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。
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。
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
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）：
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）：
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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。
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。