频率变化的趋势。
左图是同一组面波频散数据在半波长
(L/2)/相速度(Vc)座标中的图形。
横座标是相速度轴，纵座标是半波长
轴。基阶频散数据表示为其中的兰色
点，各个模态的正演频散数据表示
为绿色曲线，由基阶向高阶绿色调逐
阶变亮。
如果需要显示此组频散数据代表的地
层参数，就可以把横座标作为剪切波
速 (Vs)轴，纵坐标当作深度(Z)轴，
用同样的比例尺作出地层剪切波速断面作对比。由于面波由地表向下的波动影响深度和它的半波长关系密切，利用这种对比显示，往往可以找出地层断面在频散数据中反映出的特征。当然如此对比绝不是意味着半波长就是深度，或者相速度就等于剪切波速。
这种频散数据显示方式，可以由频散数据预先估计地层波速断面的轮廓，并且在反演后和地层参数直观的对比。
此外，如果将频散数据换算成相应的频率和波数(K = F/Vc)，还可以在频率波数谱图中，标出各个模态频散数据在能量谱中的座标位置，比较各模态在不同频段的相对能量。
按面波频散特征划分地层结构类型
面波的频散现象反映了地层沿深度弹性波速的差异。在横向稳定的弹性分层地层上，面波的频散包含可以区分的多个模态，表现出各自的特征，反映在以下三个方面：
1.各模态面波的相速度随频率的变化规律。
2.各模态面波所传播弹性能量的相对比重。
3.各模态面波的振幅沿地表传播的变化规律。
这些特征的具体表现完全取决于当地地层分层的弹性参数。按照频散模态特征的不同，可以划分出三种地层分层结构类型：
A.波速由表层向底层逐层增高。
B.底层波速最高，中部含低速层。
C.高波速表层复盖下部低速地层。
在这些类型的地层上激发的面波，具有不同的模态特征，分别用实例说明如下。
A.波速由表层向底层逐层增高
将这种地层上取得的面波地震记录，在频率波数域提取基阶频散数据，经过反演得到地层断面，再由此地层参数正演出多阶频散数据。此外，还采用相邻道作互相关求振幅相位谱的方法，经相位校正，得出主频率区段各相邻道间(相当于不同传播距离)的相速度数据。显示在下面的各个图中：
左图为此面波地震记录的处理反演结
果。图中的红色折线为用基阶频散
数据(蓝色点)反演得到的地层断面，
具有逐层增高的剪切波速(Vs)。绿色
的多条曲线为按此地层波速断面正
演得到的各个模态的面波频散数据，
由基阶向高阶绿色调逐阶增亮。
左图为此面波地震记录的频率波数谱图。其上还以白色的粗线显示正演的基阶频散曲线，灰色的粗线显出三组正演的高阶频散曲线。
可以看出，基阶频散曲线通过谱图中最强而连续的能量峰脊，而高阶频散曲线经过的谱区显示的谱能量均很弱。面波传播的能量基本包含在基阶模态中是这种地层的特点。
左图为此面波地震记录的时间距离域波形
图。其上显著的几条不同视速度波形同相
轴逐渐展开，看不出明显的互相干涉消长现
象。
左图为此面波地震记录
用邻道互相关相位法求
得的一组频散数据曲线
图。不同色调显示距震
源不同距离的各相邻道
间的频散数据曲线。为
减少曲线间的重合，将
相速度(Vc)刻度轴的零
点逐个右移，以相应的
色调显示在图框的上边，曲线代表的面波传播距离(X)区间数值显示在其右。
这些曲线总体上都反映了基阶频散曲线的基本形态。距震源远的曲线趋向于反映更大波长(对应更大深度)的数据。这些曲线都包含了比基阶频散曲线更多的曲折，说明两道间互相关相位法敏感地反映了高阶面波的微弱能量。
B.底层波速最高，中部含低速层
将这种地层上取得的面波地震记录，也作了如同上述A型地层记录同样的处理。同时，还将频率波数谱上圈出的基阶能量峰，单另作二维反变换成时间距离域的数据，组成另一个只含基阶面波的地震记录。对它也用相邻道互相关相位谱法，得出主频率区段各相邻道间的相速度数据，以供和全模态的面波数据对比。
左图为此面波地震记
录的处理反演结果。
图中的红色折线为用
基阶频散数据(蓝色
点)反演得到的地层断
面，具有高波速的底
层和低波速的中间
层。绿色的多条曲线
为按此地层波速断面
正演得到的各个模态的面波频散数据，由基阶向高阶绿色调逐阶增亮。
左图为此面波地震记录的频率
波数谱图。其上还以白色的粗
线显示正演的基阶频散曲
线，灰色的粗线显出三组正演
的高阶频散曲线。
可以看出，基阶频散曲线通过
谱图中强弱起伏但基本连续的
能量峰脊，而高阶频散曲线
经过的谱区显示的谱能量并不都很弱，局部甚至有很强的能量峰。面波传播的能量在某个频率段，明显的出现在高阶模态中是这种地层的特点。低速夹层中在一定频率段形成高速波导，是产生强高阶模态面波的原因。
左图为原始面波地震记录的时间距
离域波形图。其上显著分布着两组
不同视速度的同相轴。上部视速度
较高也较强的一组应该是高阶的面
波，其下部低速也较弱的波形应属
于基阶面波的表现，两者之间出现
明显的干涉消长现象。
左图为原始面波地震记录经过频率
波数变换，圈出的基阶能量峰作反
变换，得到仅含基阶面波的新记录
的波形图。和原始记录的波形图比
较，此图上仅剩下方的一组较低视
速度的同相轴。
左图为原始面波地震记录用邻道互相关相位法求得的一组频散数据曲线图。不同色调显示距震源不同距离的各相邻道间的频散数据曲线。为减少曲线间的重合，将相速度(Vc)刻度轴的零点逐个右移，以相应的色调显示在图框的上边，曲线代表的面波传播距离(X)区间数值显示在其右。
图中几乎每个距离的频散曲线的相速度，都出现剧烈的起伏跳跃。从这些曲线中，看不出频散数据随传播距离变化的趋势，也很难找出它们和地层波速断面之间的关联。估计是由于每道地震记录数据都叠加有多个模态面波的振动，两道互相关相位法在相位校正中容易出现多解的困惑，即使综合处理不同距离的多个两道数据，估计也难于取得稳定的结果。
左图为仅含基阶面波的
新记录用邻道互相关相
位法求得的一组频散数
据曲线图。
和原始记录作同样处理
得到的前图相比，可以
明显的看出频散数据随
传播距离变化的趋势。
和A型地层的实例结果
一样，随传播距离的增加，频散曲线也有反映更大的波长(对应于更大的深度)的趋势，但是不象A型地层实例那样简单线性。
C.高波速表层复盖下部低速地层
采用的实例为厚层混凝土覆盖地基上作的小道距(0.5m)高采样率
(0.03125ms) 地震记录。在频率波数谱中不仅拾取了基阶面波的频散数据，而且沿其平缓的峰脊向高频段的延伸，不分模态地拾取了相速度数据。同时也用相邻道互相关相位谱方法，求出沿面波传播距离增大的一组相速度数据，显示在下面的图中：
左图为此实例的地震记录波形图。可以看到长周期面波的波形同相轴，在近激发点的道数据上，还显出叠加上的高频振动，向远道很快衰减。
左图为频率波数谱的上端部分。其最上端应
是基阶面波的能量峰，向下陆续出现几个可
分辨的高阶面波能量峰，再向下就是一条平
缓的连续能量峰，一直延伸出显示的图框，
直至高频段(约2000Hz)。白色的点线显示拾
取的相速度数据反映在频率波数谱中的位
置，也表示出拾取时选择的路径。
左图为用上述跨模态拾取方法得到的频散数据曲线。其下方长波长的数据点，应属基阶模态面波的相速度，基本反映了高速覆盖层下土层的波速特征。其上向短波长方向急剧增大的相速度点，则统属于各个高阶面波的来源，应该是高速覆盖层的弹性波动响应。
可以看出，对于高速覆盖型的地层，应该利用多模态的面波频散数据来研究地层断面。按上面图示拾取的跨面波模态频散数据，只是轮廓地反映了地层波速断面，而定量的分层波速参数，还需要采用多模态频散数据的反演方法才能得到。
左图为此实例的地震记
录用邻道互相关相位法
求得的一组频散数据曲
线图。不同色调显示距
震源不同距离的各相邻
道间的频散数据曲线。
为减少曲线间的重合，
将相速度(Vc)刻度轴的
零点逐个右移，以相应
的色调显示在图框的上边，曲线代表的面波传播距离(X)区间数值显示在其右。
图中的这组曲线明确的反映出，随离激发点距离的增大频散数据反映各个模态情况的变化。只有在小距离的频散曲线上，才能反映地层顶部存在高速的覆盖层。
不同地层结构的面波频散特征和测深方法
由以上三个代表不同地层弹性分层结构的面波数据实例，可以归结出它们频散特征的差别。目前所用的多道面波测深方法(在频率波数域拾取基阶频散数据，再用传输矩阵法作分层反演)对不同地层类型的适用性也是有差别的。
A.波速由表层向底层逐层增高。
?在时间距离域各道面波波形随距离增大而平缓衰减，不见明显的高阶模态面波(高视速度)干涉现象。
?频率波数谱的主要能量都集中在基阶面波的峰形中。
?随离震源的距离增大，面波能量中长波长(反映更大深度)的比重也增大。
目前的多道面波测深方法完全可以适应这种地层分层结构类型，时
距窗口的设置和基阶模态数据的提取都比较容易得到稳定的结果。
B.底层波速最高，中部含低速层。
?在时间距离域各道面波波形随距离增大出现明显的高阶模态面波(高视速度) 干涉现象。
?频率波数谱的主要能量并不都集中在基阶面波的峰形中，在一些频率波数区域会出现很强的高阶模态面波能量峰。
?随离震源的距离增大，长波长(反映更大深度)面波的能量比重增大，但同时高阶面波的干涉影响也增强。
目前的多道面波测深方法可以适应这种地层分层结构类型，但必须
更多地考虑到减少高阶面波能量对提取基阶频散数据的影响，包
括：
4.在时间距离域采用更适应于突出基阶模态面波的时距窗口。
5.在采集时使用更多的记录道，提高频率波数谱的分辨能力。
对于此种地层结构，如果采集的通道太少，频率波数谱的分辨率太低，或者企图用时距窗口切除高阶面波的影响，往往在提取基阶频散数据时不容易得到稳定的结果。
C.高波速表层复盖下部低速地层。
?在时间距离域各道面波低视速度长周期的波形上叠加着随距离增大而衰减的短周期波形。
?频率波数谱的基阶面波峰形仅出现在小波数(大波长)的区域，往大波数(短波长)范围出现密集到连续不可分的高阶模
态能量峰。
?随离震源的距离增大，反映高波速盖层的高阶频散面波急剧衰减。
目前的多道面波测深方法不完全能适应这种地层分层结构类型，也就是：
3.基阶模态面波的频散数据只能反映覆盖层以下的地层波速。
4.反映高波速盖层参数的数据应该取自高阶模态的频散数据。
对于这种高速层覆盖的地层结构，只有综合利用基阶和高阶模态的频散数据，才能全面地反映地层分层断面的波速参数，而定量的分层反演还需要运用其他的多模态反演方法。
面波的频散特征和地层分层
四、面波频散特征和地层结构 面波沿地表传播波速的频散现象，反映了与其波长相应的深度范围内的地层弹性分布。地层的弹性参数分布越不均匀，面波频散的表现也越复杂。对于横向均匀的分层地层，面波表现出可以区分和识别的频散特征，从而划分出不同的地层弹性分层类型。 面波频散数据的图示方式 面波的频散规律可以表示为频率(F)和相速度(Vc)二维座标图形中的一系列数据点，也可以由频率和相速度换算出该频率的波长(L=Vc/F)，将频散数据表示在以半波长(L/2)和相速度(Vc)为座标轴的二维图形中。 下面用同一地层模型正演的频散数据，显示在两种数据座标图形中供比较。 左图是此组面波频散数 据在频率(F)/相速度 (Vc)座标中的图形。横 座标是频率轴，纵座 标是相速度轴。各个模 态的正演频散数据表示 为绿色曲线，由基阶 向高阶绿色调逐阶变 亮。 这是频散数据最基本的图示方式，可以表现出相速度随频率变化的趋势。 左图是同一组面波频散数据在半波长 (L/2)/相速度(Vc)座标中的图形。 横座标是相速度轴，纵座标是半波长 轴。基阶频散数据表示为其中的兰色 点，各个模态的正演频散数据表示 为绿色曲线，由基阶向高阶绿色调逐 阶变亮。 如果需要显示此组频散数据代表的地 层参数，就可以把横座标作为剪切波 速 (Vs)轴，纵坐标当作深度(Z)轴，
用同样的比例尺作出地层剪切波速断面作对比。由于面波由地表向下的波动影响深度和它的半波长关系密切，利用这种对比显示，往往可以找出地层断面在频散数据中反映出的特征。当然如此对比绝不是意味着半波长就是深度，或者相速度就等于剪切波速。 这种频散数据显示方式，可以由频散数据预先估计地层波速断面的轮廓，并且在反演后和地层参数直观的对比。 此外，如果将频散数据换算成相应的频率和波数(K = F/Vc)，还可以在频率波数谱图中，标出各个模态频散数据在能量谱中的座标位置，比较各模态在不同频段的相对能量。 按面波频散特征划分地层结构类型 面波的频散现象反映了地层沿深度弹性波速的差异。在横向稳定的弹性分层地层上，面波的频散包含可以区分的多个模态，表现出各自的特征，反映在以下三个方面： 1.各模态面波的相速度随频率的变化规律。 2.各模态面波所传播弹性能量的相对比重。 3.各模态面波的振幅沿地表传播的变化规律。 这些特征的具体表现完全取决于当地地层分层的弹性参数。按照频散模态特征的不同，可以划分出三种地层分层结构类型： A.波速由表层向底层逐层增高。 B.底层波速最高，中部含低速层。 C.高波速表层复盖下部低速地层。 在这些类型的地层上激发的面波，具有不同的模态特征，分别用实例说明如下。 A.波速由表层向底层逐层增高 将这种地层上取得的面波地震记录，在频率波数域提取基阶频散数据，经过反演得到地层断面，再由此地层参数正演出多阶频散数据。此外，还采用相邻道作互相关求振幅相位谱的方法，经相位校正，得出主频率区段各相邻道间(相当于不同传播距离)的相速度数据。显示在下面的各个图中：
面波的频散特征和地层分层
四、面波频散特征和地层结构 面波沿地表传播波速的频散现象，反映了与其波长相应的深度范围内的地层 弹性分布。地层的弹性参数分布越不均匀，面波频散的表现也越复杂。对于横 向均匀的分层地层，面波表现出可以区分和识别的频散特征，从而划分出不同的 地层弹性分层类型。 面波频散数据的图示方式 面波的频散规律可以表示为频率(F)和相速度(Vc)二维座标图形中的一系列 数据点，也可以由频率和相速度换算出该频率的波长(L=Vc/F)，将频散数据表 示在以半波长(L/2)和相速度(Vc)为座标轴的二维图形中。 下面用同一地层模型正演的频散数据，显示在两种数据座标图形中供比较。 左图是此组面波频散数据在频率(F)/相速度(Vc)座标中的图形。横座标 是频率轴，纵座标是相速度轴。各个模 态的正演频散数据表示为绿色曲线，由 基阶向高阶绿色调逐阶变亮。 这是频散数据最基本的 图示方式，可以表现出相速度随频率变化的趋势。 左图是同一组面波频散数据在半波长(L/2)/相速度(Vc)座标中的图形。 横座标是相速度轴，纵座标是半波长轴。基阶频散数据表示为其中的兰色点， 各个模态的正演频散数据表示为绿色曲线，由基阶向高阶绿色调逐阶变亮。 如果需要显示此组频散数据代表的地层参数，就可以把横座标作为剪切波速 (Vs)轴，纵坐标当作深度(Z)轴，
用同样的比例尺作出地层剪切波速断面作对比。由于面波由地表向下的波动影响深度和它的半波长关系密切，利用这种对比显示，往往可以找出地层断面在频散数据中反映出的特征。当然如此对比绝不是意味着半波长就是深度，或者相速度就等于剪切波速。 这种频散数据显示方式，可以由频散数据预先估计地层波速断面的轮廓，并且在反演后和地层参数直观的对比。 此外，如果将频散数据换算成相应的频率和波数(K = F/Vc)，还可以在频率波数谱图中，标出各个模态频散数据在能量谱中的座标位置，比较各模态在不同频段的相对能量。 按面波频散特征划分地层结构类型 面波的频散现象反映了地层沿深度弹性波速的差异。在横向稳定的弹性分层地层上，面波的频散包含可以区分的多个模态，表现出各自的特征，反映在以下三个方面： 1.各模态面波的相速度随频率的变化规律。 2.各模态面波所传播弹性能量的相对比重。 3.各模态面波的振幅沿地表传播的变化规律。 这些特征的具体表现完全取决于当地地层分层的弹性参数。按照频散模态特征的不同，可以划分出三种地层分层结构类型： A.波速由表层向底层逐层增高。 B.底层波速最高，中部含低速层。 C.高波速表层复盖下部低速地层。 在这些类型的地层上激发的面波，具有不同的模态特征，分别用实例说明如下。 A.波速由表层向底层逐层增高 将这种地层上取得的面波地震记录，在频率波数域提取基阶频散数据，经过反演得到地层断面，再由此地层参数正演出多阶频散数据。此外，还采用相邻道作互相关求振幅相位谱的方法，经相位校正，得出主频率区段各相邻道间(相当于不同传播距离)的相速度数据。显示在下面的各个图中：
地层分层
me）： 1第四系全新统填土层（Q 4 1：填筑土 1-1：素填土 1-2：杂填土 pd 2第四系全新统种植土层Q 4 2：种植土 al+pl）: 3 第四系全新统冲洪积层（Q 4 3-1 ：淤泥、淤泥质土，流塑。（柱状图内应分层，层号相同，下同）3-2 ：黏性土（粉质黏土、黏土） 3-2-1：软塑 3-2-2：可塑 3-2-3：硬塑 3-3：粉土 3-3-1：松散 3-3-2：稍密 3-3-3：中密 3-4：粉、细砂 3-4-1：松散 3-4-2：稍密 3-4-3：中密 3-5：中砂 3-5-1：松散 3-5-2：稍密 3-5-3：中密 3-6：粗、砾砂 3-6-1：松散 3-6-2：稍密 3-6-3：中密 3-7: 圆砾 3-7-1：稍密 3-7-2：中密 3-7-3：密实 3-8: 卵石 3-8-1：稍密
3-8-2：中密 3-8-3：密实 dl 4 坡积层：Q 4 4-1黏性土（粉质黏土、黏土） 4-1-1 ：可塑 4-1-2 ：硬塑 4-1-3 ：坚硬 4-2碎石土： 4-2-1：松散 4-2-1：稍密 4-2-1：中密 el 5 残积层 Q 4 5-1黏性土（由沉积岩残积而成的粉质黏土、黏土）5-1-1 ：可塑 5-1-2 ：硬塑 5-2玄武岩残积土： 5-2-1：可塑 5-2-2：硬塑 5-3砂（砾）质粘性土（由花岗岩残积而成） 5-3-1：可塑 5-3-2：硬塑 6下第三系丹霞群（Edn） 6-1：全风化岩 6-2：强风化岩 6-3：中风化岩 6-4：微风化岩 次亚层编号：-1：粉砂质泥岩 -2：泥质粉砂岩 -3：粉、细砂岩 -4：中、粗砂岩 -5：含砾砂岩（不再定名砂砾岩） -6：砾岩 7侏罗系上统高基坪群（J3gj） 7-1：全风化岩 7-2：强风化岩 7-3：中风化岩 7-4：微风化岩
面波勘探技术分析
面波勘探技术分析 近年来，由于地震的频繁发生，对浅层地球物理勘探技术有了更高的要求，面波勘探技术就是在此情况下应运而生的新的勘探技术，其以简便、快速、高分辨率等特点而在许多领域得以应用，并取得了很好的效果。本文对面波勘探技术进行了具体的介绍，同时分析了面波勘探技术在野外方法，以及面波勘探技术在工程及应用过程中存在的问题进行了具体的阐述。 标签：面波；勘探；瞬态法 1 概述 随着近几年对浅层地震研究的深入，面波勘探随之发展起来，成为国内外在勘探浅层地震中普遍采取的一种方法。在面波中有瑞利波（R波）和拉夫波（L 波）之分，在进行面波勘探时通常称为R波，因其在同组波组中具有较强的能量、同时振幅也高于其他波，频率也处于最低点，在测量时很容易识别。 同时面波勘探技术对于面波还有另外一种分法，稳态法、瞬态法和无源法，这种分类法主要是根据产生面波的震源不同进行分类的，但其在测试时的原理是一样的。 2 面波勘探技术 面波是一种特殊的地震波，它与地震勘探中常用的纵波（P波）和横波（S 波）不同，它是一种地滚波。在各向均匀半无限空间弹性介质表面上，当一个圆形基础上下运动时，由它产生的弹性波入射能量的分配率已由Miller（1955年）出来，即P波占7%、S波占26%、R波占67%，亦就是说，R波的能量占全部激振能量的2/3，因此利用R波作为勘探方法，其信噪比会大大提高。 综合分析表明R波具有如下特点： （1）在地震波形记录中振幅和波组周期最大，频率最小，能量最强。 （2）在不均匀介质中R波相速度（VR）具有频散特性，此点是面波勘探的理论基础。 （3）由P波初至到R波初至之间的1/3处为S波组初至，且VR与VS具有很好的相关性，其相关式为： VR=VS·（0.87+1.12μ）/（1+μ）；式中：μ为泊松比； 此关系奠定了R波在测定岩土体物理力学参数中的应用。
面波
面波勘探是近年发展起来的一种新的浅层地球物理勘探方法，具有简便、快速、经济、分辨率高、成果直观、适用场地小等优点，已在许多领域得到应用，并取得了良好的应用效果。文章介绍了面波勘探技术的发展概况、探测原理、主要特点及其野外测试方法，对其应用范围及目前存在的问题作了说明，并给出一个应用实例。 关键词：瑞利面波地震勘探瞬态法频散曲线 1 前言 面波勘探，也称弹性波频率测深，是国内外近几年发展起来的一种新的浅层地震勘探方法。面波分为瑞利波（R波）和拉夫波（L波），而R波在振动波组中能量最强、振幅最大、频率最低，容易识别也易于测量，所以面波勘探一般是指瑞利面波勘探。 人们根据激振震源的不同，又把面波勘探分为①稳态法、②瞬态法、③无源法。它们的测试原理是相同的，只是产生面波的震源不同罢了。 1938年德国土力学协会首次尝试用稳态振动来检测岩土的各种弹性力学参数。1960年美国密西西比陆军工程队水陆试验所开始开发类似的技术方法，但由于当时技术条件的限制，均未获得成功。70年代初美国F·K·Chang等人利用瞬态激振产生的瑞利波来研究浅部地质问题，并于1973年在第42届国际地球物理勘探年会上发表了“Rayleigh Wave Dispersion Technique for Rapid Subsurface Explorati on”（瞬态面波在浅层勘探中的应用）论文，报道了有关的研究成果。在稳态方面，直到80年代初，日本的VIC株式会社经过多年的研究试制，推出了GR－810佐藤式全自动地下勘探机，才使该项物探技术在浅层工程勘察工作中得以应用。通过几年的实践和初步研究，R波在岩土工程勘察中的应用大致分为以下几个方面： ⑴查明工程区地下介质速度结构并进行地层划分； ⑵对岩土体的物理力学参数进行原位测试； ⑶工业与民用建筑的地基基础勘察； ⑷地下管道及埋藏物的探测； ⑸地下空洞、岩溶、古墓及废弃矿井的埋深、范围等探测； ⑹软土地基加固处理效果评价及饱和砂土层的液化判别； ⑺公路、机场跑道质量的无损检测； ⑻江河、水库大坝（堤）中软弱夹层的探测和加固效果评价等； ⑼场地土类别划分及滑坡调查等；
面波勘探技术分析
面波勘探技术分析 摘要：面波勘探是近年起来的一种新的浅层地球物理勘探，具有简便、快速、分辨率高、成果直观、适用场地小等优点，已在许多领域得到，并取得了良好的应用效果。文章介绍了面波勘探技术的发展概况、探测原理、主要特点及其野外测试方法，对其应用范围及存在的作了说明，并给出一个应用实例。 主题词：面波勘探瞬态法 一、概述 面波勘探，也称弹性波频率测深，是国内外近几年发展起来的一种新的浅层地震勘探方法。面波分为瑞利波（R波）和拉夫波（L波），而R波在振动波组中能量最强、振幅最大、频率最低，容易识别也易于测量，所以面波勘探一般是指瑞利面波勘探。 人们根据激振震源的不同，又把面波勘探分为①稳态法、
②瞬态法、③无源法。它们的测试原理是相同的，只是产生面波的震源不同罢了。 二、面波勘探技术 面波是一种特殊的地震波，它与地震勘探中常用的纵波（P波）和横波（S波）不同，它是一种地滚波。 在各向均匀半无限空间弹性介质表面上，当一个圆形基础上下运动时，由它产生的弹性波入射能量的分配率已由Miller（1955年）出来，即P波占7%、S波占26%、R波占67%，亦就是说，R波的能量占全部激振能量的2/3，因此利用R波作为勘探方法，其信噪比会大大提高。 综合分析表明R波具有如下特点： ⑴在地震波形记录中振幅和波组周期最大，频率最小，能量最强； ⑵在不均匀介质中R波相速度（VR）具有频散特性，此点是面波勘探的理论基础；
⑶由P波初至到R波初至之间的1/3处为S波组初至，且VR与VS具有很好的相关性，其相关式为： VR=VS·（0.87+1.12μ）/（1+μ）；式中：μ为泊松比； 此关系奠定了R波在测定岩土体物理力学参数中的应用； ⑷R波在多道接受中具有很好的直线性，即一致的波震同相轴； ⑸质点运动轨迹为逆转椭圆，且在垂直平面内运动； ⑹R波是沿地表传播的，且其能量主要集中在距地表一个波长（λR）尺度范围内。 依据上述特性，通过测定不同频率的面波速度VR，即可了解地下地质构造的有关性质并计算相应地层的动力学特征参数，达到岩土工程勘察之目的。 三、野外工作方法
纵波速度参数对面波频散特征的影响
纵波速度参数对面波频散特征的影响 瑞雷波勘探技术是一种兴起时间不长的地球物理勘探方法。与其他地震波勘探方法相比，具有工作条件简单、不受波反射因素的影响以及浅层分辨率高等优势。目前已被广泛应用于工程地质界。论文针对目前瑞雷波反演方法中存在的诸如反演参数单一、反演参数设置不合理等不足，通过正演软件进行数值模拟，重点研究了分层介质中各层纵波速度对瑞雷波频散曲线的影响。为实现瑞雷波多参数的反演提供基础资料。 标签：瑞雷波频散曲线；正演计算；正演参数 1 概述 面波，在地球物理勘探中我们通常称之为地滚波，反射波记录下来的大多数都是瑞雷波[1]。瑞雷波在多层介质中所产生的相速度随频率变化的现象被称为瑞雷波的频散[2]。而频散曲线正是瑞雷波勘探获得的直接成果。瑞雷波勘探技术作为一种新兴的地球物理勘探方法，以其特有的优势被广泛应用于工程地质勘察、复合地基检测等领域。但是在实际应用过程中也暴露了许多问题，这些问题主要体现在如下几个方面：①瑞雷波的反演方法较多，但是这些方法均建立在一维模型基础上，与被探测的三维目标体存在较大的差异。因此如何实现瑞雷波的二维反演甚至是三维全空间反演是目前瑞雷波研究的重点内容。②目前的面波数据处理采用的是基阶面波，而高阶面波的应用将会大大改善目前的勘探精度和勘探效果。因此如何提取高阶面波，以提高勘探精度特别是软弱夹层的勘探能力，是摆在面波数据处理方面的一个难题。③瑞雷波解释成果存在较大的多解性，特别是解释结果随着道间距、偏移距以及采集通道数出现较大的差别，这也是目前瑞雷波勘探所面临的迫切需要解决的技术问题。 针对上述问题，本论文利用瑞雷波正演计算程序，采用数值模拟的方法研究层状分布的岩土体的纵波速度对岩土体中瑞雷波频散曲线的影响规律。为进一步优化瑞雷波正演算法提供基礎资料。 2 基本原理 Knopoff快速计算法计算的是角速度为ω，相速度为VR的地震波在几个水平、均匀介质组成的层状空间中的传播问题[3]。我们知道应力与位移的关系式为： δm=ρm（γm-1）cosPmAm-iρm（γm-1） sinPmβm+ρmγmγβmcosQmCm-iρmγβmsinQmDm τm=iρmγmγαmsinPmAm-ρmγmγαmcosPmBm-iρm（γm-1）sinQmCm+ρm （γm-1）cosQmDm（1）
面波法勘探在工程勘察中的应用
面波法勘探在工程勘察中的 应用 本页仅作为文档页封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March
面波法勘探在工程勘察中的应用 摘要 在近地表勘探工作中，常用的方法有地质钻探、地震折射和反射 等方法。地质钻探方法比较可靠，但是成本高，且具有破损性；地 震折射方法和反射方法对于波阻抗差异较小的地质体界面反映较 弱，不容易分辨，特别折射波法要求下层介质的速度一定要大于上 层介质的速度，如果地层存在低速夹层和速度倒转，则折射法将无 能为力。瑞雷面波勘探法是一种新型的地震勘探方法，能够弥补传 统方法的不足。本文就是研究如何利用瑞雷面波的频散特性进行浅 层地质勘探检测。 引言 (1) 第一章地震面波简介 (2) 第二章瑞利波勘察原理及现场工作方法 (3) 瑞利波勘察原理 (3) 多道瞬态面波数据采集方法 (4) 第三章瑞利波资料整理与解释 (6) 面波频散曲线的深度解释 (6) 层厚度的计算方法 (6) 层速度的计算方法 (7) 第四章工程实例 (9) 工程概述 (9) 数据采集和处理 (9)
底层划分及滑动面确定 (11) 第五章结论 (15) 致谢 (16) 参考文献 (17)
引言 面波勘探，也称弹性波频率测深，是国内外近几年发展起来的一种新的浅层地震勘探方法。面波分为瑞利波（R波）和拉夫波（L波），而R波在振动波组中能量最强、振幅最大、频率最低，集中于自由表面，容易识别也易于测量，所以面波勘探一般是指瑞利面波勘探。 人们根据激振震源的不同，又把面波勘探分为①稳态法、②瞬态法、③无源法。它们的测试原理是相同的，只是产生面波的震源不同罢了。 1938年德国土力学协会首次尝试用稳态振动来检测岩土的各种弹性力学参数。1960年美国密西西比陆军工程队水陆试验所开始开发类似的技术方法，但由于当时技术条件的限制，均未获得成功。70年代初美国利用瞬态激振产生的瑞利波来研究浅部地质问题，并于1973年在第42届国际地球物理勘探年会上发表了“Rayleigh Wave Dispersion Technique for Rapid Subsurface Exploration”（瞬态面波在浅层勘探中的应用）论文，报道了有关的研究成果。在稳态方面，直到80年代初，日本的VIC株式会社经过多年的研究试制，推出了GR－810佐藤式全自动地下勘探机，才使该项物探技术在浅层工程勘察工作中得以应用。上个世纪九十年代中期，日本科学家在研究常时微动的过程中发现，常时微动是一种震源（包含面波在内）并初步完成了地基勘察。这是一项具有很大潜力的面波勘探方法。
钻孔地质小结
ZK1801地质小结 一、目的任务 该钻孔按设计要求布设在穆呼锰矿区18号勘探线上，设计方位343°，顷角80°，设计孔深300米通过施工ZK1801，对Ⅰ、Ⅱ、V、Ⅶ号锰矿(化)带深部矿(化)体进行控制；经过施工，了解并控制了该孔孔内矿(化)体的深部变化情况及水文地质特征，达到地质目的。 一、完成工作量 该孔于2018年了月20日正式开孔，于7月29日终孔，终于孔深为272.4米、采集样品共37件，其中化学祥32件，编号为182HX81 ZK1801-1～32；另外采取薄片3件，编号为182182Bb ZK1801-1～3；光片1件，编号为182g81 ZK1801-1；小体重1件，编号为182XT81 ZK1801-1. 三、取得成果与认识 通过对钻探的编录，基本了解了矿区地层、矿体形态、分布规律、构造矿体延伸情况、与矿化改变带及其围岩之间的关系， ZK1801中见2层锰矿体，2层锰矿化体，完成272.4米，其中锰矿体累计视厚度2.69米，品位16.7～37.2×10-2。锰矿化体累计视厚度3.92米，品位2.3～4.2×10-2 各锰矿(化)体具体分述如下： ①第1层灰黑色锰矿石(V3号锰矿体)见矿孔深在13.6-15.34米，视厚度1.74米，锰矿化较强，其它主要矿化有黄铁矿化、碳酸盐化，品位18.6-37.2×10-2。 ②第2层灰黑色薄层状含锰矿化泥晶灰岩，孔深在38.87-39.80米，视厚度0.93米，矿化较弱，品位2.3-4.2 ×10-2左右。 ②第3层灰黑色锰矿石(下1号锰矿体)见矿孔深在39.80-40.75米，视厚度0.95米，锰矿化较强，见黄铁矿颗粒，零星分布，品位16. 7-26. 8×10-2. ④第4层锰灰黑色薄层状含锰矿化泥晶灰岩，孔深在40.75-43.74米，视厚度2.99米，品位 2.4- 3.1×10-2。 总体来看，该孔仅见V号锰矿体，但控制较浅，说明矿体向西延伸，矿体品位较高，致密坚硬。 四、质量评述 （一)钻探工程质量 钻探工程严格按设计及钻探操作规程执行： 1、岩石采取率为96.03%，矿心采取率为85.5%，达到设计要求。 2、共进行了6次孔深校正，终孔校正孔深误差为+0.15米，在允许误差之内，达到设计及规范要求。 3、弯曲度一共测量了7次，均按设计要求毎钻进50米测量一次，并对矿(化)体顶底板进行加测，钻孔孔斜均在允许误差之内，毎100米天顶角未超过3°，方位角未超过5°。测斜仪器为光纤陀螺测斜仪CX-6D,达到设计要求。 4、简易水文观测均按要求进行，测定并记录了提钻后和下钻前 的水位，测定了每一回次的冲洗液消耗量，详细记录了涌水及岩石破碎、坍塌、掉块的部位终孔后进行了静止水位观测，观测时间为48小时，每小时观测一次，达到地质勘探规范及设计要求。 5、班报表等原始记录均按钻探操作规程执行，做到了岩心牌、原始钻进班报表、记录等清晰整洁，对岩心均按顺序摆放，对岩心进行了及时的清洗并编号，均达到设计要求。 6、封孔时用水泥全孔封闭，封孔材料、用量及配方均按设计要求执行，达到钻探要求。（二）钻孔地质编录 钻孔地质编录均按地质编录规范标准执行，达到要求。 1、编录前先进行了钻探班报表、岩矿心、回次牌的检查等工作。
面波频散反演地下层状结构的蚁群算法
第34卷第4期物 探 与 化 探Vo.l34,N o.4 2010年8月GEOPHY SI CA L&GEOCHE M ICAL EX PLORAT I ON Aug.,2010 面波频散反演地下层状结构的蚁群算法 翟佳羽1,赵园园2,安丁酉1 (1.中国市政工程东北设计研究院,吉林长春 130021;2.深圳市工勘岩土工程有限公司,广东深 圳518000) 摘要:介绍了一种新的算法 蚁群算法的概念和特点,及其在瑞利波反演地下层状结构中的应用,分析了使用蚁群算法应该注意的事项,提出了通过对初步搜索结果中信息素浓度分布曲线的分析,从而修改、缩小搜索范围,以提高反演速度的方法,并对层状介质模型以及实测数据的频散曲线进行反演,验证了方法的有效性。 关键词:蚁群算法;反演;瑞利波;频散曲线;信息素 中图分类号:P631.4 文献标识码:A 文章编号:1000-8918(2010)04-0476-06 瑞利波勘探是近年来新兴的一种勘探方法,由于其频散曲线对地下结构的横波速度非常敏感,因此被广泛地应用于工程勘察领域。对于瑞利波正演频散曲线的计算已日趋完善[1-3],对于瑞利波的反演,现存的反演方法主要有:最小二乘法、遗传算法、人工神经网络算法及拟牛顿算法等。其中最小二乘法主要利用了目标函数的一阶导数信息,应用于高度非线性化的模型 频散曲线映射过程的反演,往往过分依赖初始模型的选择,容易出现不收敛的现象,遗传算法等全局搜索方法容易陷入局部极小值中,而且反演用时较长,效率较低,人工神经网络训练则要花费相当长的时间,对于拟牛顿算法同样存在初始模型选择的问题。 近年来发展起来的蚁群算法是由意大利学者M.Dorigo等人根据自然界中真实蚁群觅食行为提出的一种优化算法[4]。该算法是一种基于多主体的模拟进化全局搜索算法,该算法具有自组织性和正反馈性,应用分布式控制,主要特点是群体搜索策略和群体之间的信息交换,具有潜在的并行性[5]。而且仅利用目标函数而不是求其导数或其他的附加限制,其效率远高于传统的随机算法,普遍应用于各种问题。针对连续空间的优化问题,已经取得一些成果[6-8]。笔者针对瑞利波频散曲线反演,将有多维约束目标函数的变量进行细分,以每只蚂蚁如何走完所有变量中不同单元的系列作为问题的最优解。将多维连续函数优化问题转化成类似组合优化问题来进行求解,并将整个搜索过程分为粗搜及精搜过程。在搜索过程中针对算法容易过早收敛而陷入局部极小值的缺点,在搜索过程中利用遗传交叉、变异算子使算法跳出局部极小值,从而得到全局最优解。 1 蚁群算法反演地球内部构造 笔者以瑞利波为例讨论应用层状介质频散曲线反演地下结构的蚁群算法。对于从实测的地震资料中所提取的频散曲线,基于其正演算法,通过某种方式调节模型参数达到对实际提取的频散曲线的最好拟合,这就是频散曲线的反演问题。反演过程大致表述为如下形式:设观测数据为d,而d的正演公式为 D(m),其中m为模型参数,定义目标函数为 (m)=d- D(m)22。 目标函数的意义相当于用给定的模型计算的理论观测数据 D(m)对观测数据d的拟合程度,反演过程实际上就是采用某种方式搜索使函数取得极小值的模型参数m*,使得目标函数 (m*)变为极小的过程,若m*有多个,则取目标函数值最小的那一个作为反演的结果。 1.1 蚁群算法的基本思想 蚁群算法的优化过程主要包括选择、更新以及协调。本文中整个优化过程将分为粗搜过程和精搜过程,在粗搜过程中,首先从待求的问题中提取出一个多维约束的目标函数,将目标函数中待求解的独立变量在其约束范围内分解为不同等份的小单元,这样的处理极大地缩小了搜索空间,提高了搜索效率。整个粗搜索过程既是完成每个蚂蚁走完所有的变量中的某一单元,而构成一个可行解,然后更新所 收稿日期:2009-10-23
面波勘探原理及其应用
毕业设计（论文） 题目：面波在地震波场中的特性研究及其应用Surface wave in the characteristics of seismic wave field research and its application 学生姓名：高振兵 专业：勘查技术与工程 班级：07023209 指导教师：方根显 二零一一年六月
摘要 瑞利面波勘探是近年发展起来的一种新的浅层地球物理勘探方法，具有简便、快速、经济、分辨率高、成果直观、适用场地小等优点，已在许多领域得到应用，并取得了良好的应用效果[1]。瑞利面波是一类频率较低、能量较强的次生波，且主要沿着介质的分界面传播，其能量随着与界面距离的增加迅速衰减。瑞利面波与反射波、折射波一样都含有地下介质的地质信息。本文从瑞利面波的概念、工作原理及方法、频散特征、反演研究以及实际资料的应用等方面，用多道检波器测量来了解面波勘探在浅层地表调查中的应用。 关键词:瑞利面波、频散曲线、波动方程、瞬态瑞雷波勘探。
ABSTRACT Rayleigh wave exploration is developed in recent years, a new shallow geophysical exploration methods, it is a simple, quick, economy, high resolution, achievements intuitive, applicable site, has the advantages of small find application in many fields, and have achieved good application effect.Rayleigh's is a kind of lower frequency, energy strong secondary wave, and mainly the boundary surface along the medium, the energy with the spread of interface distance attenuation increases rapidly. Rayleigh wave reflection wave, with all contain the same refraction wave of underground medium geological information.This article from Rayleigh's concept, principle and method , frequency dispersion characteristics, and inversion study and the actual material application etc, with multi-channel detectors measurements to understand surface wave exploration in the application of shallow surface survey. keywords: Rayleigh wave，frequency disperse curve, wave equation, transient state Rayleigh wave prospecting.
风化岩地层描述
花岗岩 全风化花岗岩（丫严）: 灰白、灰黄色，矿物结构已破坏，花岗结构较清晰，主要矿物成分为长石、石英,部分云母及少量暗色矿物。长石、云母等易风化矿物已完全风化成土，岩芯呈坚硬土状。该岩石为极软岩，岩体极破碎，岩体基本质量等级属V级。该岩石遇水易软化崩解。 砂砾状强风化花岗岩（石⑶）： 灰黃、褐黃色，主要成分为长石、石英,部分云母及少量暗色矿物，花岗结构清晰，原岩矿物已强烈风化，部分长石、云母已粘土化，残留少量长石硬核，矿物颗粒间联结力已基本丧失，网状裂隙极发育，岩芯呈砂砾状,手捏可散碎。该岩石为极软岩，岩体极破碎，岩体基本质量等级为V级。该岩层浸水扰动易软化 碎块状强风化花岗岩（VT2<3））： 灰口、褐黄色，花岗结构清晰，主要成分为长石、石英,部分云母及少量暗色矿物。原岩矿物强烈风化，矿物颗粒间具有一定得结构联结力，网状裂隙发育, 岩芯呈碎块状、碎块夹砂砾状，手折或轻击可碎。该岩石为软岩，岩体极破碎，岩体基本质量等级为V级。 中风化花岗岩： 灰口、灰黃色，中粒'细粒花岗结构，块状构造，矿物成份以长石、石英为主, 部分云母及少量暗色矿物。裂隙较不发育,沿裂隙面长石已风化变色，见铁镭质浸染。岩芯呈短柱状，少量长柱状、块状，锤击声较脆。该岩石为较硬岩、岩体较完整?较破碎，岩体质量等级为山、IV级。其岩石质量指标RQD为5 0~7 &平均为65,其等级属“较差得”。 微风化花岗岩： 灰口、灰黄色，中粒、细粒花岗结构，块状构造，矿物成份以长石、石英为主, 部分云母及少量暗色矿物。裂隙不发育。岩芯呈长柱状，少量短柱状，锤击声脆。 该岩石为坚硬岩、岩体较完整，岩体质量等级为II级。其岩石质量指标RQD为 7 8~9 0,平均为85,其等级属“较好得”。
钻孔地质编录详细介绍
钻孔地质编录细则
《新疆哈密市突出山铁矿普查》项目组 二○○五年八月
钻孔地质编录细则 一、目的、布设原则 钻孔施工目的是为查明地表矿（化）体的产状、形态、厚度、矿石组合及品位等地质特征向深部变化情况，进一步了解控矿地质条件及成矿远景，并为储量计算提供依据。其部署本着由已知到未知，由浅部向深部，对地表出露较好、具有一定规模，且对应有明显激电异常的矿（化）体首先部署此项工作。 本细则根据《地质矿产勘查标准汇编》和《中国地质调查局地质调查项目管理制度汇编》并结合以往钻探工作综合编写。 二、开孔前的准备工作 1．编录人员首先应认真学习设计，明确所要施工钻孔的目的、任务及对钻孔的各项要求，熟悉已有地质资料，了解钻孔施工处的地层、构造、矿化蚀变等地质情况，为编录工作打下基础，并认真编制和填写设计勘探线剖面图、《钻孔地质技术设计书（设计柱状图）》。 2．钻孔开钻前，技术负责及编录技术员要提前10—15天到实地根据钻孔设计的孔位用罗盘和皮尺结合GPS、工程后方交汇或者地形图确定钻孔定位。布孔后孔位用木桩作标记，木桩上用油漆标注钻孔号，以便机台及时平整机场。孔位后不得擅自移动，在平整机场后再次用后方交汇法验证孔口位置，确保孔位未移动。编录技术员应及时向机台下达《钻孔定位通知书》。格式见表2。 3．机台将钻塔、钻机安装完毕，技术负责及编录技术员要到现场
进行安装验收。验收项目主要有：钻孔位置是否移动、检查和校正钻孔水平程度（罗盘测量）、钻孔立轴、钻孔天顶角及岩心收集装置（岩心箱，岩心牌等）。验收合格后，签发《钻孔安装验收书》。 4．钻孔安装验收合格后，编录技术员应及时填发《钻孔开孔通知书》，并应向施工人员详细介绍钻孔施工目的，地质情况及对工程质量的要求，严格保证钻孔质量，确保六大指标的实施。岩心的清洗整理至编号等一整套工作应由钻机各班记录员承担。 ZK××地质设计书 表1 设计孔深钻孔类别 设计方位角施工机号 设计倾角钻机类型 钻孔定位、安装通知书 表2 No 批准（技术负责、分队长签名）
钻孔编录描述
钻孔编录描述 (2010-09-28 17:15:54) 分类：地质 标签： 杂谈 一、杂填土：杂色，松散，大孔隙，上部为砼地坪，含较多的碎石。 二、淤泥质粉质粘土：灰色~灰黑色，流塑，部分夹有机质；无摇振反应，稍有光滑，干强度低，韧性低，有腐味 三、粘土：灰黄色，可塑，无摇振反应、光滑，干强度高，韧性高，局部分布。 四、粘土：灰黄~褐黄色，硬塑，含少量的铁，锰质结核，可塑，无摇振反应，光滑，干强度高，韧性高。 五、粉质粘土：青灰色，软~可塑状，为后期沉积，摇振反应无，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 六、粉质粘土：灰黄~褐黄色，硬塑，含青灰色粘土团块无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 七、粉质粘土：灰黄~褐黄色，可塑，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 八、粉质粘土：灰黄色，可塑，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。局部含团块状密实粉土。 九、粉质粘土：灰黄~褐黄色，钙质结核，硬塑，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 十、粉质粘土：灰黄~灰色，软~可塑，粉粒含量高，无摇振反应，稍有光滑，干强中等，韧性中等。
十一、粉质粘土：上部浅灰色，中下部褐黄色，硬塑，含少量铁锰质结核，无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高。 十二、粉质粘土夹粉土：灰黄~青灰色，可塑，含少量云母片，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 十三、粉砂：黄色，含云母片，中密。主要由石英等矿物组成，饱和状态。 十四、粉砂：上部灰黄色，底部浅灰色，含云母片，饱和状态，密实。十五、粉质粘土夹粉土：灰黄色，软~可塑，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。局部夹薄层粉土。 十六、粉土：灰黄，含云母片，很湿，稍密。摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。 十七、粉砂：灰黄，含云母片，饱和，密实，主要成分由长石、石英、云母等组成，磨园度好、分、选性好。 十八、粉土：浅灰色，含云母片，摇振反应中等，无泽反应，干强度低，韧性低。 十九、粘土夹粉砂：灰黄色，褐黄色，可塑，含少量钙质结核核径为3cm。夹薄层壮中密粉砂，具水平层理，无摇振反应，切面稍光滑，干强度高，韧性高。 二十、粘土：灰黄，褐黄色，含少量铁，锰质结核，无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高。 二十一、粉质粘土：褐黄色，硬塑，含白色高龄土条带用钙质结核，（核径为0.3~2cm）,无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高。
地层描述
钻孔土层描述 一、杂填土：杂色，松散，大孔隙，上部为砼地坪，含较多的碎石。 二、淤泥质粉质粘土：灰色~灰黑色，流塑，部分夹有机质；无摇振反应，稍有光滑，干强度低，韧性低，有腐味 三、粘土：灰黄色，可塑，无摇振反应、光滑，干强度高，韧性高，局部分布。 四、粘土：灰黄~褐黄色，硬塑，含少量的铁，锰质结核，可塑，无摇振反应，光滑，干强度高，韧性高。 五、粉质粘土：青灰色，软~可塑状，为后期沉积，摇振反应无，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 六、粉质粘土：灰黄~褐黄色，硬塑，含青灰色粘土团块无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 七、粉质粘土：灰黄~褐黄色，可塑，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 八、粉质粘土：灰黄色，可塑，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。局部含团块状密实粉土。 九、粉质粘土：灰黄~褐黄色，钙质结核，硬塑，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 十、粉质粘土：灰黄~灰色，软~可塑，粉粒含量高，无摇振反应，稍有光滑，干强中等，韧性中等。 十一、粉质粘土：上部浅灰色，中下部褐黄色，硬塑，含少量铁锰质结核，无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高。 十二、粉质粘土夹粉土：灰黄~青灰色，可塑，含少量云母片，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 十三、粉砂：黄色，含云母片，中密。主要由石英等矿物组成，饱和状态。 十四、粉砂：上部灰黄色，底部浅灰色，含云母片，饱和状态，密实。 十五、粉质粘土夹粉土：灰黄色，软~可塑，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。局部夹薄层粉土。 十六、粉土：灰黄，含云母片，很湿，稍密。摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。 十七、粉砂：灰黄，含云母片，饱和，密实，主要成分由长石、石英、云母等组成，磨园度好、分、选性好。 十八、粉土：浅灰色，含云母片，摇振反应中等，无泽反应，干强度低，韧性低。 十九、粘土夹粉砂：灰黄色，褐黄色，可塑，含少量钙质结核核径为3cm。夹薄层壮中密粉砂，具水平层理，无摇振反应，切面稍光滑，干强度高，韧性高。 二十、粘土：灰黄，褐黄色，含少量铁，锰质结核，无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高。 二十一、粉质粘土：褐黄色，硬塑，含白色高龄土条带用钙质结核，（核径为0.3~2cm）,无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高。 二十二、粉质粘土夹粉土：浅灰色，可塑，粉粒含量高，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。局部夹30cm厚薄层粉土，湿，中密~密实。 二十三、碎石土：浅黄色，灰黄色，中密~密实，碎石含量50%~70%棱角形，次棱角形，一般直径20~40mm最大粒径120mm 成份以灰岩为主，少量为砂岩，由老黄土、新黄土，中粗砂，砾石充填。
4实验四地震勘探实验(面波法)
实验四地震勘探实验（面波法） 一、实验原理 瑞雷面波法用于勘探，与以往的弹性波法（反射波法和折射波法）差别在于：它应用的不是纵波和横波，而是以前反射波法和折射波法视为干扰的面波。其原理是：面波具有频散的特性，其传播的相速度随频率的改变而改变。这种频散特性可以反映地下介质的特性。瑞雷面波的特点：瑞雷面波速度低、瑞雷面波在介质中泊松比在0.4~0.5范围内，面波速度与横波速度关系基本接近、瑞雷面波对地层的分辨能力，决定于频率，频率高则分辨能力强。 上图为72道的面波采集记录：震源在左上角，同一震源下的直达波、折射波、反射波和面波遵循各自的传播规律，分布在不同的区域。其中面波传播的特征：近震源处发育、震幅大、传播速度低。 上图为实际勘探过程中采集得到的面波记录：以近震源、小道距、长采样、宽频率激发、低频率接收。工程检测方面的应用实例：
上图采集地点为：云南某高速公路的路基检测，检测深度为4米。 由图中的“频散曲线”分层可以看出：每层的厚度约在0.3米-0.5米。填筑路基施工是分层进行，松散料经过压实，达到压实度后再进行下一层的填料。图中频散曲线的拐点清晰，分析的层厚度在0.35米-0.5米之间。 二、实验目的 1.了解面波法的原理； 2.了解面波法工作布置及观测方法； 3.掌握面波法数据采集、处理和解释，熟练操作相关软件。 三、实验仪器 SWS型多波列数字图像工程勘察与工程检测仪。 该系统由主机、多芯电缆、检波器、触发器、震源（大锤或炸药）、铁板、直流电源、直流电源线以及数据采集、处理和解释软件等组成。 四、实验步骤 1.在工区布设测线 在工区布设测线，原则：由南向北、由西向东测线号与测点号依次增大。使用皮尺标注检波器位置与激发点位置。 2.连接仪器的各个部分 将主机、电源、多芯电缆、检波器、大锤、触发器按正确的方式一一连接起来。注意：各接口均使用“防呆”设计，电缆插头与对应的插槽才能连接，电缆插头与非对应的插槽不能连接。禁止暴力插拔各插头、插槽，以防仪器损坏。 3.采集 开机后，仪器通过检索，自行进入采集系统。 （1）回车即进入仪器采集系统的主菜单；
地层划分
>>>> 2、划分总原则 工程勘察进行岩土分层时，一般应按“两级单元”进行，不宜划分太多的亚层，一般是将不同地质时代、不同地质成因的岩土划分为主层，如②3代表第②主层第3亚层； 分层应与工程需要密切配合，要明显反应对拟建工程的不利层位（如液化土层、湿陷性土层）和可主要持力层。 >>>> 3、主层划分细则 3.1 按时代 同一时代的地层根据工程需要可划分为多个主层，但不同时代的岩土不能划分为同一主层； 主层划分应自上而下，层位反应时代和覆盖关系，如④层不能在③层上（倾覆岩层除外），层位代号越大，地层沉积时代越古老，主层层位代号大的层位不能出现在层位代号小的层位之上。 3.2 按成因 当时代相同，不同成因的土应划分为不同的主层； 原则上不宜将沉积环境差异较大的层划分在同一主层内，如坡积层不应与冲、洪、湖积层划分在同一主层，同一主层不宜有不同成因的土； 3.3 可单独划分为主层的特殊情况 厚度大，性质好的受力层，单独划分为主层有利于分析利用； 厚度大，性质特殊的土（如湿陷性土、液化土、盐渍土等）应单独划分为主层； 对工程影响大的层，也宜单独划分为主层（如砂层中夹了一层2米厚的漂石，影响成桩）； 与工程相关的不利地层、对拟建工程影响巨大的不利层位，也应单独划分为一个主层； 对松散地层，一般同一主层厚度不宜过厚，如大厚度填土，只分为一个主层，不利于分析、评价； 填土、耕土、植被土一般划分在一个主层，但对厚度特别大，需进行不同的处理的大厚度填土，可根据情况划分为不同的主层；
主要受力层宜划分为主层方便分析评价，如对于厚度大性质良好的天然基础持力层位或厚度大性质良好的桩端持力层，可单独划分出一个主层，起到突出持力层的作用。 >>>> 4、亚层划分总则 亚层一般按岩性、状态、密实度、分布深度、物理力学性质及工程特性进行划分。 >>>> 5、亚层划分细则 亚层的划分依据主要层位的岩性和物理力学性质，在编号顺序上可适当考虑空间分布和覆盖关系，由上至下依次编号，但亚层的代号顺序并不一定代表严格的沉积顺序； 对于一个主层内不同岩性的地层，应划分出不同的亚层； 同一地质、地貌单元的同一主层内，亚层必须是唯一的； 对状态或密实度、其它物理力学指标存在明显差异，这些差异导致工程性能出现一定差异时，应再细分为多个亚层； 对于同一主层内岩性相同、状态或密实度变化小，或土质均匀的亚层，当厚度较大，或埋置深度差异较大，由于部分地层参数（如桩端阻力、实际应力范围的压缩模量等）与地层埋置深度密切相关，应再依据埋置深度细分为多个亚层，亚层的厚度不宜太厚； 对于一个钻孔，其亚层的分层厚度一般应大于0.5米，对于单层厚度小于 0.5米的偶然出现的层位，可以并入上、下其它物理力学性质相近或较差的层位，但对本孔中出现的薄亚层，在其它钻孔中该层厚度较大时，应予以保留。 >>>> 6、对透镜体及互层地层 对同时代同成因的互层地层可一起分为一个主层； 也可将厚度大的层单独划分为一个主层； 可以将厚度小，连续互层出现的薄层划分为一个主层，然后根据岩性再划分亚层； 当一个主层其主岩性亚层所占比重超过二分之一，且其余亚层以夹层或透镜体形式出现时，主岩性亚层代号应直接使用主层号，其余亚层可按序编号，如主层用③，其余用③-1,③-2； 当一个主层其主岩性亚层所占比重不超过二分之一，主层不突出时，亚层并不以夹层形式，而是以上、下覆盖层形式出现时，主岩性亚层应与其它亚层一起，按出露顺序由上至下依次编排亚层代号。可以按③-1,③-2依次划分，不划分主层③。