面波勘探技术研究进展

面波勘探通过对提取面波的频散曲线等观测进而反演获得探测目标信息。面波勘探技术始于20世纪60年代,但近几十年来迅猛发展,已经被广泛应用在地震灾害及火山活动预测、深部地质结构、工程施工、矿区采空区、塌陷区探测以及星体近地表结构探测等方面。为了更全面了解面波勘探技术,本文从面波勘探技术的主动震源和被动震源这两种数据类型开始,回顾基于频散曲线和水平垂直振幅谱比观测的面波勘探技术基本理论,简要介绍面波反演方法,并介绍面波勘探技术的应用领域和发展趋势和前景。

瑞雷面波勘探技术研究现状及发展

作为一门新型的岩土工程地球物理探测技术,瑞雷面波探测有着其它技术无可比拟的优势,国内外关于瑞雷面波勘探方面的实践和理论研究目前日益增多。本文对国内外瑞雷面波勘探方法研究进行了调研,从数据采集、曲线提取、曲线反演三个方面对瑞雷面波勘探的研究现状进行了详细总结,并探讨了当前瑞雷面波勘探中存在的实践和理论问题。

天然源面波勘探台阵对比试验

为了对比天然源面波勘探不同台阵布局的探测效果,筛选出探测成果可靠、效率高和便于野外施工的天然源面波勘探台阵阵形,在天水市黄土覆盖区的同一场地分别用4种常见的阵形进行数据采集试验,并对各种阵形数据使用空间自相关法或扩展空间自相关法提取相应的频散曲线,通过反演得到了试验点地下的浅层速度结构模型.分析对比试验结果表明:4种台阵提取的频散曲线数值很相近;频散谱能量集中度较高的是嵌套式等边三角形和圆形台阵,L形和直线形台阵相对分散;L形台阵低频段(4—8Hz)比直线形台阵差,其高频段(8—40Hz)比直线形台阵好.针对直线形台阵在高频段信噪比较低的情况,在确保探测成果可靠性的前提下,为了提高探测效率,提出了在同一直线形台阵开展天然源与人工源面波联合勘探的数据采集方法.实验结果证实,这种联合勘探方法不仅可弥补直线形台阵高频段的不足,确保探测精度和结果的可靠性,而且还能实现"高低"频兼顾,即"深浅"兼顾.

三维非常规被动源面波勘探在露天矿采空区探测中的应用研究

露天煤矿采空区的常规物探方法易受场地环境、地质条件等的影响,探测效果欠佳。以安家岭露天煤矿为例,通过改进传统的被动源面波勘探方法,采取呈三条平行线展布的检波点阵列记录被动源面波信号,并利用平面波基函数直接扫描不同时间窗口的原始信号,来获取与地下介质有关的面波频散信息,然后反演频散曲线,得到测区的横波速度剖面图,根据剖面图低速特征圈定出采空区范围与边界。通过钻孔验证发现,探测异常与实际采空区吻合,说明该方法在煤矿采空区探测中有效,为今后煤矿采空区的探测提供了指导。

双源面波勘探技术在工程中的应用研究

简要回顾面波勘探的发展历程及相关处理方法,着重分析了天然源与人工源面波勘探的特点,尝试采用"L"阵型进行双源面波勘探技术研究,解决一定深度范围内地层结构波速探测问题。通过现场试验,资料处理,获取了天然源信号与人工源信号合成后的能量谱,为地质岩性划分,横波波速测定提供了基础资料。

黄土斜坡震害面波勘探调查及其动力稳定性分析--以甘肃岷县、漳县MS6.6地震为例

2013年7月22日,甘肃省定西市岷县、漳县交界处发生6.6级地震,地震诱发了约600余处地质灾害(隐患点),其中规模最大的是岷县梅川镇永光村四社西的两个相邻滑坡。本文对永光村西侧滑坡进行了多种手段的现场勘测,特别是在坡顶及坡底开展了高密度面波勘探,分析了该黄土滑坡成因及滑坡附近的地形、地层等因素。采用动力有限元法和强度折减法结合的方法分析该滑坡在地震荷载作用下的动力响应、滑坡动力稳定性的影响因素以及地震荷载与滑坡失稳状态之间的关系。结果表明,由于地震前的强降雨导致表层黄土的抗剪强度降低,在地震荷载作用下黄土层之间存在拉应力效应并导致崩塌滑动。

多道瞬态面波勘探频散曲线唯一性问题

针对多道瞬态面波勘探在频率-波数域提取频散曲线会出现多解性这一现象进行了研究,并利用3种不同的激震方式在多处进行了对比试验,给出了不同激震方式在频率-波数域提取频散曲线唯一性的深度范围,认为频散曲线的唯一性是进行正确地质解释的依据。

面波勘探在工程勘察中的应用

面波勘探作为一种地球物理勘探方法,具有方便、快捷、经济、分辨率高、抗干扰能力强等特点。面波勘探可分为两大类:天然源面波勘探与人工源面波勘探。人工源面波法对浅部地层分辨率较高,但受激发能量限制勘探深度有限,微动勘探深度大,但浅部存有勘探盲区,采用瞬态面波法与微动联合勘探,可以兼顾浅层分辨率和探测深度。本文介绍了面波勘探的原理、野外装置。本文分别介绍了人工源面波勘探、天然源面波勘探在岩溶勘察中的应用及人工源与天然源面波联合勘探在地层划分中的应用实例,充分说明了面波勘探在工程勘察中的有效性。

高密度面波勘探和小型台阵地脉动观测在西部地区地震防灾中的应用

鉴于我国西部地区地震防灾需要一种简便快速、低成本的地下构造调查方法,本文利用对甘肃岷县漳县地震灾害科考机会,对高密度面波勘探和小型台阵地脉动观测在西部山区地下构造调查中的有效性进行了试验.试验选取房屋倒塌和滑坡等不同灾害类型以及不同地质条件的场地进行;2种方法的数据采集都使用普通小型便携式面波仪和4 Hz地震检波器,其中,小型台阵采用底边长16m的正三角形台阵,观测时间约30分钟.试验结果显示,高密度面波勘探能够探测地下约30～40m以内的剪切波速度构造,小型台阵探测深度稍深,约为40～50m,但是浅层分辩率较低.试验还显示,两种勘探方法使用同一台普通面波仪和地震检波器,设备小、成本低、便于携带,非常适合西部地区地震防灾之地下构造调查.

遗传算法在瑞雷面波勘探中的应用

在瑞雷面波勘探中,根据频散曲线反演地下介质模型的问题仍未完善解决。遗传算法(Genic Algorithm)作为一种全局性搜索方法,具有不依赖初始模型,不需要偏导数等优点。通过理论模型试验研究,发现遗传算法反演频散曲线的效果优于最小二乘法、广义逆算法,并结合工程实例探讨了遗传算法在瑞雷面波勘探中的实际应用效果。结果表明,遗传算法反演频散曲线的效果理想,具有一定的发展前景。

利用多道面波勘探技术调查路基岩溶地质条件

多道瞬态瑞雷面波勘探技术近年来在工程地质勘察中得到广泛应用。本文在简要介绍多道瞬态瑞雷面波勘探野外数据采集以及室内数据处理方法的基础上,利用该方法对合福高铁某段路基强风化钙质页岩中初期岩溶注浆效果进行评价。选取合适采集参数并利用f-k法和相位差法联合提取频散曲线,解决了岩体破碎等不良地质条件对数据质量的影响,从而在一定程度上提高纵、横向分辨率。通过与现场实际情况对比验证分析,表明该方法在强风化路基岩溶地质调查中应用效果显著。

面波勘探技术要点与最新进展

在简要回顾面波勘探发展历史的基础上,着重介绍面波勘探技术要点和近10年来天然源面波勘探和人工源面波勘探的最新进展,并对使用和发展这项方法技术提出应当注意的问题。

面波勘探在划分岩体风化带中的应用——以河北赤城公路隧洞勘察为例

基于多道瞬态面波勘探技术具有野外工作简便快捷,不受地层速度差异影响,浅层分辨率高,对测试场地条件要求不高等优势,本文以河北赤城公路隧道勘察为例,重点论述了在隧洞岩体构造特征和质量评价中,利用面波勘探方法探测岩体上部覆盖层厚度,划分岩体全风化和中等风化界面,并对沿隧洞轴线上的岩体进行质量评价。论证了面波勘探用于隧道勘察设计和施工过程中的可行性和有效性,为其在隧道工程方面的应用提供了理论和实践依据。

瞬态面波勘探及应用

面波勘探是近年发展起来的一种新的浅层地球物理勘探方法 ,具有简便、快速、经济、分辨率高、成果直观、适用场地小等优点 ,已在许多领域得到应用 ,并取得了良好的应用效果。介绍了面波勘探技术的发展概况、探测原理、主要特点及其野外测试方法 ,对其应用范围及目前存在的问题作了说明 ,并给出一个应用实例。

多道面波勘探技术在水利工程中的应用

面波勘探是一种新兴的工程物探方法 ,将它应用于水利勘察方面具有很好的效果。以此 ,我们利用浅层反射波法的观测系统 ,采用适当频率的检波器、偏移距和道间距 ,可以采集到面波信息和反射波信息。具有信息量大、解释精度高的特点。

面波勘探在地基液化判别中的应用与探讨

面波速度与剪切波速度、标准贯入锤击数之间存在一定的换算关系,通过面波频散曲线的拟合结果,可以计算出地下不同速度层的剪切波速度和标准贯入锤击数。文章以面波速度为基础,分别运用两种方法评价液化地基的处理效果,并与标准贯入试验的结果进行对比,分析两种方法的准确性和差异性。对比结果表明:通过面波速度计算标准贯入锤击数对处理效果的评价与标贯试验的实测结果更加吻合。

面波勘探和台阵地脉动观测相结合的地基调查法及其在松江古照壁保护中的应用

通过对高密度面波勘探和台阵地脉动勘探的频散分析算法的理论分析,推导出了2种勘探数据频散分析目标函数的统一表达式.根据该结果,用加权函数将2个目标函数结合起来,联合分析2种数据得到一条由高频到低频的完整的频散曲线;反演该频散曲线就可得到由地表到大深度的地下构造.将该方法应用于松江古照壁文物保护之地基勘查,为建立地震响应分析模型提供了由地表到40m深处的横波速度构造.该方法是一种简便快速并兼顾浅层精度和勘探深度的工程地质调查方法.

面波勘探技术的研究现状及进展

面波勘探技术具有探测精度高、施工方便、成本低等特点,近几十年发展迅速,并广泛应用于浅地表勘查。目前,关于面波文章的综述,国内外发表的都比较多,不同的综述侧重点不一样。本文重点介绍瑞雷面波的勘探方法、国内研究现状及应用领域。文中首先介绍了面波勘探的基本流程和几种常见的面波勘探方法,并对每一种方法的优缺点进行了简单的评述;然后根据源的不同,重点介绍了面波的发展历程及目前的研究现状;再根据面波勘探最新研究的进展情况以及遇到的问题,讨论了面波勘探技术以后可能的发展趋势及一些值得关注的方向。

面波勘探及其在沙漠地区表层地质结构调查中的应用

反射波地震勘探中面波常被视为干扰波而加以去除 ,但它却包含了丰富的有用地质信息 ;面波勘探在地形及地质条件复杂的沙漠地区浅层地质结构调查中独具优势。介绍了在新疆准噶尔沙漠地区应用面波勘探进行地层地质结构调查的技术方法及其成功实例。由于合理地选取了采集、处理参数 ,面波勘探深度超过 2 50 m,取得了满意的勘探效果。

瑞雷面波勘探和电阻率测深在新疆柳树沟暗河坝基上的应用

柳树沟暗河坝基位于新疆维吾尔自治区克拉玛依市塔岔口西北约30km,为了解决当地生活饮水问题,增加取水保证率,在柳树沟河道修建截流暗坝。通过电阻率测深,发现柳树沟河地下3～12m为低阻含水层,为修建暗坝提供了前期条件;通过瑞雷面波勘探和电阻率剖面测量,查明了截流暗坝基所在地段垂向上岩石特征和覆盖层厚度,为修建暗坝提供了基础性地质资料。