面波勘探技术分析
面波
面波，一般是指在自由界面(地表面） 与地下弹性分界面附近传播的波;一般有瑞 雷面波（Rayleigh Wave）、勒夫波（Love Wave）、斯通利波。
面波探测主要为瑞雷面波探测，本章 主要介绍瑞雷面波的形成与传播原理以及 探测方法与探测技术。
一、瑞雷波（也习惯称作地滚波－ ground roll）的探测原理
aZ bZ
i ( K R x t )
故此有： 2ab i ( K R x t ) aZ bZ R u x iAK（e 2 K 2 K 2 e ) e R S 2ab i ( K R x t ) bZ u AK （ ae aZ e )e z R 2 2 2K R K S
对u x、uz 取 实 部 ：
2ab aZ bZ R u x AK （e 2 K 2 K 2 e ) sin(t K R x ) R S 2ab bZ u AK （ a e aZ e ) cos(t K R x ) R 2 2 z KR 2K R K S — —（ ） 13 分析：
1、一般介绍：
瑞雷波是地震勘探中常见的一种面波，常 把它作为一种干扰波，在工程地震探测中是非 常重要的一种探测方法——面波探测。而在天 然地震中该波对建筑物危害极大，是十分有害 的波。
瑞雷面波是在近地表传播的波，其能 量是几乎全部集中在一个波长内，其传播 形式是：波前为一个高度为Z=R的圆柱体， 如图所示，在震源作用△t时间内，面波仅 作用在厚度为 △r＝VR △t的圆柱层内，圆 柱层外层为波前，内层为波尾，体积为： W＝22r △r，r—— 半径。R面波振幅随 r1/2衰减，较体波球面扩散快得多，R面波 为面极化振动，且具有频散现象。
面波勘探在工程勘察中的应用
速度结构信息的地球物理探测方法。
1.1.3 频散分析
通常采用空间自相关法（The Spatial AutoCorrelation Method，简称SPAC法[9]）从微动信号
的垂直分量中提取瑞雷波频散曲线。首先布设一
半径为r0（大小视探测深度而定）的圆形台阵、圆 心处设置一台检波器，圆周上等间距的设置若干
surface wave method
析、相位谱分析，把各个频率的瑞雷波分离开来，
从而得到一条VR-f曲线。 1.2.2 瑞雷波具有如下特征：
(1) 地震波形记录中，瑞雷波振幅最大，能量最
强，周期最长，频率最小，可提供野外较好数据采
集分析条件。
(2) 不均匀介质中，瑞雷波相速度具有频散特
性，即：瑞雷波的传播速度在不均匀介质中是频率
效性。
关键词：人工源面波勘探；天然源面波勘探；岩溶勘察；地层划分
中图分类号：P631.4
文献标识码：A
0 引言
工程勘察过程中，在特殊情况下，由于施工场 地受限及地质条件客观影响，对于地层准确分层、 岩溶和裂隙的探查等方面，常规钻探方法难以采 用，多数地球物理勘探方法又难以达到精度要求， 因此迫切需要新的勘探方法来弥补这方面空缺。
近年来面波方法已经逐渐应用到岩土工程勘 察、第四系分层、堤坝隐患调查、煤矿采空、孤石 检测、公路软基勘察、滑坡面调查[6~8]等多个工程物 探领域。
1 面波勘探方法原理
1.1 天然源面波法（微动）
1.1.1 微动装置 天然源面波可能来源任何方向，选择有效的观测
排列来采集这些来源不明的面波信号是该方法的关 键。常用的观测方式有直线型、L型、多重圆观测台 阵。多重圆观测台阵是微动单点探测最常用的布设 方式，图1为三种观测系统。 1.1.2 天然源面波法（微动）原理
地基加固效果评价中面波检测技术的应用
地基加固效果评价中面波检测技术的应用摘要：面波法检测技术，是瑞雷面波法检测技术的简称。
面波法检测技术，自被提出以来，就备受看好，经过十多年的发展与完善，现在已经在地质勘探学领域被广为使用。
面波法检测技术，凭借自身优势得到工程施工的广泛青睐，因为它和传统的钻孔检测技术相比较，不但省时而且能有效控制成本投入。
以地基施工为例，将面波检测技术用于反应地基牢固性的检测过程中，最后得面波法能够很好反应地基牢固情况这一结论。
利用面波法行地基牢固性能检测时，简单易操作，而且也不会对周围环境造成破坏。
通过作者的论述对今后工程地基施工将会有很大帮助，也为面波检测技术的应用，提供了很强的理论依据。
关键词：地基加固；面波检测；原理；应用实例瑞雷面波法，在检测领域的好评，主要归功于，人们可以利用它获得的面波速度，用物理方法结合数学计算，将得到的面波速度进行衍生换算，最后可以得到帮助分析地基牢固性能的有关参数。
这些参数依次是，恒波波速、地基密度、弹性模量等，通过对这些参数的分析判断出的地基牢固性可以很好的反应出施工工程的地基实际牢固性能。
面波检测技术的工作原理利用面波法测试地基的牢固性，主要是应用的瑞雷面波的物理性质。
简单的说面波测试技术，其实就是一种通过对波在介质中的传播情况反映出来的特征，判断工程的施工质量的方法。
面波技术的的具体原理，可以描述为：当我们对一个水平介质面，进行竖向震动，会在水平介质面产生一种动态的振动波，这个动态就是瑞雷波。
瑞雷波在介质中的传播特征具有频散特性，波长因为介质密度的不同表现出不同，在不同介质中穿过的深度也不同；依据这些特征，我们可以得出，瑞雷波的传播速度与介质的物理力学性质密切相关这一结论。
为了验证我们的结论，我们通过实验研究证明，瑞雷波能量约占整个地震波能量的百分之六十七，且主要集中在地表以下一个波长的范围之内，而传播速度恰好是半个波长范围以内，介质震动的平均传播速度。
所以得出瑞雷波法的测试深度为半个波长，最后得出瑞雷面波波长与速率及频度有的关系是，当传播速度不变时，频率越低，测试深度就越大。
面波法检测实施细则
面波法检测实施细则一、背景介绍面波法是一种非破坏性检测方法，广泛应用于土木工程、建筑结构和地质勘探领域。
它通过测量地面上的面波传播速度和衰减特性，来评估地下介质的物理性质和结构状况。
本文将详细介绍面波法检测的实施细则，包括设备要求、操作步骤、数据处理和结果分析等方面。
二、设备要求1. 面波法检测仪器：应选择具有高频率范围和高精度的面波法检测仪器，以确保测量结果的准确性和可靠性。
2. 震源：需要使用合适的震源设备，如重锤或振动器，产生合适的激发波形。
3. 接收器：应选用高灵敏度和宽频带的地震接收器，以接收地面上的面波信号。
三、操作步骤1. 数据采集准备：a. 在待测区域选择适当的测线，并标记测点位置。
b. 安装地震接收器，保证其与地面紧密接触。
c. 设置合适的震源位置和震源与接收器之间的距离。
2. 数据采集过程：a. 在每个测点上，使用震源激发地面，并记录激发波形。
b. 通过接收器采集地面上的面波信号，并记录相应的波形数据。
3. 数据处理：a. 对采集到的波形数据进行预处理，包括滤波和去噪处理，以提高数据质量。
b. 对每个测点的面波信号进行分析，计算面波传播速度和衰减特性。
4. 结果分析：a. 根据测得的面波传播速度和衰减特性，评估地下介质的物理性质和结构状况。
b. 将测量结果与标准值进行对比，判断地下介质的健康状况和可能存在的问题。
四、数据处理和结果分析方法1. 面波传播速度计算：a. 根据采集到的面波波形数据，通过频谱分析方法计算面波传播速度。
b. 可采用多种方法计算传播速度，如多次到达法、频散曲线法等。
2. 面波衰减特性计算：a. 根据采集到的面波波形数据，通过振幅衰减分析方法计算面波衰减特性。
b. 可采用多种方法计算衰减特性，如Q值法、能量比法等。
3. 结果分析和解释：a. 将测得的面波传播速度和衰减特性与已有的标准值进行对比，判断地下介质的健康状况。
b. 根据测量结果，对可能存在的问题进行分析和解释，并提出相应的建议和措施。
多道瞬态面波探测实验报告
同济大学四平路校区文远楼前防空洞多道瞬态面波探测实验报告海洋与地球科学学院地球物理系指导老师：吴健生赵永辉小组成员：刘佳叶何文俊马驰2011年6月目录1. 目的2. 原理3. 仪器介绍4. 野外实施5. 数据处理6. 保证质量措施7. 问题对策8. 结论分析9. 体会展望10. 参考文献摘要:利用多道瞬态面波探测方法，测定不同频率的面波速度VR，达到了解同济大学四平路校区黑松林斜坡地下的情况。
关键词:面波探测黑松林斜坡1.实验目的通过人工地震资料的采集、处理的方法对同济大学四平路校区黑松林斜坡进行勘察。
要求勘探出黑松林斜坡地下的情况。
2. 实验原理面波分为拉夫波和瑞利波。
本实验主要应用的是瑞利波。
同一频率的面波的相速度在水平方向上的变化反映出地质条件的横向不均匀性；不同频率的面波的相速度的变化则反映了地下介质在深度方向上的不均匀性。
通过测定不同频率的面波速度VR ，即可达到了解地下地质构造的目的。
3. 仪器介绍4. 野外实施4.1 实验区概况试验区域位于同济大学四平路校区文远楼前，入口朝北，由于无法进入内部，初步估测该防空洞在平面上呈长方形。
实验区上部覆盖种有草皮的土壤层，堪探时土壤较湿润。
4.2 野外布线此次实验本小组总布线条数为2条，布线方向为南北向。
我们根据实验场地具体情况，在防空洞入口边缘布下了第一条线，在第一条线西侧距离为3米处布下第二条线。
在实验过程中，炮点距为1米，检波器间距为1米，检波器每次向北移动距离也为1米。
进行人工激发时，我们在每点处各激发两次并采集数据，总共得到数据14组。
4.3野外操作1. 排线，布检波器2. 人工激发3. 采集数据并作记录5. 数据处理 5.1 频散点图关于频散曲线不同取点后的对比5.2 数据处理及结果分析第一道测线：分析：1. 从图中我们可以看出在5.5米处深度一米到两米之间出现一个“之”字形(锯齿状)异常反映地下介质的分界面，对应防空洞通道入口处顶部。
高频面波方法
高频面波方法摘要：自20世纪80年代起通过多道地震记录系统获取高频（≥2 Hz)瑞雷面波数据以求取近地表地球物理中剪切（S）波速度的方法开始被使用。
这篇综述文章讨论的是最近15年来堪萨斯地质调查所与中国地质大学的科研团队在高频面波技术中取得的主要成果。
面波的多道分析方法（MASW）是一种非入侵式的确定近地表剪切波速度的声波勘探方法。
MASW 与直接测井方法的结果只有不到15%的差异。
研究表明进行面波的高阶模式和基阶模式的同步反演能够提高模型分辨率和勘探深度。
另外一个重要的地震参数，品质因子（Q），也能利用MASW方法通过反演瑞雷面波的衰减系数得到。
一个反演模型可以通过阻尼最小二乘法求得，反演模型解范围内的最佳阻尼因子由模型分辨率矩阵和模型协方差矩阵加权求和的迹构成的目标函数所确定。
目前的科技进展包括近地表介质中高频瑞雷面波建模，其为时间-偏移域中的浅层地震和瑞雷面波反演打下了基础。
以任意检波器排列方式获取数据做频率-速度域的频散能量高分辨率成像的技术为3维面波勘探打开了窗口。
成功的面波模式分离为获取高水平分辨率剪切波速度剖面提供了有价值的技术手段。
关键词：瑞雷面波，频散，高阶模式，模式分离，地震建模，模型验证前言面波具有导波和频散的性质。
瑞雷面波是沿着自由表面传播的面波，例如大地-空气或者大地-水的交界面，并且往往以相对低的速度，低的频率，以及高振幅为特征。
瑞雷面波是纵波和Sv波干涉行成的。
在均匀介质中基阶模式瑞雷面波质点运动轨迹是从左到右沿着自由表面按照椭圆轨道逆时针方向运动。
随着深度的增加，到了足够深度时质点运动轨迹变成了顺时针方向并且仍然是椭圆轨道。
质点的运动轨迹被约束到了与波传播方向一致的垂直面上。
由于固体的均匀半空间的原因，瑞雷面波不是频散的并且当泊松比等于0.25时以几乎0.9194Vs（剪切波速度）的速度传播，这里的Vs（剪切波速度）是半空间的横波速度（sheriff and Geldart，1983）。
浅谈新方法新技术在岩土工程勘察中的运用
浅谈新方法新技术在岩土工程勘察中的运用摘要：随着经济的发展，建设工程数量不断上升，规模不断扩大，建设工程目前面临的首要难题是岩土工程问题，在岩土工程中最基础的难题是岩土勘察。
因此针对各地质要使用合适的勘察方法，合理使用科学技术，获得更好的勘察效果。
本文主要阐述在岩土工程勘察中运用的新技术和新方法，仅供参考。
关键词：新技术；岩土工程；勘察岩土工程勘察影响着建筑工程施工质量和安全系数，应用勘察新方法和新技术能够提高勘察结果的精准性。
岩土勘察是施工准备的必备内容，新勘察方法是使传统勘测方法和科学技术结合所产生的，可以节省人力、财力和时间，提高经济效益。
一、阐述岩土勘察的意义勘察岩土工作需要分析开展，结合工程的实际情况开展勘察工作。
岩土工程流程可把工程区分开，划分为政府工程、学校工程和深基坑工程等。
工程的类型主要是由国家限定，划分工程勘察要根据工程的种类，划分勘察的方法各工程存在勘察差异。
岩土勘察工作流程分为详细勘察、初步勘查和工程选址等流程。
岩土勘察包含着多种知识，因此需要工程师有着丰富的工作经验。
开展勘查工作能够有效避免施工中出现失误，减少资金浪费，保证工程质量，对于工程建设有着重要意义，能够让工程师按照勘察数据制定解决方案，有效避免施工中可能出现的经济损失情况。
二、阐述岩土勘察存在的问题科学技术不断健全，岩土勘察技术也在不断创新，虽获得了显著效果，但也存在着某些问题。
我国幅员辽阔，但地形地貌存在着较大差异，岩土情况也不同。
地质条件的复杂多变，增加了勘察岩土工作的复杂性。
技术人员应结合实际情况分析工程建设的条件，合理使用科学的手段分析区域的地质条件，从而掌握有关的数据资料，为后续工程建设提供参考。
因此探究岩土工程勘察存在的问题有：（一）应用数字化技术不够全面科学技术被广泛的使用在各行业中，某些勘察单位在开展岩土工程勘察时，仍旧使用传统的文字表格图纸结合的方式。
工作人员因受技术约束无法开展处理工作，导致应用后期资料和信息时可能出现系统问题。
微动探测技术及在工程勘察中运用分析
微动探测技术及在工程勘察中运用分析摘要：科学技术的迅猛发展，给微动探测技术的产生和发展，提供了新的路径。
近年来，微动探测技术被广泛应用到了各类工程的勘察作业中，给工程施工提供了大量有价值的数据。
基于此，本文对微动探测技术的原理进行了简要分析后，重点阐述了这项技术的具体应用方式，其中涵盖了有效采集数据、科学处理数据等，以期为相关人员提供参考和借鉴。
关键词：微动探测技术；工程勘查；运用分析引言：微动探测技术属于天然面波技术，这种技术在初期主要是用作估算地球深部横波视速度结构，以此对地球深部的属性变化等元素进行研究。
相较于传统的探测技术，微动探测的深度要更大，并且具有极强的抗干扰能力。
本文以某供水管道岩石工程为主要案例，详细分析了微动探测方法在城市管道工程中的运用方式，旨在提升运用质量和效率1微动探测技术原理微动的含义是指自然现象和人类活动在地球表面引起的一系列微动。
微动探测技术属于被动源面波法，常用于地震勘探中，其主要的台阵方法有，三角形、菱形以及L形等，如图1。
在设计台阵的类型时，要结合场地的实际情况科学选择。
微动探测技术是基于平稳随机的过程，通过多种探测方式，获得相应的微动信号，对相关探测数据进行分析和处理后，可以获取瑞雷面波的频散曲线，在非均匀介质中，瑞雷面波会呈现出频散特性，这种特性会反演频散曲线，从而得到地下介质的横波速度。
除此之外，微动的特点有：无论何时地球表面都会存在、触发时间、方向以及强度等具有随机性、面波能量为微动总能量的17%、在时空范围一定的情况下，会呈现出统计稳定性的特征，可以借助空间和实践的平稳，随机描述过程[1]。
图 1 微动探测台阵图2微动探测技术在工程勘察中的运用方式2.1数据采集想要采集到准确的面波频散信息，就要科学合理地使用微动探测技术。
这种技术在采集数据的过程中，主要是应用二维台阵获取信号，台阵的布设方式如图1所示。
一般情况下，会使用圆形台阵，这种布阵方式的观测站台大概有5-13个，其中1个布设在圆心位置，剩余的均匀分布在圆周上。
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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。