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。
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； α
V﹡=△X/△t；
3、视速度定理 描述了真、视速度的关系；
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
横波(S剪切波)
传播方向与质点 振动方向垂直
SV (垂直分量) SH (水平分量)
面波
瑞利波 勒夫波
在自由界面传播，波速接近S波， 低频、向下衰减快、水平衰减慢。
在覆盖层下伏界面传播（类似SH波）
二、地震波的频率和振幅
1、频谱的定义 波的特性随频 振幅谱～(A-ｆ)
率变化的规律 相位谱～(φ-ｆ)
波形特征 振幅A；周期T；持续时间△t；初相位Ф。
2、波剖面图 描述某时刻的振动幅度
µｐ=A（ｘ） 随震源距的变化情况。
波形特征 波前 a；波尾 b；波长λ。λ= T﹒V
二、时间场和等时面
1、时间场 描述波前的传播时间与其空间位置关系
的三维坐标系；t =T（x,y,z）
如：点源地震波的传播 时间与其空间位置关系
一、形变与弹性介质
•形变的定义
固体介质在外力作用下， 其形状或大小发生的变化。
•弹性的定义
固体介质的形变随外力的 去除而消失这一性质。
•弹性介质 具有弹性的介质。
•塑性和 塑性介质
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。
二、地震勘探的基本原理
人工震源激 发的地震波
将这些具有不同传播速度、路径、频率和 强度的波记录并分析，就可以间接推断出 有关岩层的性质、结构和几何位置等参数， 从而达到解决地质问题的目的。
不同岩层具有不同的 波通过这些岩层的分界面时 弹性特征（速度,密度） 产生透射、反射和折射现象
以及纵波、横波和面波之分
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。
4、环境地质灾害调查
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。
5、工程地震安全性评价
测定场地卓越周期； 场地地震响应分析； 地震小区划。
•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)
设入射角为α(波前面与地面的夹 角；或波射线与地面法线的夹角）
4、讨论 当α=90°时：射线与测线重合；V=V﹡
α=0°时：V﹡→∞；表示波前面同时到达地面各测点；
一般情况下 V﹡ ＞ V；其差别反映了入射角的变化。
一、地震波的类型
地震波 体波(在介质体内传播）
面波(在介质界面传播）
体波
纵波(P压缩波) 传播方向与质点振动方向一致
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
面 波
射 波
声 波
面波主频～30--40Hz 折射波主频～50Hz 反射波主频～75Hz 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。
•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
2、付氏理论 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
质中的传播所形成的波动。
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 描述某点的振动幅度
随时间的变化情况。 µｐ=A（ｔ）
μp T
0
A
t
Φ
Δt
•切变模量(剪切)（Pa）
剪切应力与 切变角之比； 液体 µ=0。
•泊松比
横、纵向应变之比； 在0.05～0.45； 越硬越小，液体为0.5。
•拉梅系数（Pa）
PXX～横向拉应力
•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、地震波的传播原理
消振点曲面
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。
二、应力、应变与弹性参数
•内应力 介质内部产生的一种反抗形变的内力
•应力 作用在单位面积上的内应力（P=F/S）
•应变 介质受应力的作用，其大
小和形状的相对改变量；
•弹性参数
线应变△L/L 体应变△V/V 切应变△θ/L
杨氏模量(拉伸)（Pa）
应力与纵向应变之比；介质越硬越大。 体变模量(压缩) (Pa) 流体静压力