利用高密度地震映像法探测覆盖层厚度、基岩面的起伏情况
物探技术在岩土工程勘察中的应用
物探技术在岩土工程勘察中的应用一、物探法浅析工程物探主要立足于电学原理、电磁波理论以及弹性波等技术。
例如，弹性波技术有着发展最快并广泛应用的现实，根据介质对弹性波做传递，进而对地下物有了解。
若地下物出现很大的界面物性不同性，弹性波便能以动力、运动学上对异常快速表现，应用到的方法有瞬态面波法、弹性波测井、地震映像法等。
电磁波技术则以高密度电法、地质雷达技术为代表。
做好工程物探要做好数据采集，计算、分析与解释采集而来的数据，并与工程建设相联系，是最为重要的关键点。
能否正确判断、分析工程建设中的岩土问题与采集数据的解释有很大关系。
例如，弹性波勘探，干扰波的压制与分离为最为直接工作，实现有效波的保留。
在现实勘探中，有必要利用现实硬件与软件技术，对有效波与干扰波认真识别，保证成果解释的真实性。
另外，物探工作可能因复杂的场地而出现多种解释，归类分析异常是解释资料的前提，其他的对比分析也比较重要，如室内试验、原位测试与钻探等验证。
二、岩土工程勘察应用物探法的现实意义首先，基岩面的复杂起伏可由物探法探知，实现钻孔布置的合理；其次，对于岩溶发育区，岩溶分布很复杂，物探法也可轻松的探测出具体情况。
满足灵活布置钻孔，掌握岩溶分布区域；第三，地下人工设备在地下的赋存状态可由物探法得到。
例如，若人工地下设备的规模不大，那么钻孔的投入就可以尽量的少；第四，勘察水域时，水域地下层状况也可通过物探法获得，不会做较多钻探，投入也最大的节约。
所以说，工程建设在前期重视物探，不仅在钻探上有资金节约功效，同时也为后来工程有扎实的基础保驾护航。
三、应用实例浅谈（一）物探法在岩溶发育区的应用熔岩勘察工作要解决宽泛的问题，不仅有基础的地基工作，同时渗漏岩溶工作，如分布区域的提供等也不能马虎。
因为岩溶发育比较复杂，样式多样，不经勘察直接钻孔是不能达到预期设计成效的。
物探法应用在岩溶中可以说是物性差异界面的理想勘察方式，同時也具有典型的空间地质体结构。
地球物理勘探试题
1、视电阻率:若进行测量的地段地下岩石电性分布不均匀时，上式计算出的电阻率称为视电阻率，它不是岩石的真电阻率，是地下岩石电性不均匀体的综合反映，通常以rs表示2、纵向电导:是指电流沿水平方向流过某一电性层时，该层对电流导通能力的大小。
3、各向异性系数:岩石的电阻率具有明显的方向性，即沿层理方向和垂直层理方向岩石的导电性不同，称为岩石电阻率的各向异性。
岩石电阻率的各向异性可用各向异性系数λ来表示4、视极化率:当地形不平或地下不均时，按式η=△U2/△U计算出来的参数称为视极化率。
5、衰减时 :把开始的电位差△U2作为1，当△U2变为（30%，50%，60%）时所需的时间称为衰减时S6、含水因素:测深曲线的衰减时与横轴在一起所包围的面积7、勘探体积 :长为两个点电源之间距离AB，宽为（1/2）AB，深也为（1/2）AB的勘探长方体8、扩散电位：两种不同离子或离子相同而活度不同的溶液，其液液界面上由于离子的扩散速度不同，而形成的电位。
9、卡尼亚电阻率:在非均匀介质条件下,以实测阻抗计算出的量称为卡尼亚视电阻率.它的数学表达式为:ρa=Z2(ωμ)(3)ρa—卡尼尔电阻率(Ω·m)10、趋肤深度:电场沿Z轴方向前进1/b距离时，振幅衰减为1/e倍。
习惯上将距离δ＝1/b 称为电磁波的趋肤深度11、振动图:某点振幅随时间的变化曲线称为振动图12、波剖面图:某时刻各点振幅的变化称为波剖面13、视速度:沿射线方向Ds传播的波称为射线速度，是波的真速度V。
而位于测线上的观测者看来，似乎波前沿着测线Dx，以速度V*传播，是波的视速度14、均方根速度:在水平层状介质中，取各层层速度对垂直传播时间的均方根值就是均方根速度15、动校正:反射波的传播时间与检波器距离爆炸点的距离远近有关，并与反射界面的倾角、埋深和覆盖层波速有关，由此产生的时差称为正常时差，需要进行正常时差校正，称为动校正。
16、静校正:对由于地表不同检波点的高程和地表低速层的厚度、速度变化等的影响所产生时差的校正称为静校正，它包括井深校正、地形校正、低速带校正。
面波和地震映像在岩溶勘探中的应用
面波和地震映像在岩溶勘探中的应用周佩华【摘要】介绍了面波勘探与地震映像勘探的原理,根据正常灰岩和岩溶区域的不同地球物探特征,分析了岩溶异常的地球物理特征,并结合工程实例,论述了面波勘探与地震映像勘探的优缺点,为勘探方法的选择提供了依据.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2016(042)002【总页数】2页(P77-78)【关键词】岩溶区域;面波勘探;地震映像【作者】周佩华【作者单位】成都水文工程地质工程队,四川成都610072【正文语种】中文【中图分类】P624随着工程勘察日益增多，灰岩地区的岩溶不良地质体的探测问题成为勘探中较为棘手的问题。
为了避免盲目布置勘探钻孔，物探勘探手段越来越被重视。
目前在浅部岩溶勘探中使用的物探一般以电法为主，但随着工业发展，地电干扰越来越严重，在很多测区电法无法施工，因此地震勘探在岩溶勘探中也逐渐被使用，目前在岩溶勘探中地震勘探主要以地震映像和面波为主。
1.1 面波勘探原理瑞雷面波与地震勘探中常用的纵波和横波不同(它们都是体波)，面波是一种地滚波。
且瑞雷面波的能量主要集中在介质自由表面附近(即地表附近)。
瑞雷面波在传播过程中，介质的质点运动轨迹呈现一椭圆极化，长轴垂直于地面，旋转方向为逆时针方向，传播时以波前面约一个高度为λR(R为波长)的圆柱体向外扩散。
面波的波动方程如下：其中，σ为泊松比。
因此通过求解可以得到。
1.2 地震映像勘探原理地震映像(又称高密度地震勘探和地震多波勘探)，是基于反射波法中的最佳偏移距技术发展起来的。
这种方法可以利用多种地震波作为有效波来进行探测，也可以根据探测目的要求仅采用一种特定的地震波作为有效波。
地震映像法的主要特点有：数据采集速度较快，但抗干扰能力弱，勘探深度有限；地震映像法在资料处理过程中不需要进行校正处理，节省了资料处理时间，避开了动校正对浅层反射波的拉伸、畸变影响，可以使反射波的动力学特征全部被保留，地震记录的分辨率不会受影响；地震映像法在资料解释中可以利用多种地震波的信息。
地震折射波法反射波法
折射波法的道间距。
6.组合检波
目的：利用有效波和干扰波在视速度或传播方向上的差异来削 弱干扰波。
定义：使用两个以上检波器组成一组，按一定的形式（直线 或面积）安置在排列上，作为某一道的地震信号。即将几个检波 器当成一个检波器使用。
要求：具有相同方向特性和频率特性。
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七、有效波和干扰波 1、有效波和干扰波的定义
2.排列长度
L(N 1 ) X
显然，道间距大，排列长度大，工作效率高。不宜太大， 相位追踪 对比困难，远处能量衰减大。
3.偏移距
定义：炮点离最近一个检波器的距离，用X1表示。
工作中：端点不设检波器。一般为道间距的整数倍。
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9
4.炮检距和最大炮检距
定义：离开炮点最远的检波点与炮点的距离，用Xmax表示。
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在干燥或疏松的岩土中激发时，对有效波吸收强烈，面波能 量相对增强；
爆炸井深时面波减弱，井浅时面波增强。
(3)多次反射
当地下存在强波阻抗界面时会产生多次反射。
特点：与一般反射波相似，但视速度稍低，通过时差分析 来识别。 2.外界干扰波
(1)随机干扰 定义：指无一定规律、无一定频率及视速度、杂乱无章的 振动。 随机干扰频谱很宽，不能利用频率滤波压制。
3、若地形起伏较大时，在必须在起伏的顶部及底部设置 激发点，保持测线分段观测的直线性。
4、调查滑坡和边坡的测线，通常以主滑动方向为中心布 置成相互垂直的网格状，其中一组测线和地层走向平行。
5、使用折射波法追踪断层时，测线与推断的断层走向垂
直相交。
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二、测线长度与探测深度的关系
地震测线长度基本要求：
【煤矿地质学及贸易术语练习题及参考答案】
【煤矿地质学及贸易术语练习题及参考答案】解理：指结晶矿物在受外力打击后，沿一定的方向规则地裂开，形成光滑平面的性质。
片理：指板状矿物、片状矿物和柱状矿物在定向压力作用下发生平行排列而形成的构造。
层理：是沉积物在沉积过程中在层内形成的构造，主要由沉积物的成分、结构、颜色等在垂向上的变化而显示出来。
是沉积岩最重要的沉积构造类型。
节理：断裂两侧的岩层或岩体沿破裂面断开，但没有发生明显的相对位移的断裂构造称节理构造。
化石——保存在地层中的古生物遗体和遗迹。
矿物——地质作用形成的、具有较稳定的化学成分和一定的物理化学性质的单质和化合物，一般为固体。
沉积岩——在地表条件下、由先成的岩石经风化作用、搬运作用、沉积作用和成岩作用形成的岩石。
瓦斯——煤矿生产过程中由煤层及其围岩释放出来的一种多成分的混合气体，一般以甲烷为主，其次为氮气和二氧化碳。
储量——储量是煤田内蕴藏的具有一定工业价值和一定研究程度的煤炭资源数量；岩浆——在地下深处形成的、高温、粘稠的、以硅酸盐物质为主要成分的熔融物质，可含有一定量的挥发性组分和金属硫化物物质。
陷落柱——是由于煤层下伏碳酸盐岩等可溶性岩层经地下水强烈溶蚀而形成空洞，从而引起上覆岩层失稳，向溶蚀空间冒落、塌陷，形成的筒状或似锥状柱体，内部充填塌陷形成的角砾状岩石碎块，俗称无炭柱。
构造运动——造成地壳岩层位移、变形的内力地质作用。
1.摩氏硬度计：十种矿物作为相对硬度的是个级别，从1级到10级为：滑石，石膏，方解石，萤石，磷灰石，正长石，石英，黄玉，刚玉，金刚石2.解理与端口：解理：外力打击下，总是沿一定方向裂开成光滑平面的性质。
端口：外力打击下，在任意方向产生不平整端面的性质。
3，含水层－能透水且含有地下水的岩层。
隔水层－透水性能差，对地下水运动、渗透起阻隔作用的岩层。
4，组合带：指所含化石的内容在整体上构成与相邻地层不同的自然组合的地层体。
正断层：上盘下降、下盘上升的断层。
承压水是充满两个隔水层之间的含水层中的地下水震中：震源在地表的投影点。
地震映像方法及其应用
地震映像方法及其应用
单娜琳;程志平
【期刊名称】《桂林理工大学学报》
【年(卷),期】2003(023)001
【摘要】讨论了地震映像方法的特点以及折射波、反射波、面波和绕射波在相同偏移距采集方式下的波形特征和同相轴的形态;给出了工程勘查中常见的土洞、岩溶塌陷、溶洞、基岩面起伏、断裂带等不同地质条件下的5个探测实例.根据工作目的和地质条件的差异,各实例分别采用了一种或一种以上的有效波,为资料解释提供更充分的证据.这些实例说明地震映像法利用多种地震波进行勘探的优点和效果.【总页数】5页(P36-40)
【作者】单娜琳;程志平
【作者单位】桂林工学院资源与环境工程系,广西桂林,541004;桂林工学院资源与环境工程系,广西桂林,541004
【正文语种】中文
【中图分类】P631.42;P631.443
【相关文献】
1.基于地震映像的河湖水下抛石精准识别方法 [J], 余金煌;付强;谢磊磊;常文凯;卓越
2.地震映像在工程探测中的野外工作方法试验及应用 [J], 姜贤斌
3.高密度电阻率法和浅层地震映像法在岩溶塌陷勘察中的应用 [J], 陈权;胡斌;杜春龙;梁本旺
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5.地震映像数据的时频分析方法及应用 [J], 单娜琳;程志平;丁彦礼
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病险水库渗漏探测中的综合物探技术
病险水库渗漏探测中的综合物探技术摘要：水库渗漏，一方面会降低水库的社会效益，另一方面随着时间的推移，可能导致溃坝或溃堤。
物探技术是水库渗漏探测的重要技术手段，能为有效封堵及防渗处理提供可靠依据，对水库大坝的运行安全有着重要意义。
目前常用于水库、大坝渗漏探测的物探技术主要有：高密度电法、地质雷达法、面波法、伪随机流场法、充电法、瞬变电磁法、微动法、磁电阻率法及水下机器人摄像及喷墨检查等。
由于物探方法具有多解性，且每种方法有一定的局限性和适用性，实际运用过程中，应综合考虑所探测水库的地质条件、所处环境特征及渗漏情况等因素进行合理地选择。
关键词：病险水库；渗漏探测；综合物探技术引言坝体渗漏易使其坝体内部产生较大的渗透压力，导致大坝强度降低，还可造成水库存水量损失，降低水库效益。
钻探方法在水库渗漏勘测中具有一定的盲目性，少量的钻探工作常常无法满足探测精度的要求。
综合物探技术具有高效无损的优势，且能反映一定深度范围内地下介质物性的连续变化规律。
1技术思路与工作布置针对该水库渗漏的情况，根据已有资料、结合现场地质情况，本次渗漏探测工作总体思路拟采取“水陆空结合，分期实施”的方式开展工作。
（１）水库渗漏点的确定。
①采用伪随机流场法对库区面板７３０高程处往上游方向２００ｍ水面库区范围进行面积性的普查，在发现异常部位进行加密和重复测试；然后在发现疑似渗漏的部位采用无人潜器进行水下摄像及喷墨检查，以确定渗漏的位置和规模；②对库区水面以下范围面板、趾板及坝体边缘与基岩接触带５ｍ范围采用无人潜器进行水下摄像观察，对异常部位进行喷墨检查，以确定渗漏点的位置及规模。
（２）渗漏路径的探查。
在坝后采用地面瞬变电磁法及无人机航空瞬变电磁法进行探测，分析可能的渗漏路径。
（３）综合分析物探测试成果及库区水文地质调查成果，推测坝后渗水的来源、与库水的关系以及大致的流径范围。
2常用物探方法及原理2.1探地雷达法探地雷达方法是将高频电磁波以脉冲形式通过发射天线定向送入地下介质，雷达波在地下介质中传播时，当遇到存在电性差异的地下介质或目标体时便发生反射，反射回波返回地面后由接收天线所接收，通过AD芯片将模拟信号转化为数字信号后进行存储。
岩土工程勘察复习答案
第一章习题答案一、基本概念1、工程地质条件可以理解为与工程建筑有关的地质要素之综合，包括地形地貌条件，岩土类型及其工程地质性质，地质结构，水文地质条件，物理地质现象，以及天然建筑材料等六个要素。
2、工程地质问题指工程建筑与地质环境（可由工程地质条件具体表征）相互作用、相互矛盾而引起的，对建筑本身的顺利施工和正常运行和对周围环境可能产生影响的地质问题。
二、填空题1、建设场地的工程地质条件可以理解为与工程建筑有关的地质要素之综合，包括地形地貌条件、岩土类型及其工程地质性质、地质结构、水文地质条件、物理地质现象、以及天然建筑材料等六个要素，其中岩土类型及其工程地质性质是最基本的要素。
2、工程地质勘察阶段按工民建可分为：（1）选址和可行性研究，（2）初步勘查阶段（3）详细勘察（4）施工勘察三、选择题1、建设场地的工程地质条件可以理解为与工程建筑有关的地质要素之综合，它包括六个要素。
其中最基本的要素为以下哪个方面（ B ）A、地形地貌条件B、岩土类型及其工程地质性质C、地质结构D、水文地质条件E、物理地质现象F、天然建筑材料２、以下各勘察方法中是工程地质勘察中一项最基本的勘察方法的是（ A ）A、工程地质测绘B、工程地质物探及勘探C、工程地质试验（室内、室外）D、工程地质长期观测３、砾砂的颗粒级配应为以下哪种（ A ）A、粒径大于2mm的颗粒质量占总质量25-50%；B、粒径大于2mm的颗粒质量占总质量50%；C、粒径大于2mm的颗粒质量占总质量25%；D、粒径大于20mm的颗粒质量占总质量25-50%；4、卵石的颗粒级配应为以下哪种（ B ）A、粒径大于200mm的颗粒质量占总质量50%；B、粒径大于20mm的颗粒质量占总质量50%；C、粒径大于2mm的颗粒质量占总质量50%；D、粒径大于20mm的颗粒质量占总质量25-50%；５、中砂的颗粒级配应为以下哪种（ C ）A、粒径大于2mm的颗粒质量占总质量50%；B、粒径大于0.5mm的颗粒质量占总质量50%；C、粒径大于0.25mm的颗粒质量占总质量50%；D、粒径大于0.25mm的颗粒质量占总质量25-50%；四、问答题1、工程地质勘查的基本任务具体有哪些？答：工程地质勘查的基本任务就是为工程建筑的规划、设计和施工提供地质资料，运用地质和力学知识回答工程上的地质问题，以便使建筑物与地质环境相适应，从地质方面保证建筑物的稳定安全、经济合理、运行正常、使用方便。
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利用高密度地震映像法探测覆盖层厚度、基岩面的起伏情况
发表时间：
2018-08-14T14:53:22.053Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第8期 作者： 黄朋1 宋金利2
[导读] 结合工程实例，介绍高密度地震映像的原理、工作方法及数据分析。
河北中核岩土工程有限责任公司
河北石家庄
摘要：选用高密度地震映像法探测第四系滨海相沉积层厚度、基岩面的起伏情况等；结合工程实例，介绍高密度地震映像的原理、工
作方法及数据分析。
关键词：地震映像；测线；地质构造；偏移距
前言
高密度地震映像是浅层反射法地震勘探的一种，是基于反射波法中的最佳偏移距及时发展起来的，这种方法可以利用多种地震波作为
有效波来进行探测。
高密度地震映像法的主要特点：首先，数据采集速度较快，但抗干扰能力弱，探测深度有限；其次，高密度地震映像法在资料处理过
程中不需要进行校正处理，节约了资料整理时间，避开了动校正对浅层反射波的拉伸、畸变影响，可以是反射波的动力学特征全部被保留
[1]
。
1
工作方法及原理
经过现场试验排列，选择一个最佳公共偏移距，保持所选定的偏移距，移动震源，每激发一次，使用地震仪单道接收，最终得到一张
沿设定测线的多道记录，利用高密度地震映像处理软件对所采集的数据进行数据编辑、去噪、频率滤波、道均衡、
τ-p变换等分析处理，输
出地震映像时间剖面。结合地质资料，对地震映像时间剖面进行分析，将时间剖面转化为深度剖面，得出地质解释。由于海水介质相对均
匀，水中没有横波和面波干扰，水底界面和基岩界面均有显著的波阻抗差异，存在较强的反射界面，符合应用高密度地震映像法进行勘察
的地球物理条件
[2]。
2
野外方法试验
在进行高密度地震映像数据采集工作开始前，进行了现场试验。试验内容包括震源能量、激发间隔时间、滤波通带、采样间隔、记录
长度、偏移距、炮间隔、航速等。
野外工作方法技术：采用拖拉式连续匀速航行和人工激发方式施工，接收电缆牵挂在船尾部向后延伸。地震采集时，物探测线采用
GPS
导航定位，探测船只沿布设测线呈匀速航行。为保证完全覆盖设计测线，提前上线，推迟下线。
3
高密度地震映像数据分析
地震映像资料分析主要根据反射波波形图，在海底及淤泥与基岩面位置存在明显的波阻抗差异，地震波会在界面位置产生反射波组，
反射波组同向轴位置显示海底位置及淤泥与基岩界线位置，如遇反射波同向轴发生错断这说明覆盖层缺失或者存在其它地质构造。
高密度地震映像勘探共完成测线3条，测线编号为DZ1-DZ1’、DZ2-DZ2’及DZ3~DZ3’。测试区域有大量的钻孔资料，许多钻孔在测线
上，这为地震勘探的地质解释提供了很好的便利条件。根据地震深度剖面成果图，结合地质资料，对各测线进行地质解释。
图1 DZ1-DZ1’地震映像波形图
DZ1-DZ1’
测线位于温排水外供区海域隧洞轴线北侧陆地，由北向南施测，该测线炮检距3m，炮间距1.5m，测线长120m，地震映像波
形图显示，在约
50ms位置存在明显连续同向轴，与钻孔资料对照该位置即为覆盖层与基岩界面（图1中红色虚线所示位置）。DZ1-DZ1’测
线覆盖层分布较为均匀，厚度约为
10m，该测线位置未见重大地质构造通过的迹象。
图3 DZ3-DZ3’地震映像波形图
DZ3-DZ3’
测线位于温排水外供区海域隧洞轴线南侧陆地，由北向南施测，该测线炮检距4m，炮间距1.5m，测线长约140m，地震映像
波形图显示，在
40~60ms位置存在明显连续同向轴，与钻孔资料对照该位置即为覆盖层与基岩界面（图3中红线所示位置）。DZ3-DZ3’测
线覆盖层呈现北部薄南部厚的特点，厚度范围大致在
6~17m，该测线位置未见重大地质构造通过的迹象。
综上所述，隧道轴线探测区域内覆盖层厚度范围大致在2~18m，探测范围内未见重大地质构造通过的迹象。
4
结束语
采用高密度地震映像法探测覆盖层厚度时，采用了多种有效波，分析解释依据更充分，再结合附近钻孔地质后，能得到更好的效果，
但是分析地震波的种类、合理地采集有效波
[1]，准确地分析解释地震映像波形图的基础仍然是制作和分析试验剖面，必要时，在同一区
域，需要根据地质情况布置多个勘探剖面。
参考文献
[1]
单娜琳，程志平，地震映像方法及其应用，桂林工学院学报，2003，23（1）：36-40.
[2]
《水利水电工程物探规程》（SL 326-2005），中华人民共和国水利部发布，2005.8