隐伏层是指初至折射波法中不能探测到的 地层，一是层状介质中的低速夹层，由于 折射波形成的条件必须是下部介质的波速 大于上覆介质的波速，因此在低速夹层的 上界面不可能产生折射波而成为隐伏层。 另一类是在层状介质中，各层的波速虽然 是逐层递增,但层厚度很小,所形成的折射 波不可能出现在初至区,
图2.2.9
(4)电火花震源:电火花震源是利用电容中
储存的高压电能通过在水中电极间隙进行 瞬时放电而激发地震波的装置。这种激发 方式波形的重现性较好，能量大小可以调 节，激发方式灵活、使用安全，适合在江、 河、湖、海等水中和井中使用。
• 此外，还有密尼索西系统的可控震源 (一种振动频率范围和振动持续时间 可以调节控制的震源)，以及用于产 生横波或面波的各种专用震源等
2.倾斜界面的折射波时距曲线

如图2.2.5所示，有一倾斜速度界面R, 以得到两个方向相反的时距曲线，即下倾 方向接收和上倾方向接收的曲线。01激发时， 得到下倾接收时的时距曲线方程
v2>v1,界面倾角为,分别在01和02点激发，
x sin(i ) 2h1 cosi t下 v1 v1
第四章
地震勘探
地震折射波法常用来探测覆盖层厚度、
基岩面起伏、断层及古河道等水文工程地质 问题。目前，随着各种工程、环境勘测任务 的发展和折射波法本身的弱点 (如分辨率较 低、测线较长等)，使之不能完全适应当前 形势的需要，

浅层反射波法于上个世纪80年代得到在 工程勘测中被广泛应用。
第一节
1．震源
日本OYO公司的McSEIS—1500以及我国 重庆地质仪器厂产的DZQ24型等都是这 种类型的仪器。此外，最近国外又推出 了如ES一2420和McSEIS-l70F等较高档 的浅层地震仪。
二、观测系统 为了压制干扰波和确保对有效波进行 追踪，激发点和接收点之间的排列及各排 列的位置都应保持一定的相对关系，这种 激发点和接收点之间以及排列与排列间的 位置关系，称之为观测系统。
当地质情况复杂，用一般的相遇时距曲线
得不到目的层折射波的相遇段，这时可在 两端增加激发点并扩大观测段，采用如图 2.1.3中所示的多重相遇时距曲线观测系 统。图中S3和S2和S1、S4在不同接收段形 成多重的相遇时距曲线;而S3、S4,S1和S2 则构成了追逐时距曲线。同一界面的追逐 时距曲线平行.
要求能量不是很大的情况下，可取得较 好的效果。 (2)雷管和炸药震源:采用单雷管激发、 用雷管引爆炸药激发的震源能量可调范 围大，频带也较宽。但随着炸药量增大， 能量也增大，但高频成份相应减少，因 此在浅震中，应尽可能地使用小炸药量。
• (3)地震枪震源，这是一种类似猎枪的装置， 配有专用子弹，是浅震中很好的高频震源。 使用时可先在地面打一深约40~80cm的小孔， 并向孔中注水以改善耦合性能，然后向孔 中射击，激发地震波。这种震源尤其适合 于在软土地区应用
图2.1.9是中间激发，两侧接收的浅震
试验记录。此记录深层虽比上图要复杂 些，但记录中的声波、直达波、反射波 等同相轴仍清晰可见，可作为设计采集 条件的依据。

第二节

理论时距曲线
一、直达波理论时距曲线
直达波是从震源出发不经过界面的反射、 折射而直接到达各接收点的地震波。假设 地面以下为均匀介质，波在其中的传播速 度为V, 如图2.2.1所示，
2.反射波法观测系统 在浅层反射波法现场数据采集中， 为了压制干扰波波突出有效波，用的最多 的是多次覆盖观测系统。宽角范围内接收 反射波的能量比较强，可避开声波与面波 的干扰，对"弱"反射界面优越性更为明显。
多次覆盖观测系统是根据水平叠加技术 的要求而设计的，水平叠加又称共反射 点叠加或共中心点叠加，如图2.1.5所示，
图2.1.4
同一界面的反射波振幅变化特征
图2.1.5 共反射点示意图
• 把不同激发点、不同接收点上接收到 的来自同一反射点的地震记录进行叠 加称水平叠加。
多次覆盖观测系统具体作法是，选定偏移
距和检波距之后，每激发一次，激发点和 整个排列都同时向前移动一个距离，直至 测完全部剖面。 可用 (2.1.1)式计算炮点的移动道数
• 这时如果没有钻孔或其他相应的资料来 检核。误把三层介质剖面作为两层剖面， 将速度v3误作为v2求界面深度，界面深 度会有很大误差。因此，可以看出折射 波地震勘探的资料解释，需要有钻孔资 料，地震测井及其他资料相配合，以排 除低速层的影响
(2)层状介质中的隐伏“薄层” 所谓“薄层” 就是指各层速度的分布满足v1<v2 <v3 ……vn的关系，但其中某层的厚度hi不 大，使得它所产生的折射波不能在初至区出 现。 设有三层介质模型参数为v1 =500m/s，v2 =2v1 ，v3 =5v1 ，h1 =5m，而对h2 分别用0.5， 1，2，3，5，7.5，10m的不同厚度计算其理 论时距曲线
它们的视速度不同，下倾方向的曲线陡， 视速度小，而上倾方向的曲线较缓，视 速度大。
（2）i+<900 时，方可接收到倾斜界
面的折射波时距曲线。见图2.2.6
（3）上倾和下倾接收的视速度分别为
v下
v上
*
*
v1 sin(i )
v1 sin(i )
4.隐伏层对折射波时距曲线的影响

图2.2.3 水平三层介质的折射波时距曲线
返回
x tn 2 hk vn k 1
n 1
vn vk vn vk
2
2
( 2.2.8)
图2.2.4表示了五层介质的时距曲线分布示 意图，从图中可看出，随着各层波速的逐层 增大，时距曲线的斜率逐次减小，而且界面 愈深其初至区愈远，所以若要追综较深层的 折射波,就要在远离震源点的地段进行观测.
ok KE ED t v1 v2 v1
v2 v1 x 2h cosi x t 2h v2 v1 v2 v2 v1
2
(2.2.2)
由图2.2.2中的简单几何关系可得出
2
(2.2.5)
式（2.2.5）表示水平两层介质的折射波时距 曲线。时距曲线的截距时间t0
v2 v1 2h cosi t0 2h v1 v2 v1
图中(b)给出了反射波、折射波、 直达波、声波、面波(地滚波)在时距剖 面上的分布，并确定出干扰最小地段的 最佳接收窗口. 图2.1.8为单次覆盖的浅震试验波形 记录，在试验记录上可看到清晰的声波， 面波、直达波、反射波的同相轴分布。

图2.1.7 两层模型试验的各种波分布
图2.1.8
浅层试验记录
2
2
2
2
( 2.2.7)
显然上式为一直线方程，图2.2.3中的 S3曲线 为R2界面的时距曲线。另外，图中还表示有R1 界面的折射波时距曲线S2和直达波时距曲线S1， 三条曲线彼此相交，分别交于P1和P2点。在相 交地段，会产生彼此干扰的现象.
(3)多层介质
对于三层以上更多层介质的情况，从理 论上讲，只要满足各层速度逐层是递增的， 就可以逐层产生折射波。即当各层的速度 满足 vn>vn-1>……>v2 >v1 时， 就有n一1个折射界面，第n层界面上的折射 波时距方程可由和上述类似方法推出。
数据采集
一、 数据采集的主要仪器设备
由于浅层地震勘探探测深度不大、要求分 辨率较高，因此除要求震源有适当的能量、 安全可靠及便于使用外，还往往采用能产生 较高频率成分的震源。常用震源有：(1)锤击 震源:这种震源由大锤(或落重锤)、金属垫板、 锤击开关等组成，成本低廉且能产生较高频 率的地震波，
2 2
( 2.2.6)
(2)三层介质
有三层介质,其中v3 >v2 >v1 ,在角 I23 =sin-1(v2 /v3) 和 I13=sin-1 (v1/v3) 时, 由R2 界面产生的折射波时距曲线方程 为

2h2 v3 v2 x 2h1 v3 v1 t v2 v3v1 v3v 2
2．检波器 检波器是把地震波到达引起的地面微 弱振动转换成电讯号的换能装置。当地震 波传播到地面时，检波器随之发生振动， 由于惯性作用，其线圈和磁钢将发生相对 运动而产生和振动周期相对应的感应电流 信号，。
• 通过专门的仪器可将这种信号放大并 记录下来。这类检波器输出的信号电 压和其振动时的位移速度有关，因此 又称速度检波器
(2.2.10)
若在02激发，得到上倾接收的时距曲线。
x sin(i ) 2h2 cosi t上 v1 v1 (2.2.11)
倾斜界面的折射波时距曲线特征为： （1）倾斜界面的折射波时距曲线仍然为一直线， 但它的斜率倒数不等于v2，下倾方向和
上倾方向两支时距曲线的斜率是不等的，
变速层下部具有均匀
介质时的折射波时距曲线
图2.2.10 三层介质含低速度夹
层的折射波时距曲线
• 而是隐藏在续至区难以识别，这种"薄 层"也称为隐伏层,现分别讨论如下。 • (1)层状介质中的低速夹层 • 如图2.2.10所示，从图中模型参数可 以看出，各层速度值的关系为 • v1>v2<v3，根据斯奈尔定律可知，在 • v1/v2 的界面上不能产生折射波，
声波、面波的时距曲线也是过原点的直
线,只是与直达波的斜率不同。
二、折射波理论时距曲线 1.水平界面的折射波时距曲线
(1)两层介质
假设地下深度为h处，有一个水平的速度
分界面R，其上、下两层的速度分别为v1 和v2 ，且v2 >v1。如图2.2.2所示。从激 发点0至地面某一接收点D的距离为X，折 射波旅行的路程为OK，KE、 ED之和，则 它的旅行时t为
此外，还有利用晶体压电效应特性制成的