浅层地震勘探实验报告.docx
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浅层地震勘探实验报告.docx
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浅层地震勘探实验报告
XXXXXXX学校
实验报告
实验课程
地震地质工程
实验名称
浅层地震物探
实验地点
学生姓名
组长
指导老师
实验时间
2016年03月26日
一、实验目的
通过教学实验实习,目的是使同学对浅层地震勘探技术掌握,了解浅层地震仪器的使用和仪器工作参数的选择;了解浅层地震勘探激发条件的选择,检波器的安置条件;地震反射波法野外资料的采集技术及方法,并进行资料的整理与解释;了解地震勘探野外工作施工的过程。
二、实验内容
1、使用浅层物探设备对xx场地进行实验,掌握浅层地震物探技术方法
2、使用Geogiga软件对所采集数据的资料处理(反射波法)
三、实验原理
地球物理条件
地下介质内部存在波的阻抗差,波阻抗是介质的速度和密度的乘积。
具有一定厚度的地层与相邻地层存在有波阻抗差异时,才具有开展浅层地震勘探的前提。
只要波遇到弹性性质不同的分界面,就会有反射界面。
表中分别列出了岩土介质中的波速、平均密度以及波阻抗的变化范围。
表几种岩石的波阻抗
岩土名称
速度/(m·s-1)
密度/(g·cm-1)
波阻抗/(104g·s-1·cm-2)
土壤
200-800
砂层
300-1300
黏土
1800-2400
砂岩
2000-4000
石灰岩
3200-5500
岩盐
4500-5500
结晶岩石
4500-6000
第四系覆盖层与基岩、砂与粘土、砾石层与粘土、砂层之间有明显的波阻抗差异和波速差异,各层具有一定的厚度时,均可形成反射界面;有断层、破碎带等地质构造情况时,在断层面上会产生断面波、弯曲界面上会产生回旋波、在断点和尖灭点上会产生绕射波等,所以来自断层面或特殊地质构造面上的反射波会有明显异常;当疏松的覆盖层或风化带饱含地下水时,其波速将会明显地增大,对与P波来说,潜水面就是一个明显的波阻抗界面;一般基岩各风化层间从上到下通常具有速度和密度递增的趋势,多数情况下基岩风化层存在3~4个速度或波阻抗界面,这些界面常与全风化、强风化、中风化、弱风化和微风化界面相一致或相接近;以上地质条件均为地震勘查提供了物理条件。
浅层地震反射波法
浅层地震反射波法是地震勘探方法中的一种。
在地表向下激发地震波,当地震波向下传播遇到弹性不同的分界面时,就会发生反射,地震勘探仪器记录这些反射地震波。
由于反射波在介质中传播时,其传播路径、振动强度和波形将随着通过介质的结构和弹性性质的不同而变化,根据接收到的反射波旅行时间和速度资料,就能推断解释地层结构和地质构造的形态,而根据反射波的振幅、频率、速度等参数,则可以推断地层或岩石的性质,从而达到地震勘探的目的。
(图反射波法工作原理示意图)
图反射波法工作原理示意图
地震波在其传播过程中遇到介质性质不同的岩层界面时,一部分能量被反射,一部分能量透过界面而继续传播。
在垂直入射情形下有反射波的强度受反射系数影响,在噪声背景相当强的条件下,通常只有具有较大反射系数的反射界面才能被检测识别。
地下每个波阻抗变化的界面,如地层面、不整合面(见不整合)、断层面(见断层)等都可产生反射波,在地表面接收来自不同界面的反射波,即可详细查明地下岩层的分层结构、断层特征及其几何形态。
四、实验器材
S-Land采集系统简介
本次浅层地震勘探实验使用的是美国SI公司S-LAND工程地震仪。
和传统的检波器组合技术相比,S-Land的数字检波器技术具有两方面优势:
①模数转换在检波器上完成,避免大线传输过程中的干扰;②数字检波器静校叠后输出波形比传统模拟检波器组合的分辨率更高。
主要技术指标:
输入阻抗:
1kΩ
电容:
5纳法
模数转换:
24位Δ-Σ模数转换器
前置放大倍数:
0dB,12dB,24dB,36dB
输入信号水平:
0dB5Vpp
12dB
24dB
36dB
漂移:
自动校正
采样率:
,,1ms,2ms
带宽(-3dB):
428Hz
阻带衰减:
(-6dB增益下高于Nyquist频率测量)>130dB
通带纹波:
(低于400Hz)
通带相位特性:
线性
抗干扰能力:
抗220V/380V,50Hz/60Hz工频干扰
信噪比:
(均方根比值800Ω终端输入)
0dB123dB(典型)>120dB
12dB122dB(典型)>118dB
24dB115dB(典型)>112dB
36dB103dB(典型)>100dB
数据传送速率:
100mb/s
数据记录:
连续、无间隔、实时数据记录
电池电压:
输入12V(带保险丝)
功耗:
<250mW
工作温度:
-40~75℃
操作系统:
Windows7
震源:
锤击震源采用5kg大锤。
图S-LAND工程地震仪的各工作模块
数据处理软件
实验采用地震反射波法,数据的处理采用的是骄佳技术公司(GeogigaTechnologyCorp.)的GeogigaSeismicPro软件的GeogigaReflector子模块。
骄佳技术公司(GeogigaTechnologyCorp.)主要位于加拿大阿尔伯特省卡尔加里市,是国际领先的地球物理方法技术研究及软件开发的专业技术公司。
多年来,先后开发完成电阻率成像、反射波法、折射波法、面波法及井间地震波法等一系列地球物理数据处理与解释软件,其领先的技术、齐全的功能和易学易用的操作受到业界一致推崇,用户遍及世界各地
五、实验步骤
室外采集
1、制定实验计划;准备实验器材
2、按照试验计划和操作规范布设测线,测线的标准规范有:
①地震测线宜为直线,尽量减少因遇障碍物出现剖面空白地段,如遇较大障碍物无法连续布设,测线可平移或分段。
②测线尽可能与已知地质勘探线重合或通过已有地质钻孔。
③若有已知断层可能存在,测线宜垂直跨越地下构造的走向,长度应以能够控制被探测的断层位置为准。
由于本次实验场位于学校内,场地条件不佳,且试验的主要目的是掌握浅层地震勘探的野外数据采集工作,因此测线的布设仅满足部分条件。
3、
检波器布设,本次实验按照1m的道间距布设检波器,检波器安插必须遵循“直、准、紧”的原则,即检波器的间距必须满足道间距的要求,检波器必须垂直且安插紧固稳当。
(图)
图按照规范安插道间距为1m的检波器
4、按照规范连接各工作模块
5、试验性测试,得到最佳偏移距,本次实验的偏移距设置为40m
6、
根据实验目的及场地条件设置合适的采集参数(图)。
图设置合适的采集参数
7、敲击人工震源,进行数据采集
反射波法数据处理
本次资料处理内容主要包括:
定义观测系统、增益控制、道编辑、滤波、反褶积、野外静校正、速度分析、动校正、剩余静校正、叠加、时深转换、叠后偏移等,(图、定义观测系统
准确建立、排列炮、检波点的空间位置,是提高处理质量的必要条件,是一切处理工作的基础,不正确的空间位置排列会导致地质构造假象,见图。
2、增益控制
对地震数据采用自动增益和道间均衡增益控制,提高信噪比,达
到压制干扰波的目的。
3、道编辑
剔除不正常工作道,压制噪声,从而提高信噪比,达到净化剖面的目的。
4、扩散校正
消除炮点激发能量随深度衰减导致深部接收信息较弱的影响,从
而到达提高信噪比目的。
5、滤波
通过频率滤波,用巴特沃斯滤波器对地震数据进行带通滤波,压制干扰信号,提高信噪比,提高有效波信号,取得了良好的效果,见图。
图反射数据处理流程图
六、实验结果(数据和图表)
室外数据采集
本次实验一共布设了72个检波器,实验偏移距为40m,采集设置为24道接收,一共接收到36条合格的数据记录。
室内数据处理
数据处理按照地震反射波法勘探的处理流程进行数据的处理
数据处理结果的分析
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- 关 键 词:
- 地震 勘探 实验 报告