桂林理工大學(xué)地震勘探考試要點

1、地震勘探一、名詞解釋1. 反射系數(shù)：（Rpp=A反/A入）反射波的振幅與入射波的振幅之比，叫反射界面的反射系數(shù)。2. 透射系數(shù)：（Tpp=A透/A入）透射波的振幅與入射波的振幅之比，叫反射界面的透射系數(shù)。3. 轉(zhuǎn)換波：當縱波入射到界面時，界面上的質(zhì)點震動可以分為與界面垂直和平行的兩個分量?？梢?. 產(chǎn)生四種子波：反射縱波，反射橫波，透射縱波，透射橫波，其中反射橫波和透射橫波稱為轉(zhuǎn)換波。5. 繞射波：地震波在傳播過程中，如遇到彈性不連續(xù)的間斷點（尖滅點，不整合接觸點，斷層棱角6. 點等），只要這些地質(zhì)體大小同地震波波長大致相當，這些間斷點就會成為新震源，再次發(fā)出球面波，向四周傳播，這就叫繞射波。

2、7. SH波：橫波的水平面內(nèi)分量稱SH波。8. SV波：橫波的垂直面內(nèi)分量稱SV波。9. 吸收系數(shù)：彈性粘滯性介質(zhì)的吸收作用使地震波的振幅隨傳播距離成指數(shù)減小，而減小的快慢又與巖石的物理性質(zhì)和波的振動頻率有關(guān)，用吸收系數(shù)表示。10. 幾何擴散：又叫波前擴散，表示地震波在向周圍傳播的過程中，波前越來越大，振幅越來越小。11. 吸收衰減：在波動過程中，介質(zhì)的不同部分之間會出現(xiàn)粘滯力，從而導(dǎo)致一部分機械能轉(zhuǎn)化為熱能。彈性能轉(zhuǎn)化為熱能的過程叫吸收。12. 透射損失：是指地震波在地層中傳播，透過界面所發(fā)生的能量損失。13. 地震子波：由震源激發(fā)，經(jīng)地下傳播并被人們在近震源地面或井中接收到的地震波，通常是

3、一個短脈沖震動，應(yīng)用信號分析領(lǐng)域中的廣義術(shù)語，稱該震動為地震子波。14. 相速度：單頻波的傳播速度。15. 群速度：單頻波疊加形成最大振幅的傳播速度。16. 正常時差：在界面水平的情況下，各觀測點相對于爆炸點純粹是由于炮檢距不同而引起的反射波旅行時差。17. 傾角時差：當界面傾斜時，震源兩邊炮檢距相同兩個檢波點的時間差。18. 動校正：在界面水平的情況下，從觀測到的反射波旅行時中減去正常時差t，得到x/2處的時間t0時間。這一過程稱為正常時差校正或動校正。19. 靜校正：消除由地形起伏不平或低速帶厚度不均勻?qū)Ω鳢B加道記錄帶來的反射波傳播時間差稱為靜校正。20. 振動圖：從某一確定的距離觀察該處

4、質(zhì)點位移隨時間變化的圖形。21. 波剖面：在某一確定的時刻觀察質(zhì)點位移與波傳播距離的關(guān)系的圖形。22. 斯奈爾定律：23. 同相軸：在時間剖面上反映同一個反射波所對應(yīng)的相同相位構(gòu)成的連接線。24. 頻譜分析：時間域地震記錄經(jīng)傅立葉變換后轉(zhuǎn)化為頻率域地震信號，表示隨頻率變化的振幅或相位的函數(shù)，這個過程稱為頻譜分析。25. 最佳窗口：為了減少面波、直達波和折射波的干擾，可以把接收地段選擇在既不受面波影響也不受折射波影響的地段，這種最佳接收地段稱為最佳窗口。26. 惠更斯原理：在彈性介質(zhì)中，已知T時刻的同一波前面上的各個點，可以把這些點看做從該時刻產(chǎn)生子波的新的點震源，經(jīng)過任何一個T時刻后，這些子波

5、的包絡(luò)面就是波T+T時刻到達的新的波前面。27. 吉普斯現(xiàn)象：數(shù)字頻率濾波的有限性造成的頻率特性曲線的傾斜波動。28. 主頻和頻寬：主頻：振幅曲線極大值對應(yīng)的頻率。頻寬：脈沖信號的大部分能量集中在主頻附近的頻率范圍，這個范圍的寬窄叫做頻帶寬度。29. 干擾剖面：是一種小道間距，小偏移距，多個排列組成的剖面。30. 速度譜：我們把地震波的能量（或平均振幅、道間相關(guān)系數(shù)、相似系數(shù)）相對于波的傳播速 度的變化規(guī)律（曲線）稱為速度譜。31. 半波損失：指地震P波由致密介質(zhì)向稀疏介質(zhì)傳播時在界面上所產(chǎn)生的壓縮波前經(jīng)反射后變?yōu)橄∈璨ㄇ暗默F(xiàn)象。32. 互換點：在甲點激發(fā)地震波，在乙點接收；或者在乙點激發(fā)，甲

6、點接收。這兩種情況下，同一界面上的反射波或折射波所走路程相同，傳播時間相等，所以甲、乙兩點稱為互換點。33. 反射波觀測系統(tǒng)：簡單連續(xù)觀測系統(tǒng)、間隔連續(xù)觀測系統(tǒng)、延長時距曲線觀測系統(tǒng)。34. 地震映像法：是基于反射波法中的最佳偏移距技術(shù)發(fā)展起來的一種常用淺地層勘探方法。二、論述題1. 用自己理解的語言描述惠更斯菲涅耳原理和費馬原理答：a.惠更斯原理：在彈性介質(zhì)中，t時刻的同一波前面上的各點，可以把這些點看作從該時刻產(chǎn)生子波的新的點振源，經(jīng)過t時刻后，這些子波的包絡(luò)面就是t+t時刻新的波前面。據(jù)惠更斯原理可以從已知波前面的位置求出以后各時刻波前面的位置。但是，惠更斯原理只給出了波傳播的空間幾何位

7、置，而沒有描述波到達該位置時的物理狀態(tài)。菲涅爾補充：由波前面上各點所產(chǎn)生的子波，在觀測點上相互干涉疊加，其疊加結(jié)果就是我們在該點觀測到的總振動。b.費馬原理彈性波的傳播，除了可用波前來描述外，還可用射線來描述：費馬原理（射線原理）：波沿射線傳播的時間和沿其它任何路徑傳播的時間相比為最小。即波沿旅行時最小的路徑傳播。這一最小路徑稱作射線。2. （作業(yè)）從反射波和折射波的形成機制分析反射波和折射波的形成條件。分析：反射波和折射波形成的共同條件是地層存在波阻抗差異，即存在地層界面。滿足這一條件后有兩種情況：地震波從高速介質(zhì)入射到低速介質(zhì)的情況：此時V1>V2，在不垂直入射的情況下總有=>

8、，此時反射波存在，但不存在折射波，即使垂直入射時也只存在反射波不存在折射波。地震波從低速介質(zhì)入射到高速介質(zhì)的情況：此時V1>V2存在反射波。當逐漸增大時，會達到臨界角ip=arcsin（V1/V2），此時=90°，從此透射波變?yōu)榛胁ㄑ亟缑鎮(zhèn)鞑?，所到之處會在介質(zhì)W1中產(chǎn)生新的折射波。3. （作業(yè)）一以30度為出射角的反射波的視周期40MS，視波長為250m，計算視頻率和介質(zhì)中的波速，當視周期不變，出射角變?yōu)?0度時，視頻率，視波數(shù)，視波長以及視速度有無變化，若變化，應(yīng)為多少？ 答：4. （作業(yè)）滿足臨界條件時，產(chǎn)生滑行波和沿界面?zhèn)鞑サ睦辗虿ㄓ泻螀^(qū)別？ 答：勒夫波是SH型橫波，在

9、近地表覆蓋層中出現(xiàn)，屬于面波。滑行波是縱波，在地層分界面上出現(xiàn)，屬于體波。5. （作業(yè)）敘述視速度定理（包含圖）？視速度：就是沿測線方向觀測到的傳播速度。視速度定理：V=V*cose= V*sin，V*表示視速度，V表示真速度，e為地震波射線與其自身的地表投影的夾角，為地震波射線與地面法線的夾角。（1）當90°時，波沿測線方向入射到觀測點，傳播方向就是測線方向，V*=V。此時波的視速度等于真速度。（2）當=0°時，即波垂直測線方向傳播,有V*。此時波前同時到達地面各點,各點間沒有時間差,好像波沿測線方向傳播速度為無窮大一樣。（3）當由0°變到90°時，V

10、*則由無限大變至V。一般情況，視速度V*大于真速度V，即V*V。（4）若波速 V不變，視速度V*的變化反映了地震波入射角的變化。6. （作業(yè)）簡述大地對地震波的濾波作用？ 答：介質(zhì)吸收系數(shù)的大小與頻率有關(guān)，頻率越高，吸收系數(shù)越大。因此，地震波隨著傳播距離的增大，高頻成分很快被吸收，而只保留較低的頻率成分。這樣，地震波在實際介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)相當于一個低通濾波器，濾去了較高的頻譜成分而保留了較低的頻率成分。這種作用又稱為大地的濾波作用。7. （作業(yè)）影響巖土層地震波速度的主要因素有？答：巖石礦物成分與結(jié)構(gòu)、密度、孔隙度以及孔隙度中流體的物理性質(zhì)和飽和度。8. 巖土層地震波速度隨孔隙率的增大而減小

11、，隨密度增大而 增大 。9. 激發(fā)點 和 接收點之間的相互關(guān)系稱為觀測系統(tǒng)。10. （作業(yè)）相遇時距曲線觀測系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以解決哪些地質(zhì)問題？ 答：可以解決地下界面起伏較大或者不甚規(guī)則時測得結(jié)果只能獲得激發(fā)點處界面深度而無法反映界面起伏情況的問題，從而減小觀測誤差。11. （作業(yè)）采用雙重時距曲線觀測系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，可以獲得哪些信息？答：界面的起伏情況?？捎嬎憬缑嫔疃取？闪私庹凵浣缑媸欠裼写┩脯F(xiàn)象?？闪私庹凵浣缑媸欠裼袡M向速度變化。用來延長某些需要加長的時距曲線。12. （作業(yè)）在折射波法勘探中，在傾斜界面的上傾方向接收，當i<時，折射波時距曲線會發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？分析：i<時，

12、時距曲線斜率為負，V*為負，較遠路徑的折射波先于近路徑的折射波到達，這是因為界面速度高于覆蓋層的速度，遠接收點處的折射波的傳播時間小于近接收點。時距方程為：（i=） （i<） 13. （作業(yè)）什么是地震勘探的橫向和垂向分辨率？影響分辨率的因素有哪些？如何提高分辨率？ 答：畫圖！橫向分辨率：是指地震記錄沿水平方向能夠分辨的最小地質(zhì)體的寬度。垂向分辨率：是指地震記錄沿垂直方向能夠分辨的最薄地層的厚度，它與薄層頂、底面反射波的時差和振幅變化大小有關(guān)。影響分辨率的因素：勘探深度，頻率。分辨率隨深度增加而變差，隨著頻率的提高而得到改善。提高分辨率的方法：可以采用橫波勘探來實現(xiàn)，因為橫波傳播速度比縱

13、波低，同一薄層頂?shù)酌鏅M波傳播時差比縱波大，可以使 t ；縮短地震波延續(xù)時間，即所謂改造縱波的辦法；提高地震波的高頻成分，加寬頻帶寬度。14. （作業(yè)）動校正的目的是什么？如何求出動校正量？影響動校正效果的主要因素有哪些？ 答：目的：消除炮檢距變化在不同疊加道中所造成的反射波的旅行時差（正常時差），使疊加后該點的有效反射得到加強。方法：速度分析方法求動校正量。其中V用速度掃描的方法求出。影響因素：偏移距的選擇，雙程垂直時間的測量及波速的估計。15. （作業(yè)）水平疊加技術(shù)壓制干擾波的原理是什么？ 答：將來自同一反射點的各反射信號，校正對齊后疊加，使來自該點的有效反射波得到加強，而使多次反射波和其它

14、干擾波相對地減弱，從而提高時間剖面的信噪比。16. （作業(yè)）簡介數(shù)字濾波方法壓制干擾波的原理和方法？ 答：數(shù)字濾波方法利用干擾波和有效波在頻譜或視速度方面的差異來壓制干擾。頻率濾波只需對單道資料進行運算，稱為一維頻率濾波；視速度濾波用多道資料進行運算，稱為二維視速度濾波。17. 最佳偏移距技術(shù)答：所謂最佳偏移距技術(shù)是在廣角反射測量的最佳窗口內(nèi)選擇一個點接收反射波，在這一點上，目的層的反射波具有較好的信噪比和分辨率，并將這個偏移距定為最佳偏移距。18. （作業(yè)）什么是廣角反射技術(shù)？簡述廣角反射技術(shù)的特點。 答：在臨界角附近進行反射波測量的方法稱為廣角反射測量。特點：在波阻抗差異較小的弱反射界面上

15、，也能得到較強的廣角反射信號；在臨界角附近，反射波在相位上也會有相應(yīng)的變化。由于廣角反射測量要求接收點和震源點必須保持較大的距離，這樣也就避開了震源點附近各種地滾波、面波等的干擾，突出了反射信號。19. （作業(yè)）簡述用一維數(shù)字濾波法壓制高頻聲波的方法步驟（加圖）。 答：對地震記錄進行頻譜分析，確定有效波和干擾波的頻率特征。設(shè)計理想的帶通濾波器：根據(jù)有效波的頻率分布范圍f1-f2，設(shè)計帶通濾波器，其頻率函數(shù)為H(f),在有效波頻率范圍內(nèi)，頻率函數(shù)為1，在其它頻率范圍內(nèi)，頻率函數(shù)為0。進行濾波計算：對地震記錄x(t)進行傅里葉變換，得到其頻譜，將其與濾波器頻率函數(shù)相乘，得到壓制了干擾信號的輸出信號

16、。20. （作業(yè)）制作干擾波調(diào)查剖面，可以獲得哪些信息。答：研究干擾波的目的在于對測區(qū)內(nèi)的各種波進行抽樣，了解各種波動的特征，對干擾波采取相應(yīng)的措施，從而獲得良好的反射地震記錄。21. （作業(yè)）淺層反射波勘探的主要干擾波有那些？各有那些特征？答：規(guī)則干擾波：聲波、面波、工業(yè)電干擾、重復(fù)沖擊、虛反射、交混回響、多次反射、側(cè)面波、底波。不規(guī)則干擾波：微震、高頻背景、低頻背景聲波特點：速度穩(wěn)定，頻率高，延續(xù)時間長，在地震記錄上呈現(xiàn)強而尖銳的波至。面波特點：頻率低，能量強，延續(xù)時間長，速度小于橫波速度，在地震記錄上呈掃帚狀，且有頻散現(xiàn)象。工業(yè)電干擾特點：50Hz正弦干擾波，振幅大小受輸電電壓、輸電線粗

17、細、檢波器電纜與輸電線的距離、檢波器電纜的漏電情況制約。多次反射波特點：與正常反射波相似，只是傳播時間低于相同t0時間的正常反射波，時距曲線斜率大，對于簡單的多次波，其旅行時間與對應(yīng)的一次波近似為倍數(shù)關(guān)系。側(cè)面波特點：水中側(cè)反射視速度為海水的波速（1500m/s），陸地勘探時，在地形變化劇烈的黃土高原或陡地層也會產(chǎn)生側(cè)反射。底波特點：頻率(10-20Hz)低，視速度(1000m/s)小，橫向衰減慢，延續(xù)時間長。虛反射特點：伴隨在正常一次反射波之后，使正常反射波波形復(fù)雜化，相位數(shù)目增多，其波形、頻率、視速度、振幅與正常反射波相似，難以分辨，利用垂直疊加或反褶積有可能壓制它。重復(fù)沖擊特點：波的視速

18、度與一次波相同，使后來的正常反射受到干擾。微震特點：頻帶寬(1-150Hz),統(tǒng)計相關(guān)半徑為6-9m，強度不一，主要取決于激發(fā)接收瞬間的周圍條件。22. （作業(yè)）影響反射波振幅的因素有那些？在低速層中哪一中因素哪種因素表現(xiàn)最明顯？答：入射角大??；震源類型；波前擴散；吸收衰減；反射系數(shù)；反射界面形態(tài)；接收條件。在低速層中吸收系數(shù)表現(xiàn)最明顯，低速層疏松，吸收作用相當強烈。23. （作業(yè)）如何選擇最佳窗口？答：最佳窗口要結(jié)合理論計算和實地試驗來選擇確定。選擇最佳窗口時，靠近震源一邊受面波限制，遠離震源一邊受振幅和相位變化的控制，如果兩層介質(zhì)波速相差比較大，根據(jù)經(jīng)驗，離震源最遠的檢波器的距離不得大于界

19、面深度的1.5倍。反之，如果速度相差得很小，這個距離可適當放寬。24. （作業(yè)）解釋折射界面深度的t0、函數(shù)法的應(yīng)用條件是什么？如不滿足這一應(yīng)用條件會出現(xiàn)什么問題？答：前提條件是：折射面的曲率半徑比其埋深要大得多；界面傾角小于15°；地震波沿折射面滑行時沒有穿透現(xiàn)象。如不滿足這一應(yīng)用條件：對于兩翼坡度較大的凹界面或凸界面，解釋結(jié)果將改變界面的中心地段的h值，前者偏小，后者偏大。這種誤差必然使折射界面的起伏變得平緩。25. 用自己理解的方式解釋組合檢波的原理，并畫出圖形示意26. 用自己的理解來介紹水平疊加原理，畫圖輔助解釋。27. 給出圖，指出基階和高階面波，為什么？28. 面波法勘

20、探的用途有哪些。答：1）工程地質(zhì)勘察2）地基加固處理效果評價3）巖土的物理力學(xué)參數(shù)原位測試4）地下土洞探測5）飽和沙土層的液化判別6）滑坡調(diào)查29. 穩(wěn)態(tài)面波法和瞬態(tài)面波法中，穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的區(qū)別。答：穩(wěn)態(tài)面波勘探是在地面使用穩(wěn)態(tài)震源以一固定頻率激發(fā)垂向簡諧振動，瑞利面波以單頻諧波的方式傳播，在地面用檢波器接收面波，根據(jù)相位差或時間差法計算這一頻率面波的速度VC。改變震源的頻率，重復(fù)測量和計算，即可得到不同頻率的面波速度，從而獲得VC-f 曲線。瞬態(tài)面波法勘探利用瞬態(tài)沖擊力作震源激發(fā)面波，地表在脈沖荷載作用下，產(chǎn)生波動。在離震源稍遠處，用傳感器記錄面波的垂直分量。對記錄的面波信號作頻譜分析和處理，計算并繪制VR頻散曲線，根據(jù)頻散曲線特征分析解決