第2章 地震折射波法_final_08
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1.5地震折射波法
由于基岩面是一个良好的折射面且起伏不大，地震地质条件较好。由图中明显看 出，测线中部基岩隆起，右侧有深槽，后经钻孔和全线施工开挖证明，精度较好。
应用实例介绍4：探测构造破碎带
图为某水库选择坝址进行浅层折射勘探的一个实例。
由于构造破碎带内的物质胶结较松散，波速低，因此，地质上的破碎带往往 都是地震上的低速带。
t1 t O1 ABD t 2 t O2 ECD界 面 示 意 图
如何构制（x）曲线？
由t0(x)及（x）的 表达式得:
t0(x)=t1 +t2 -T=t1 -△t (x)= t 1 – t 2+T= t1 + △t
折射波法资料处理解释系统流程框图
折射波时距曲线的绘制
要进行定量解释，必须先绘制时距曲线。
时距曲线的检查
(1)互换时间的相等性 (2)时距曲线的平行性 (3)动力学标志
如图 (a)所示。 如图 (b)所示。
根据振幅、频率及波形的变化是判断一个新波到达的重要判据。
5.2.2.1 常见地质构造现象的时距曲线 1．透镜体和尖灭层的折射波时距曲线
低速带会使波传播在时间上产生滞后，且使能量衰减、频率变低。因此，可 据记录上折射波能量的衰减及频率的变化情况与时距曲线上波速特征来判断破碎 带的存在和位置。
由图中可见：测线中段桩号4570m范围内的基岩波速(2000m/s) 与两侧的基岩波速(4000m/s)有 明显差异，此范围的低速异常与 波形记录上桩号70m附近有效波 振幅的明显衰减一致，因而推断 出这一段为构造破碎带的位置。
②道和道距：折射波法勘探中一般采用单个检波器作为一道 接收，而不搞组合检波，其主要原因就是它不需要考虑压制 面波干扰问题，因为目前所考虑的折射波仅仅只是首波，即 是最先到达的波。
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
地震折射波法
5 地震折射波法
在工程地震勘探中， 在工程地震勘探中 ，地震折射波法是一种 简便经济的勘探方法， 简便经济的勘探方法，在精度要求不高的情况 它可为工程地质提供浅层地层起伏变化和 下，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 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 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。 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本篇的第一 和第二章中讨论过了，在此， 和第二章中讨论过了，在此 ，仅就资料的采集 和处理解释问题进行论述。 和处理解释问题进行论述。
1 L′ = VP t ′ 2
（1.8.2）
（1.8.5）
对于一完整摩擦桩， 对于一完整摩擦桩 ， 其桩底反射的相位与入射 波或激振信号的相位是相反的。 波或激振信号的相位是相反的。 1）摩擦桩 ） 在计算承载力时， 采用较大的力锤击桩边土 自 （ 在计算承载力时， 由落锤） ，迫使桩土体系共同振动 由落锤） 迫使桩土体系共同振动 ，
8.2.1 方法原理
1．桩体缺陷检测 ． 在桩顶部竖直向下施加一瞬间力F， 在桩顶部竖直向下施加一瞬间力 ，并在震 源点附近接收时， 源点附近接收时，其断裂面和桩底面上将产生 反射和透射的P波 由于为近法线入射， 反射和透射的 波。由于为近法线入射，转换 横波可不考虑。 横波可不考虑。
VP = 2L / t
8.2 锤击法
锤击法是一种瞬态动测法。 锤击法是一种瞬态动测法。嵌入土中的桩 瞬态动测法 基相当于一根在阻尼介质中上端自由而下端弹 性连结的弹性杆。 性连结的弹性杆。当在桩顶或桩侧施加瞬间外 力F时，桩体内相邻质点间的应力发生变化， 时 桩体内相邻质点间的应力发生变化， 引起应变的传递，产生弹性波。 引起应变的传递，产生弹性波。 可定量确定出桩体的质量以及估算出承载力 的大小。 的大小。
在工程地震勘探中， 在工程地震勘探中 ，地震折射波法是一种 简便经济的勘探方法， 简便经济的勘探方法，在精度要求不高的情况 它可为工程地质提供浅层地层起伏变化和 下，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 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 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。 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本篇的第一 和第二章中讨论过了，在此， 和第二章中讨论过了，在此 ，仅就资料的采集 和处理解释问题进行论述。 和处理解释问题进行论述。
1 L′ = VP t ′ 2
（1.8.2）
（1.8.5）
对于一完整摩擦桩， 对于一完整摩擦桩 ， 其桩底反射的相位与入射 波或激振信号的相位是相反的。 波或激振信号的相位是相反的。 1）摩擦桩 ） 在计算承载力时， 采用较大的力锤击桩边土 自 （ 在计算承载力时， 由落锤） ，迫使桩土体系共同振动 由落锤） 迫使桩土体系共同振动 ，
8.2.1 方法原理
1．桩体缺陷检测 ． 在桩顶部竖直向下施加一瞬间力F， 在桩顶部竖直向下施加一瞬间力 ，并在震 源点附近接收时， 源点附近接收时，其断裂面和桩底面上将产生 反射和透射的P波 由于为近法线入射， 反射和透射的 波。由于为近法线入射，转换 横波可不考虑。 横波可不考虑。
VP = 2L / t
8.2 锤击法
锤击法是一种瞬态动测法。 锤击法是一种瞬态动测法。嵌入土中的桩 瞬态动测法 基相当于一根在阻尼介质中上端自由而下端弹 性连结的弹性杆。 性连结的弹性杆。当在桩顶或桩侧施加瞬间外 力F时，桩体内相邻质点间的应力发生变化， 时 桩体内相邻质点间的应力发生变化， 引起应变的传递，产生弹性波。 引起应变的传递，产生弹性波。 可定量确定出桩体的质量以及估算出承载力 的大小。 的大小。
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
(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
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
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
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
地震折射波运动学
x m 2h0 tg c 2h0 tm V1 cos c
可知，产生折射波的界面 埋藏越深，盲区越大。在 M1点反射波和折射波时距 曲线相切。请自行验证之
第四节 地震折射波运动学
通过以上讨论我们看到：折射波与反射波相比，其主要 差别在于：（1）折射波有一个盲区，而盲区的大小取 决于界面的埋藏深度，因此，在地震勘探中要观测到折 射波，炮检距应该大于折射波盲区；（2）折射波法通 常只能研究其速度大于上面所有各层波速的地层，在实 际的地层剖面中，往往只有某些层能满足这个条件，因 此折射层的数目要比反射层数目少得多，这点也正是目 前石油地震勘探中广泛使用反射波法的原因之一；（ 3） 如果地层剖面中存在速度很高的厚层，就不能使用折射 波法研究更深处的低速地层，这种现象称为“屏蔽效 应”。如果高速层厚度小于地震波的波长，则实际上并 不发生屏蔽作用。
地球物理勘探
地球物理系
王永刚
课程内容
• • • • • •
第1章 绪论 第2章 地震波运动学理论 第3章 地震资料采集方法与技术 第4章 地震波速度 第5章 地震资料解释的理论基础 第6章 地震资料构造解释
第2章 地震波运动学理论
• 第一节 几何地震学基本概念 • 第二节 常速单界面的反射波路径及
第四节 地震折射波运动学
M
直达波、反射 波与折射波的 实际记录
低速折射层的初至波
高速折射层的初至波
二次折射波初至
S
第四节 地震折射波运动学
三、水平层状介 质的折射波时距 曲线
考虑到折射波法在地 震勘探中的应用，我 们来比较详细地推导 三层水平介质的折射 波时距曲线方程，据 此可以进一步得出m层 水平介质的折射波时 距曲线方程。
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表示： ［动态范围］=［ A ］dB a
3.假频
计算机只能对离散数据进行运算。 采样：连续波形信号 离散信号。
子样：某离散信号瞬时值。
采样间隔△t：相邻子样的时间间隔。△t越小，所得一组离散值越 能代表原波形信号（模拟信号）的形状。
图4.5 假频现象
采样定理：
t
1
2 fmax
fmax ： 信 号 中 的 最 高 频 率 成 分 。 采样间隔为，那么采样频率为， 如图所示。
(3) 具有合适的通频带。（浅层高端频率可达300Hz，深层低端低至30Hz以 下。）
2.特殊要求
浅震探测规模、范围小，干扰因素复杂，严重影响有效波的接收和识别。
(1) 具有高分辨率。（较小地质体，详细分层。）
(2) 具有高信噪比。（浅震在人口密集、交通繁忙地区，外界干扰严重； 偏移距短，受震源干扰严重。）
图4.1 电动式检波器结构示意图
地震数据的记录格式
文件号（或炮号）：地震数据采集时，通常把 每放一炮所记录的全部数据存储在一个文件上， 并进行编号。
其数据存储是按事先规定的格式进行编排 存储的。SEG（美国勘探地球物理学会）通过 了SEG-2格式为工程地震仪的数据记录格式。
通常包含三部分内容：如图所示。
(3) 具有信号增强功能。（非炸药震源能量弱，叠加方式压制干扰。）
(4) 轻便、工作效率高。（浅震用于工程勘察，工作范围小、周期短、 流动性大。）
二、地震仪的主要组成部分
三大部分：记录仪，检波器、震源 浅震仪道数有12道、24道或48道。
1.检波器 作用：把地震波到达地表接收点处所引起的微弱机械振动转换
几个基本概念 1.分贝
放大倍数：输出信号振幅m1与输入信号振幅m2的比值。
M m1 m2
分贝(dB)：用对数值表示放大倍数
M db 20 log10 M
100dB意思指：若有5μV的输入振幅，则可得到0.5V(即0.5×106μV)的输出。
2.动态范围 定义：测量信号振幅极大值与系统噪音水平的比值，用分贝
主要应用于确定覆盖层下不同岩性的分界 面。确定大坝、高层建筑、大型机场、高速 公路、港口等工程建设中的基岩埋深及起伏， 覆盖层的厚度及基岩的岩性变化等，考古、 文物发掘及保护工作。
图1.5.13 是青海某地的一个实测剖面，采用多重相遇观测系统，道间距10m，经 时距曲线绘制和常规解释后，较好地划分出潜水面和基岩界面。
为电磁振动。一种机电转换装置。为适应地震勘探的各种要求，其 类型和性能多种。接收波型：纵波、横波、井中检波器（三分量检 波器）；使用地区：陆上、海上检波器；电压输出与质点运动速度 关系：速度、加速度检波器。
DZQ24地震仪
GEODE
如图示：陆上接收纵波的电磁式（动圈式） 速度检波器。
组成：外壳、磁钢、弹簧片、线圈等。
工作中：作辅助测线布置，
几种测线形式
解决一些特殊问题（如探测洞穴、古墓、古河床等），
弥补纵测线的不足。
非纵测线：横测线、侧测线、弧形测线。
第二节数据采集
一、浅震对仪器的要求2.1 仪器设备 1.基本要求
(1) 具有高放大倍数的性能。（几微米，放大几十万倍以上。）
(2) 具有把能量悬殊的浅、中、深层反射波不失真记录下来的性能。（浅、 深强弱相差100万倍，120dB以上。）
第一节 概述
工作环节:数据采集,资料处理和资料解释
数据采集一般是二维单线或多线,激发多为 非炸药激发,单道采集一次覆盖.
资料处理简单,整理即可,主要问题是解释.
测线布置形式 1.接收点、激发点在同一直线上。 工作中：多使用纵测线。处理、 分析、解释方便。
2. 非纵测线 接收、激发点不在同一测线上。
图 (a)、(b)、(c)、(d)、(e)分别 对连续信号进行25、100、125、 200、250Hz采样，则输出频率 分别为25、100、125、50、 0Hz。显然，后两个采样不足， 出现假频。
假频：某连续信号，采样频率 小于信号频率的两倍，则在每 个周期内采样不足两个，采样 后变成另一种频率的新信号。
二、仪器的工作原理及特点 1.工作原理
第五章 地震折射波法
第一节 概述
在工程地震勘探中，地震折射波法是一种 简便经济常用的勘探方法，在精度要求不高的 情况下，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。
第一节 概述
折射波法能从折射信息中提取下伏界面 的界面速度,进而得到下伏界面的深度等参数。
① 数据文件记录的格式标志信息；
② 数据处理时的参考信息。如：工作方法、采 样长度、采样间隔、文件号、记录道数等。在 文件记录中称为文件记录段和道记录段。
③ 被离散取样后的地震信息。以地震道为单位， 一般按字节连续存储，称为数据段。
3.记录显示装置 一般用计算机记录和显示。 4.震源同步系号，使主机开始记时。 锤击：用两个弹簧片与导线连接作触发器； 炸药：爆炸使捆在炸药包上的导线炸断，产生触发信号。
图 (a)、(b)、(c)、(d)、(e)分别对连续信号进行25、100、125、200、250Hz采样， 则输出频率分别为25、100、125、50、0Hz。显然，后两个采样不足，出现假频。
假频：某连续信号，采样频率小于信号频率的两倍，则在每个周期内采样不足
两个，采样后变成另一种频率的新信号。 采样间隔并非越小越好，△t过小，会增加不必要的处理工作量； 另一方面，一般浅震仪只能处理一定数量的子样（通常为512个，1024个或2048 个），因此过小的采样间隔会使记录长度缩短，致使勘探深度变浅。 一般浅震仪，△t有0.125、0.25、0.5、1、2ms等不同档次，可据不同情况选用。
检波器工作原理：
当地震波引起地表介质振动时，检波器外 壳连同磁钢随介质质点一起振动，而线圈 由于惯性不随外壳同时运动，于是便产生 了线圈与磁钢的相对运动，线圈切割磁力 线便产生感生电流。其作用相当于小小 “发电机” ，将机械振动转变成了电振
动。
① 方向特性：当振动方向与线圈轴线方 向一致时，产生最大输出电压，具有最 大的灵敏度。
3.假频
计算机只能对离散数据进行运算。 采样：连续波形信号 离散信号。
子样：某离散信号瞬时值。
采样间隔△t：相邻子样的时间间隔。△t越小，所得一组离散值越 能代表原波形信号（模拟信号）的形状。
图4.5 假频现象
采样定理：
t
1
2 fmax
fmax ： 信 号 中 的 最 高 频 率 成 分 。 采样间隔为，那么采样频率为， 如图所示。
(3) 具有合适的通频带。（浅层高端频率可达300Hz，深层低端低至30Hz以 下。）
2.特殊要求
浅震探测规模、范围小，干扰因素复杂，严重影响有效波的接收和识别。
(1) 具有高分辨率。（较小地质体，详细分层。）
(2) 具有高信噪比。（浅震在人口密集、交通繁忙地区，外界干扰严重； 偏移距短，受震源干扰严重。）
图4.1 电动式检波器结构示意图
地震数据的记录格式
文件号（或炮号）：地震数据采集时，通常把 每放一炮所记录的全部数据存储在一个文件上， 并进行编号。
其数据存储是按事先规定的格式进行编排 存储的。SEG（美国勘探地球物理学会）通过 了SEG-2格式为工程地震仪的数据记录格式。
通常包含三部分内容：如图所示。
(3) 具有信号增强功能。（非炸药震源能量弱，叠加方式压制干扰。）
(4) 轻便、工作效率高。（浅震用于工程勘察，工作范围小、周期短、 流动性大。）
二、地震仪的主要组成部分
三大部分：记录仪，检波器、震源 浅震仪道数有12道、24道或48道。
1.检波器 作用：把地震波到达地表接收点处所引起的微弱机械振动转换
几个基本概念 1.分贝
放大倍数：输出信号振幅m1与输入信号振幅m2的比值。
M m1 m2
分贝(dB)：用对数值表示放大倍数
M db 20 log10 M
100dB意思指：若有5μV的输入振幅，则可得到0.5V(即0.5×106μV)的输出。
2.动态范围 定义：测量信号振幅极大值与系统噪音水平的比值，用分贝
主要应用于确定覆盖层下不同岩性的分界 面。确定大坝、高层建筑、大型机场、高速 公路、港口等工程建设中的基岩埋深及起伏， 覆盖层的厚度及基岩的岩性变化等，考古、 文物发掘及保护工作。
图1.5.13 是青海某地的一个实测剖面，采用多重相遇观测系统，道间距10m，经 时距曲线绘制和常规解释后，较好地划分出潜水面和基岩界面。
为电磁振动。一种机电转换装置。为适应地震勘探的各种要求，其 类型和性能多种。接收波型：纵波、横波、井中检波器（三分量检 波器）；使用地区：陆上、海上检波器；电压输出与质点运动速度 关系：速度、加速度检波器。
DZQ24地震仪
GEODE
如图示：陆上接收纵波的电磁式（动圈式） 速度检波器。
组成：外壳、磁钢、弹簧片、线圈等。
工作中：作辅助测线布置，
几种测线形式
解决一些特殊问题（如探测洞穴、古墓、古河床等），
弥补纵测线的不足。
非纵测线：横测线、侧测线、弧形测线。
第二节数据采集
一、浅震对仪器的要求2.1 仪器设备 1.基本要求
(1) 具有高放大倍数的性能。（几微米，放大几十万倍以上。）
(2) 具有把能量悬殊的浅、中、深层反射波不失真记录下来的性能。（浅、 深强弱相差100万倍，120dB以上。）
第一节 概述
工作环节:数据采集,资料处理和资料解释
数据采集一般是二维单线或多线,激发多为 非炸药激发,单道采集一次覆盖.
资料处理简单,整理即可,主要问题是解释.
测线布置形式 1.接收点、激发点在同一直线上。 工作中：多使用纵测线。处理、 分析、解释方便。
2. 非纵测线 接收、激发点不在同一测线上。
图 (a)、(b)、(c)、(d)、(e)分别 对连续信号进行25、100、125、 200、250Hz采样，则输出频率 分别为25、100、125、50、 0Hz。显然，后两个采样不足， 出现假频。
假频：某连续信号，采样频率 小于信号频率的两倍，则在每 个周期内采样不足两个，采样 后变成另一种频率的新信号。
二、仪器的工作原理及特点 1.工作原理
第五章 地震折射波法
第一节 概述
在工程地震勘探中，地震折射波法是一种 简便经济常用的勘探方法，在精度要求不高的 情况下，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。
第一节 概述
折射波法能从折射信息中提取下伏界面 的界面速度,进而得到下伏界面的深度等参数。
① 数据文件记录的格式标志信息；
② 数据处理时的参考信息。如：工作方法、采 样长度、采样间隔、文件号、记录道数等。在 文件记录中称为文件记录段和道记录段。
③ 被离散取样后的地震信息。以地震道为单位， 一般按字节连续存储，称为数据段。
3.记录显示装置 一般用计算机记录和显示。 4.震源同步系号，使主机开始记时。 锤击：用两个弹簧片与导线连接作触发器； 炸药：爆炸使捆在炸药包上的导线炸断，产生触发信号。
图 (a)、(b)、(c)、(d)、(e)分别对连续信号进行25、100、125、200、250Hz采样， 则输出频率分别为25、100、125、50、0Hz。显然，后两个采样不足，出现假频。
假频：某连续信号，采样频率小于信号频率的两倍，则在每个周期内采样不足
两个，采样后变成另一种频率的新信号。 采样间隔并非越小越好，△t过小，会增加不必要的处理工作量； 另一方面，一般浅震仪只能处理一定数量的子样（通常为512个，1024个或2048 个），因此过小的采样间隔会使记录长度缩短，致使勘探深度变浅。 一般浅震仪，△t有0.125、0.25、0.5、1、2ms等不同档次，可据不同情况选用。
检波器工作原理：
当地震波引起地表介质振动时，检波器外 壳连同磁钢随介质质点一起振动，而线圈 由于惯性不随外壳同时运动，于是便产生 了线圈与磁钢的相对运动，线圈切割磁力 线便产生感生电流。其作用相当于小小 “发电机” ，将机械振动转变成了电振
动。
① 方向特性：当振动方向与线圈轴线方 向一致时，产生最大输出电压，具有最 大的灵敏度。