地震勘探原理课后题答案.docx
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地震勘探原理课后题答案
【习题1】斯奈尔定律与费马原理的关系
已知地质模型妙图1斫斥减出事种车同人射用的射线路径「从&点到D点点点与D点的水平距离为I切Om*垂直JE离为2W0血人井计算其相应的族右时*雉剤知(单程厳方时〉图*从图申找出満足费马殊理的路徑’即单程療斤时*捕时应的釦祖皓蛤出的2种介质的速度價.脸证这—跻径挺再符脅斷奈尔足庫
-io*-I护niriv6
旳'I
图1±s>
解:
设OS=x,反射角为B,
可以得出arctan(1.5tan)
故单程旅行时
由图中可以看出入射角为20°-25。
之间的某个值时,旅行时最小。
为了求出最小旅行时所对应角度的近似值,采用C语言编程求之。
可以求得OS=x=398.1时,t最小。
此时,9=arctanO.398仁21.7075°所以,sin9=0.3699,sinB=0.7405
sin9/sinB=0.3699/0.7405=0.4995近似于0.5
而V1/V2=2000/4000=0.5
符合snell定律。
【习題“粮据恵]E斯原理绘制时间埼和时距曲拔
已知―用平界面的埋琛肖SOO弄面卜・下弁做的波速分别M000
in*.疫求完成JU下工作士
(I)址制肘同场.时间场通常用爭时线寿示,按爭时纯间陽%山05$烧制度达波■反射沽和折射旅的时阖场.按等时线间囁为60吃5m绘制邃射渡、淆和渡的时间场(透射攪淞』杀等时线叩可X
(2)韻懈荐導时螺到达地向各点的时何绘構賈达读、臣射狡和折射旌杓时融曲疑*注慮应在储件上反腆出它fn的主要特点和相互艾廉.在舂时貶曲醴上拢出止个特黑点*比较从图匕俱出的“・工>但勺按飪式什鼻的值+井析豳疳胸墓别.
比關尺和图價h
RhMttfl尺为1*10go*即1呵代衣100mi时阿比侧尺为Irmft*XI九
曲达fit爭时纹用实铁
反射谧等时撰用出鐵
折射at暉时线用点线
透射旅專时観用实线
嘴打at等时域用赛績
岭厠时釆用社crux霸cm的方帯紙.应备出尺•睥现、量帶Kt尊工具.坐林带置如图2所
禾.
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爼■时时场的
【习趙3】地JRidft的特点和低恵
■
如图3所示,枉O点議找,長距oA200尬处布■1卜排列,共有14道,逼何距为10叭
酒发后得到的地II记最的--部井如图4所示.在诛记录上看到的呈1帯直达渡的】组按动图・
诩井析图4所示的圮景并回誉下列问魁:
(1)读出囹4札达战的到诂时阖*踽也竟送液的时即曲线'并根誓时距曲线的斜率求岀肯达波的速度.
(2)根携图4所示的记锻”画出下列务吋刻的诫剖面t(t-0,1U0.13,0.16*0.17*0.20%柞图时采用15cmX2Smi的方格娥.融离工的比割尺为1mm代农2皿;掘希的比例尺与地農记录上振啊的岀例尺相同*
<3}从務个时刻的St剖面上町息读出逍个渡的視波长敕值F視波长裁F多如根抵視波氏和視周期附公式从地逼记录上耨刮有爻牧fflb再用公贰计算视iitKtfb轉计算出的故值勺从波剖面上读出的数倩进行比软.’[
£4】这个械的诫剧面氏度是多少?
摭话圈的毎螂时间整多少?
(5)将r-0.16賈的兜整皱制恂圏形与地H记录上的掘动图进行出较,购看有什么拦泉?
均什么锥有这种養系?
(6)利用用4•了解地K记录的基本特点和所记录的地槿值息.
S3爼捡序关蔡吓恿馬
0.100.15a200.25
0.20
图1部分地濮记最
12345S7890121
«一1|一1
=f1
s^.向
解:
(1)直达波的到达时间依次为:
炮点
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
距离
(m)
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
到达时间
(s)
0.11
0.115
0.12
0.125
0.13
0.135
0.14
0.145
0.15
0.155
0.16
0.165
0.17
0.175
0,1
2002202402602803003203403&0
斜率为0.01/20=0.0005
故直达波的速度为1/0.0005=2000m/s
⑵
【习题心地震记录的波形参数计算
以ff=30e岀射的反射波的视周期T.=40m珀觇读长儿=2冈m,试计算它的视频率人和介质中的波連叫当规周期Tt不变,出射角m=时.人山…视肢歎也、规速度乱有无变化?
请计算相应的值.
asin30125m
365.5m
【习题5】正常时羞和倾角时差的计算
(1)水甲界面、均匀覆盖介质小=2500m/sTfc=l250叫卄算逾检距上=0,100,200,
1000m时的反射渡匯行时5*
卯n丄'Zz1+4A:
V■-“叩伫•月爲r.y■I**iif*j
计算各工值的正常时差少.
(2)倾斜界面、傾角爭=垃蔦激发点O处的界面法线深度fi.=l250均匀覆凰层波速"
=2500m/s*计算工=。
、士1QCL士200,士1000m时的反射波雄行时细*
切=丄旷+4局+4h(?
j*3in平
注意:
本題设界面上傾方向与話的负方向■-致,式中抿号内第3攻収正号.袒£本身有正负号》.>「…小沖一:
.「,;•「:
:
八1仁J
C3)用公式事严2行严f计算x-100,200,-J000m时的倾角时塾,并分析此公式计算出的展哪常点间的傾馆时差?
<4)用公式山:
=加一加”一爲计算工=100亡00’000m时的傾角时差.并分析这足相对于哪一点的倾齢时差?
山:
与直如有什么关系?
哪一亍精确?
为件么?
⑸根据公式虬=乩十专気爷完戒以下工柞t
1计算X-=100,200,—,1000m时的hmi
2计算%=牛,
3计算A此=如一品°■:
届己灼嘏尉门悄I愛、词儘I:
-\
试阿;加:
的物理意义是什么FA样与山:
有何关系?
根据少:
可以对倾帚时羞作何定义?
2*h2*1250,
1
v2500
十平
At
0
1
0
100
1.0008
0.0008
200
L003195
0.003195
300
1.007174:
0.007174
WO
1.012719
0.012719
500
I?
019804
0.019004
SOO
1.028397
0.023397
700
1.03846
CL038电&
900
1.049952
0.049952
900
1.0B2326
0.062826
1000
1.077033
0,077033
Jx2+4*h04*gsin10
t斜=——
v
心、」2*xsin10
2)td
V
t斜
0
1
100
1.007716
200
h016&48
300
1.027655
400
1,039792
500
1.053309
600
1.068153
700
1.084:
271
800
1.101606
900
1+12Q101
1000
1.139701
-L00
0,9^3835
-200
0.98S25
-300
0.9S6269
-400
CL98t902
-500
0.93516
-600
0.987041
-700
0.99Q534
-SOO
0.9&5623
-900
1+002284
-10CIO
1.010486
K
Atd
100
A013892
200
0.027784
300
0.041676
400
0.055567
500
0.069459
600
0.083351
700
0.097243
800
0.111135
900
0.125027
1000
0.138918
td为震源两边炮检距为X的两观测点的波传播时间相减得到的倾角时差。
(4)td'为倾角时差
X
评
t斜
丈斜-评
100
1.0008
1.007716
0.006916
200
1.003195
1.016949
0.013753
300
L007174
1.027655
0.020481
400
1.012719
1.039792
6027073
SOO
1.019804
1.053309
0.033505
600
1+028397
1.068153
0.039756
700
1.038<6
1.0B4271
CL04581
SOO
1.(X9952
1.101606
0.051653|
900
1+062826
1>12Q1O1
0.057275
td't斜tntot斜(tnto)t斜t平
1000
1.077033
1.139701
0.062668
td为震源两边炮检距为X的两观测点的波传播时间相减得到的倾角时差。
X
hmh0*sin10
(5)2
x
x/2
(A)hn
(B)toi
to
COAtrf
100
50
1258.682
1.006946
1
CL006946
200
100
1267.365
1.0138^2
1
0.013892
300
1150
1276.047
1.020E38
1
0・020838
400
200
1234.73
1.027784
1
0.027784
500
250
1293.412
1.03473
1
0.03473
600
300
1302*094
1.041676
1
0.041676
700
350
1310.777
1.048621
1
0.048621
800
400
1319.459
1.055567
1
0.055567
900
450
1328,142
1.062515
1
0.062513
1000
500
1336.824
1.069459
1
0.069^=59
t0
td''物理意义是动校正量
td''与td'的关系是近似相等
【习题砖倾角时基的计算与分析
如图5所示,已知界面倾第p=15j激发点O处界面袪线睬度爲=1000m■界面以上均匀覆邂介质的波連v=2000m/S^线垂宜界面走向,釆用中间厳发排列接收■按收点位于O点两fl!
±100.±200,±SOO,±400r±5001±SOOmD请完成以下工作:
(D利用帧斜界面反射波时密曲线方凰计算各道的反射就旅行时敕据*并画岀反射波时距曲践。
rf:
".岂
(2)根据茲式山_£则+'?
_心计算各道的正常时墨’并画出正常时差曲线;帳据近個公式3=肩一计算jc^IOOm和x-600m的加值,并与相应J的精确加值作比较.
(3)用傾斜界面反射波锻行时减去正常时差加得到剩余时蓋別补绘制剩余时差曲线:
悔域去珀得到愼角时差3名说明K和釦:
的地质直艾有什么不同?
⑷授据公式加戶辽尹计算备道的倾角时雄"匕较山冷的数值可得出什么结论?
(5)根据公式tr=丄'/工‘+4A.异4h%n甲—心计算i=100m和工=600tti时的精确动
校正与G)中的计算结栗比较,曲者有何差别?
解:
(1)倾斜界面反射波时距曲线方程:
JX~4*h0~4*x*h0sin
t--sinsin150.258819
v
X
1
100
1.014092
200
1.030il9
300
1.048873
400
1.069353
500
1.09174=6
600
1.115926
-100
Cl98824
'200
0.97&895
-300
0.972036
-iOO
0.567715
-500
0.9&5966
-&00
0.96G803
0.96
ag八
■BOO-6004tX)-20002004006008D0
⑵t02ho1
V
V
2£
to
正常时差爲t
-600
L044031
1
0.044030651
-500
1.030776
1
0.030776406
-iOO
1.019804:
1
0.019803903
-300
L011187
1
0.011187421
-200
1.D04:
988
1
0.004987562
-100
1.00L249
1
0.0012^922
100
1,001249
1
0.00124922
200
1.001988
1
0.004987562
300
L011187
1
0.011187421
400
1.019804.
1
CL019803903
300
1.030776
1
0.030776406
600
LOiiO31
1
0.044030651
正常时差At
005
0.045-
004
0.055
D.03
0.025
0.02/正常时弟血t
0.015
\o.oiJ/
0005
I111
-1000-500D5001000
根据近似公式
X
近似△t
-600
0.0i5
-500
0.03125
-400
①02
-300
0.01125
-200
0.005
-100
0.00125
100
0.00125
200
0.005
300
0.01125
400
Q・02
500
0.03125
600
0.0疾
2
x
正常时差
lifeAt
0.044030S51
-600
0+Q45
0.030776406
-500
0.03125
0.019803903
-400
0.02
0.011187421
'300
a.01125
0.00^987562
-200
0.005
0.00124922
-100
0.00125
0.D0124922
100
0.00125
0.0049875&2
200
0.005
0.011187121
300
0.01125
0.019803903
400
0.02
0.03077&406
500
0.03125
0.044Q3&651
600
0.045
2v2to
t
t
t;
(3)剩余时差
X剩余时差
-SOO0.9S519
-4000.917911
-3000.960849
-2000.9詰908
TOO0.986991
1001.012842
2001.025*3:
32
3001.037691
4001.M9555
500
1.060^7
6001.071896
倾帝吋差
-600
-0.07723
-500
-0.06481
-40C*
-0.05209
-30CJ
-0.03915
-200
-0.02609
-100
-0.01301
100
0.012842
200
a025432
300
a037691
400
0.049555
500
0.06097
600
0.071896
倾角时差tdtto
t
与
td的地质意义:
itdx
■0.15529
-600
-0.129jtl
-500
710353
-400
-0.07765
-300
-0.05176
-200
-0.02588
-100
0.025882
IM
0.051764
200
0.07764=6
300
0.103528
too
0.12941
500
0,155291
60Q
td2*x*sin
比较td的数值,可以的出在离震源相等炮点的倾角时差是一样的。
t
(5)精确动校正值
tom
经计算得x=100米、x=100米时t分别为:
0.001151,0.038281。
由
(2)计算到的结果为:
0.00124922,0.044030651。
可以看出
(2)中结果偏大。
【习题7】三屋水平介质的时距关爲
有1平介质如图6所示+试井劃忡算¥
(1)粤虑R、界面的透射作用•计算出界面的反射波时竝牆线•数据按我1列出.(2>用&界面门忙介质的早均環度计算忌弹面曲反时波时即曲线‘敎据按表2列出.
(3)按计鼻貓观視同坐标康中画出上述2种情况下的时蹙仙坡(出開尺:
工轴为2siftitlOOrmr^^lcm代表铀□ml•井计算陰崔」值it2杀时即曲拔的时间差*独据刊于衰2・
(O析tt较丽得结果*可以It出什么问題?
有何认识?
<■
¥(-I000
*i"S-Win
巧■)000■“
«^-7Mn
ft1不岡入射张的碑警距与能行时
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0
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a/C)
1«
lfl
20
22
24
2&
30
i/a.
x/m
o■
wo
200
300
500
700
SkM
1too
i■拝/ms
Ftti
17W
2000
2500
3000
35CHF
4000
'5WC
解:
⑴
甬度
正^
s
t
0
0
0
0
1.4666667
2
6034906巧
Q0348995
132.3Q36S51
1.4698552
4
0.0698132
0.0697565
36S.5379794
1.4796755
6
0.1047198
0.1045285
567.4141^63
1.4969640
8
Q,1396263
0.1391731
783.3197609
1.5233998
10
0.174532?
0.1736482
1030.7440586
1.5621368
12
6.2094395
0.2079117
132&.7380535
1.6153751
14
Ct2443461
0.2419219
172S.3012827
1.7089654
16
0.2792527
0.2756374
234=5.4551488
1.8701780
IS
0.3141593
a3090170
378B.5069158
2.29G1213
20
0.3490658
0.3420201
r#nukI
F
SNOT1
22
0.3839724
0.3746066
:
WH[!
F
SNUK1
24
0.4188790
0.4067366
F#NUMi
F
枷UM!
26
0.453Z856
0.4383711
r#NUK!
r
#NOT1
28
0.4886922
0.4694716
rWH[\
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【习题9】证明水平层状介质理成折射液的条件
庄多层成耶屈狀介质中’臬牛弹面能够形成折射波的条件世:
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