预处理、频分析„等等
一、震源
能够激发地震波的高频脉冲
二、检波器（拾震器）
将地震波引起的质点微弱机械 振动转换成电信号的换能装置；
地震波信号频率高于固 有频率才能够通过；但 也不能一味选择低频检 波器，这会使低频干扰 信号混入；要根据具体 情况选定。
三、地震仪
1、作用
将电信号放大、显示、记录； •高放大能力～几十万倍； •自动增益控制～自动调整放大倍数； •较宽的通频带～3-250HZ； •高保真度～输入、输出的信号不失真； •各记录道具有良好的一致性。
2、地震波在沉积岩、变质岩和火成岩中传播 的速度特性
见教材P23 ～ 24页表1.4.1、1.4.2 ①沉积岩中 波速主要取决于其组分及胶结作用； 波速呈各向异性；沿层理向大于垂层理向。 ②变质岩中 在高压、高温的作用下，原岩变得致密 并且形成结晶，因此其波速几乎总是大 于原沉积岩。 波速总是大于沉积岩，其中颗粒较大的 侵入岩高于相对松散的喷发岩。
2、研究岩土状态及性质
测量纵、横波速；评价地基加固效果；测定岩土 密实度、孔隙度；判识饱和沙土层的液化程度。
3、工程质量检测
检测道路、混凝土构件和堤坝质量。 调查滑坡体的厚度、结构； 隐伏岩溶塌陷范围； 采空区及影响范围。 测定场地卓越周期； 场地地震响应分析； 地震小区划。
4、环境地质灾害调查 5、工程地震安全性评价
3、地震波在水平多层介质中的传播
α2 ～R1界面的透射角 α3 ～R2界面的透射角 αn ～Rn-1界面的透射角
R1 R2
R3
多层介质斯奈尔定律
4、折射波的形成及其特征
•由snell定律 V2>V1→γ >α，若α=i时 γ =90°则无透射波，形成全反射。
R1～临界点；i～临界角
•沿界面滑行的波将在R界面形成一
振幅谱～(A-ｆ) 相位谱～(φ-ｆ)
一个非周期波动可以由许多不同振幅、 不同频率、不同初相的谐和振动合成。
3、频谱分析的作用
发现地震波特征（振幅、初相位）的频率差异，为 野外工作方法的选择、干扰波的压制、资料的解释
提供依据。
由地震勘探的各 种资料统计得到
某一浅层地震的干扰波调查剖面， 经频谱分析后得到其频谱特征；
不同地区、同一地 区不同地层、不同 折射波 仪器及工作方法； 采集的地震波的频 谱会有所不同
反 射 声 波 波
面 波
面波主频～30--40Hz 反射波主频～75Hz
折射波主频～50Hz 声波频谱＞ 80Hz
4、地震波的振幅及其衰减规律
三、地震波的传播速度
结论： •由σ 可以确定纵横波速比，或反之。
2、弹性波
3、地震波的形成
•激振～围绕爆破点产生非线性形变带；
•向外延伸～压强下降→形成弹性形变带； •弹性振动形成弹性波～初始地震子波；
•地震子波在介质中沿射线传播→地震波。
地震波
一、振动图和波剖面图
1、振动图
µｐ=A（ｔ） 波形特征 描述某点的振动幅度 随时间的变化情况。
0 Φ
μp
T A Δt t
5、地震标志层 的确定
分布范围较大且岩性稳定、有明显的 地震波运动和动力学特征的层位；或 某些与探测目标伴生的规模较大的岩 煤层～灰岩 层，可以定为“地震标志层”。 稀有金属～火成岩脉 表层土～基岩(灰、砂、泥灰岩)
1.弹性参数(E、K、μ、σ)与介质的关系。
2.怎样构成地震波的振动图和波剖面图？
不需上下层波阻抗差很大(10 ％ )； 浅层分辨率高。
四、工程地震勘探的特点
研究浅层地质情况(h<200米)，具有激发能量小、 勘查范围窄、布设网度密、勘探精度高的特点。
五、工程地震勘探的主要用途
1、工程地质调查
确定地质构造、基岩面深度；对第四系地层分层 (确定层厚、层速)；确定地基的持力层；探测地层 中的低速带或软弱夹层；追索浅水面、空洞及掩 埋物等。
③火成岩中
二、岩土介质对地震波的吸收
1、岩土介质特征的一个重要参数
• α 的作用
吸收系数 α
反映地震波在传播过程中其能量的衰减速度；
因此可以通过观测和分析地震波振幅和波形的衰 减变化特征，来确定断层或破碎带的存在。
•部分岩土的α 值 • α 与f 的关系
见教材 P 25 表 1.4.3
由胶结摩擦理论 由弹性理论
•概述
地震勘探的主要内容、基本 原理、方法分类及其特点； 工程地震勘探的主要用途和特点；
•弹性介质与地震波的形成 •地震波的描述、类型及其传播特征
•地震勘探的地质基础
一、地震勘探的主要内容
研究人工激发的地震波 在介质中的传播规律。
即两个特征： 波的运动学特征(v、s、t) 波的动力学特征(波的成因、 振幅、频率和相位)
一、形变与弹性介质
•形变的定义
•弹性的定义 •弹性介质 •塑性和 塑性介质
固体介质在外力作用下， 其形状或大小发生的变化。 固体介质的形变随外力的 去除而消失这一性质。 具有弹性的介质。
大部分岩土介质在外力作用下即可以显示 出弹性，也可能显示出塑性；这取决于介 质的物理性质、外力的大小及其作用时间 的长短。
②④埋深和地质年代 对岩土的压实作用 ⑤其它因素
P↑→φ ↓(ρ↑)→V↑
△T→岩石弹性性质变化→△V
同类岩土年代越久、埋深越大 则孔隙度越小、密度越大；波 速也越大。
•地质构造（褶皱区）～由于对岩土的挤、压作用； 往往使波速增大。 •风化侵蚀作用～使岩土的结构疏松、孔隙度增加； 往往使波速减小。
流体静压力
•切变模量(剪切)（Pa）
剪切应力与 切变角之比； 液体 µ=0。 横、纵向应变之比； 在0.05～0.45； 越硬越小，液体为0.5。 PXX～横向拉应力
•泊松比
•拉梅系数（Pa） •互换关系
三、振动与地震波
1、弹性振动
在应力和惯性力的作用下，质点 围绕原平衡位置发生的振动。 质点以弹性振动的形式在介 质中的传播所形成的波动。
•σ 对S波、R波影响不大；σ ↑→VP↑→VP/VS↑(=1.4→∞) •一般岩石σ = 0.25 ∴VP=√3VS ；VR= 0.92VS = 0.53VP
四、地震波的传播原理
1、波前、波尾和振动带； 2、惠更斯原理（波前原理） t0时刻的波前面上的各点都可以 看成是新的振动源，并形成新的 子波向外传播，△t时间后这些 子波的波前面所构成的包络面就 是t+△t时刻的新的波前面。 3、费马原理（射线原理；最小时间原理）
3.地震波的分类及其传播特征。 4.描述真速度、视速度及其关系。
5.描述频谱和频谱分析及其对地震勘探 工作的意义。
6.反射波和折射波的形成条件是什么？
•地震勘探的仪器
震源、检波器、记录仪 直达波、折射波、反射波 观测系统及参数设计
•地震波理论时距曲线
•地震勘探的野外工作方法
•浅层反射波的资料处理 •地震资料的解释 •地震映像法简介
2、 α 与地震波的关系
即地震波在传播过程中其高频能量的衰减大于低频。 • α 与P、S 波的关系 实验表明
三、浅层地质条件对地震勘探的影响
1、疏松覆盖层
风化带(低速带) •与下伏基岩形成速度界面有利于折射波法探测基岩面； •它对反射波形成干扰；在其中横波的衰减比纵波快；
•它较厚时对波中的高频成分有较强的吸收作用； 故该层中难以激发出能量较强、频 2、潜水面和含水层 率较高的有效波，从而影响分辨率。 •当风化带包含地下水时，波速将明显增加；
消振点曲面
起振点曲面
地震波总是沿用时最少的路径到达目的地，即 沿射线方向传播；而射线总是垂直波前面的。
五、地震波的反射、透射和折射
1、反射和透射过程
•平面波 AB 向界面 R 入射；
•依据惠更斯原理，波前面A´B´ 是新震源； • △t时间后，B´的子波到达C 点；A´的子波在V1中到达 D点、 在V2中到达 E点；
所以，水下激震可以使地震波的频率丰富、能量增大、 改善勘探效果。 但也给识别界面的真实性增加了难度(水面？基岩面？)
3、地质剖面 的均匀性
断层、溶洞、尖灭层、人工堆积物等都 使地质剖面纵向或横向不均匀，从而影 响地震波的走时、走向，增加了勘探、 解释的难度。
4、地震界面和地质界面的差异
前者是不同波速或波阻抗介质的分界面，后者是不同岩 性或年代介质的分界面；它们有时可能一致、有时可能 不同，要结合多种资料才能识别。
系列新的震源R1、R2、„Rn；
•折射波特征
R1S～折射波线→与全反射线重合； R2S～新的波前面→折射波前面； 折射波盲区
折射波视速度
六、地震波的绕射和散射
1、绕射现象
由于断层或岩层尖灭点的存在， 使反射界面突然中断，地震波在 断点处的传播现象。
无反射波
2、绕射波的特点
•断点R处是新震源，其上方绕射 波信号最强，两侧渐弱；
三、地震勘探的方法分类及其特点
•以波的传播特点分
折射波法 反射波法 透射波法 下层介质波速要大于上层介质； 可用于岩性分层和层速度估算。
各层介质间应有明显的波阻抗(ρV)差 异；可 用于岩层厚度和层速度估算。
研究钻孔间或坑道中的直达波；可准确 测定层速度；计算岩、土动力学参数。
•以波的类型分
纵波法、横波法、面波法
球面 波前
2、等时面
在时间场中t值相同的各点 连接而成的空间面。
如：在均匀各向同性的弹性介质中，由点震源产生
的波动的等时面是同心球面；该面与波射线正交。
三、视速度定理
1、真速度
沿波射线观测的速度； V = △S/△t；
2、视速度
沿地表面观测的速度； V﹡=△X/△t；
α
3、视速度定理
描述了真、视速度的关系；