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1、第1篇地震折射波法第1页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院 应特别指出的是，应特别指出的是，必须保证相遇时距曲线互换必须保证相遇时距曲线互换点及追逐时距曲线重迭部分在干涉区以外。点及追逐时距曲线重迭部分在干涉区以外。道道和和道道距距：折折射射波波法法勘勘探探中中一一般般采采用用单单个个检检波波器器作作为为一一道道接接收收，而而不不搞搞组组合合检检波波，其其主主要要原原因因就就是是它它不不需需要要考考虑虑压压制制面面波波干干扰扰问问题题，因因为为目目前前所所考考虑虑的的折折射射波波仅仅仅仅只只是是首首波波，即即是是最最先先到到达达的的波波。首首波波中中包包含含了了直
2、直达达波波和和折折射射波波。在在采采集集中中，我我们们只只要要注注意意压压制制随随机机干干扰扰并并兼兼顾顾激激发发能能量量，就就可可获获得得质质量量较较高高的的首首波波记记录录。此此外外，为为了了不不漏漏掉掉浅浅层层薄薄层层信信息息，道道距距的的选选择择是是十十分分重重要要的的。一一般般第2页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院有有等等间间距距和和不不等等间间距距两两种种方方式式。在在不不等等间间距距接接收收中中，一一般般可可把把接接收收排排列列的的道道距距设设计计成成小小一一大大一一小小方方式式，也也可可把把它它设设计计成成小小一一大大方方式式。道道距距的的选选择
3、择一一般般为为110m，可可按按勘勘探探目目的的层层深深度度、地地层展布、仪器道数以及激发能量等情况而定。层展布、仪器道数以及激发能量等情况而定。第3页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院第4页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院第5页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院6 地震透射波法地震透射波法 在在工工程程地地震震勘勘探探中中，透透射射波波法法主主要要用用于于地地震震测测井井（地地面面与与井井之之间间的的透透射射）、地地面面与与地地面面之之间间凸凸起起介介质质体体的的勘勘查查和和井井与与井井之之间间地地层
4、层介介质质体体的的勘勘查查。地地质质目目的的不不同同，所所采采用用的的方方法法手手段段也也不不同同。但但从从原原理理上上讲讲，均均是是采采用用透透射射波波理理论论，利利用用波波传传播播的的初初至至时时间间，反反演演表表征征岩岩土土介介质质的的岩岩性性、物物性性等等特特性性以以及及差差异异的的速速度度场场，为为工工程程地地质质以以及及地地震震工工程程等等提提供供基基础础资料或直接解决其问题。资料或直接解决其问题。第6页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院6.1 地面与井的透射地面与井的透射 井口附近激发，井中不同深度上接收透射井口附近激发，井中不同深度上接收透射波或反
5、之的地震工作称为波或反之的地震工作称为地震测井地震测井。6.1.1 透射波垂直时距曲线透射波垂直时距曲线 第7页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院第8页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院图1.6.1 地震测井第9页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院第10页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院6.1.3 资料的处理解释资料的处理解释1初至拾取及井源距校正初至拾取及井源距校正1）初至拾取）初至拾取2）井源距校正）井源距校正 第11页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大
6、学信息工程学院第12页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院第13页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院6.2.1 跨孔法跨孔法 跨孔法可以用来测量钻孔之间岩体纵、横波的传播跨孔法可以用来测量钻孔之间岩体纵、横波的传播速度、弹性模量及衰减系数等，这些参数可用于岩体质速度、弹性模量及衰减系数等，这些参数可用于岩体质量的评价。量的评价。2透射透射CT成像技术（专题）成像技术（专题）第14页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院7 瑞雷波法瑞雷波法 瑞雷波法勘探实质上瑞雷波法勘探实质上是根据瑞雷面波传播的频是根据瑞雷面波
7、传播的频散特性，利用人工震源激发产生多种频率成分的散特性，利用人工震源激发产生多种频率成分的瑞雷面波，寻找出波速随频率的变化关系，从而瑞雷面波，寻找出波速随频率的变化关系，从而最终确定出地表岩土的瑞雷波速度随场点坐标的最终确定出地表岩土的瑞雷波速度随场点坐标的变化关系，以解决浅层工程地质和地基岩土的地变化关系，以解决浅层工程地质和地基岩土的地震工程等问题。震工程等问题。第15页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院 和和已已有有的的浅浅层层折折射射波波法法和和反反射射波波法法相相比比，瑞瑞雷雷波波的的独独特特之之处处是是它它不不受受地地层层速速度度差差异异的的影影响响
8、，折折射射波波法法和和反反射射波波法法对对于于波波阻阻抗抗差差异异较较小小的的地地质质体体界界面面反反映映较较弱弱，不不易易分分辨辨，尤尤其其是是折折射射波波法法要要求求下下覆覆层层速速度度大大于于上上覆覆层层速速度度，否否则则为为其其勘勘探探中中的的盲盲层层，瑞瑞雷雷波波法法则则不不存存在在这这类类问问题题。但但瑞瑞雷雷波波法法的的勘勘探探深深度度受受方方法法本本身身的的限限制制，明明显显不不如如前前两者，两者，而纵横向分辨率又高于前两者。而纵横向分辨率又高于前两者。第16页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院第17页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理
9、工大学信息工程学院第18页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院第19页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院第20页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院第21页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院8 桩基无损检测桩基无损检测（不涉及以动力机器设计为目的的桩基动力试验）（不涉及以动力机器设计为目的的桩基动力试验）8.1 桩基的类型和质量问题桩基的类型和质量问题 目前采用的桩基主要有目前采用的桩基主要有钻孔灌注桩、成管灌注钻孔灌注桩、成管灌注桩、挖孔桩、打入预制桩、旋喷桩桩、挖孔桩、打入预
10、制桩、旋喷桩 桩桩基基质质量量检检测测包包括括两两方方面面的的内内容容：桩桩基基质质量量评评价价和和桩基的承载力确定。桩基的承载力确定。第22页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院8.2 锤击法锤击法 锤击法是一种锤击法是一种瞬态动测法。瞬态动测法。嵌入土中的桩基相嵌入土中的桩基相当于一根在阻尼介质中上端自由而下端弹性连结的当于一根在阻尼介质中上端自由而下端弹性连结的弹性杆。当在桩顶或桩侧施加瞬间外力弹性杆。当在桩顶或桩侧施加瞬间外力F时，桩体时，桩体内相邻质点间的应力发生变化，引起应变的传递，产内相邻质点间的应力发生变化，引起应变的传递，产生弹性波。生弹性波。可可
11、定定量量确确定定出出桩桩体体的的质质量量以以及及估估算算出出承承载载力力的的大大小。小。第23页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院8.2.1 方法原理方法原理1桩体缺陷检测桩体缺陷检测 在桩顶部竖直向下施加一瞬间力在桩顶部竖直向下施加一瞬间力F，并在震源点，并在震源点附近接收时，其断裂面和桩底面上将产生反射和透射附近接收时，其断裂面和桩底面上将产生反射和透射的的P波。由于为近法线入射，转换横波可不考虑。波。由于为近法线入射，转换横波可不考虑。第24页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院第25页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都
12、理工大学信息工程学院第26页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院第27页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院第28页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院有关有关桩体质量的综合评价分类标准桩体质量的综合评价分类标准如下：如下：A类：结构完整，混凝土质量优良。类：结构完整，混凝土质量优良。B类类：结结构构完完整整，桩桩径径有有变变化化或或混混凝凝土土质质量量基基本正常。本正常。C类类：局局部部断断裂裂或或混混凝凝土土有有严严重重离离析析层层或或混混凝凝土质量较差。土质量较差。D类：结构破坏，混凝土质量极差。类：结构
13、破坏，混凝土质量极差。第29页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院第30页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院第31页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院第32页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院第33页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院9、地震小区划中的物探方法地震小区划中的物探方法 在区域地壳稳定性评价的基础上，按天然地震在区域地壳稳定性评价的基础上，按天然地震作用强度和特征对居民区、工业区、单独大型建筑作用强度和特征对居民区、工业区、单独大型建筑
14、场地进行（预测天然地震对于结构物的影响程度）场地进行（预测天然地震对于结构物的影响程度）的分区，的分区，这种分区称为地震小区划分，简称地震小这种分区称为地震小区划分，简称地震小区划。区划。地震效应的详细分区，即依据强震时的破坏效地震效应的详细分区，即依据强震时的破坏效应与土层条件、地下水位、弹性波传播速度的关系应与土层条件、地下水位、弹性波传播速度的关系以及与层状结构有关的地面波谱特征的关系进行分以及与层状结构有关的地面波谱特征的关系进行分区。区。第34页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院 地震小区划工作的定量方法有多种，与应用地地震小区划工作的定量方法有多种，与
15、应用地球物理有关的方法主要有综合物探法，平均剪切模球物理有关的方法主要有综合物探法，平均剪切模量法、地震刚度法、常时微动法和一维反应分析法。量法、地震刚度法、常时微动法和一维反应分析法。9.1 地震刚度法地震刚度法 “地地震震刚刚度度”是是地地震震时时抵抵抗抗岩岩石石内内形形变变传传播播的的特特征征指指标标。在在某某种种意意义义上上，“刚刚度度”可可解解释释为为抵抵抗抗“松散松散”。第35页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院 地地震震刚刚度度愈愈大大的的岩岩石石，则则地地震震震震级级增增量量较较小小；地地震震刚刚度度愈愈小小的的松松散散、饱饱和和水水堆堆积积土土，
16、则则地地震震刚刚度度增增量量较较大大。如如果果地地震震震震级级增增量量用用花花岗岗岩岩作作为为标标准准，地地震震刚刚度度不不同同的的岩土，其震级增量差可达岩土，其震级增量差可达13级（表级（表1.9.1）。）。地震刚度地震刚度r用弹性波传播速度用弹性波传播速度V与岩土密度与岩土密度 的乘的乘积表示，即。积表示，即。第36页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院表1.9.1 不同类型岩土的地震震级增量第37页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院第38页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院第39页，本讲稿共44页成都
17、理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院第40页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院9.2 常时微动法常时微动法 地地球球表表层层任任何何地地点点、任任何何建建筑筑物物的的地地基基，都都在在以以微微小小的的振振幅幅不不停停地地振振动动着着，其其振振幅幅通通常常不不超超过过数数微微米米，振振动动周周期期一一般般为为0.5秒秒至至数数秒秒，这这种种不不停停的的微微小小振振动动被被称为称为常时微动常时微动。微动的发生源可分为自然因素和人文因素两大微动的发生源可分为自然因素和人文因素两大类，前者如风、雨、海浪、火山活动等，后者如工类，前者如风、雨、海浪、火山活动等，后者
18、如工厂生产、交通运输、建筑施工等。通常将厂生产、交通运输、建筑施工等。通常将有特定振有特定振源的微动称作振动源的微动称作振动，而将无特定振源且周期较长（长，而将无特定振源且周期较长（长于于5秒）的微动称作脉动。秒）的微动称作脉动。第41页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院 对于无特定振源、周期又比较短（小于对于无特定振源、周期又比较短（小于5秒）的秒）的微动称作微动称作常时微动常时微动。因为各种振源的综合作用产生的波动在传播过程因为各种振源的综合作用产生的波动在传播过程中必然要携带途中介质（地基）特性的某些信息，所中必然要携带途中介质（地基）特性的某些信息，所以观
19、测研究地基（地表或地下）的常时微动，可以推以观测研究地基（地表或地下）的常时微动，可以推断地基的弹性（速度）构造和振动特性。断地基的弹性（速度）构造和振动特性。第42页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院第43页，本讲稿共44页成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院 当穿过地表土层的复合振动的周期为当穿过地表土层的复合振动的周期为4倍波的倍波的旅行时间（旅行时间（H/VS1）时，地表土层的振动将最为显著。）时，地表土层的振动将最为显著。T称为土层的称为土层的卓越周期卓越周期。当建筑物的自振周期与土的卓越周期相等当建筑物的自振周期与土的卓越周期相等或接近时，建筑物的震害都有加重的趋势。或接近时，建筑物的震害都有加重的趋势。基岩上的基岩上的表土层越厚表土层越厚，场地土的，场地土的卓越周期越卓越周期越大大；相同厚度情况下，；相同厚度情况下，表土层越松散表土层越松散，波速越低，波速越低，则则卓越周期越大卓越周期越大。第44页，本讲稿共44页