基于SPAC法天然源面波勘探技术研究

发布时间：2020-07-30 02:45

【摘要】：面波在地震波中占总能量的2/3,能量衰减缓慢、能量大、信噪比高,在分层的地下介质中传播会有频散性。利用面波的频散特性,计算当地的面波频散曲线,再通过反演来估计地下分层情况、各层厚度以及岩性,从而达到探测的目的,就可以解决很多的地质问题。面波勘探分为人工源面波勘探和天然源面波勘探,其勘探深度和面波频率有关。人工源面波勘探震源频率较高,能量较低,一般最深的勘探深度也不超过30m,在某些不利的条件下,勘探的深度甚至不足20m,经常不能满足要求。而天然源面波勘探使用的是天然震动,频率低,能量高,穿透深度大,可以深达几百米至几千米。在工程物探中,利用天然源面波的高频部分,就可以勘探约30m到300m深度范围。根据勘探深度以及周围干扰情况不同,在同一地点采集几分钟到十几分钟的信号,经过计算处理,获得频散曲线,即可估计地层结构。天然源面波勘探现在应用最普遍的是空间自相关(SPAC)法及其衍生出的扩展的空间自相关(ESPAC)法。天然震动符合平稳随机理论模型,在此基础上,文章立足于空间自相关(SPAC)法,应用matlab平台编写算法,形成了一套天然源面波频散曲线提取的程序。将手工拾取特殊点的计算方法与基于扩展的空间自相关法拟合的贝塞尔函数的方法进行比对,提取频散曲线,证明了拟合曲线的方法效率高、精度高、勘探深度大等优点。在同一地点使用人工源面波勘探,将人工源面波勘探法和天然源面波勘探法所得到的频散曲线进行对比分析,验证了天然源面波勘探的准确性以及程序的正确性。又将在同一地点采集时长不同的数据分别进行处理,将结果进行对比,得出天然源面波勘探采集时间越长,抗其他噪声干扰能力越强,所计算出的结果越准确的结论。最后对人工源与天然源联合勘探法的观测系统以及程序开发提出期望。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P631.4
【图文】：

波前面,类型,弹性波,介质

8图 2.1 波的类型及波前面在均匀介质给予一个应力，此时介质中产生应变，当应力消失后，应变和应力不能保持平衡，应变就会在介质中向四周以弹性波的形式传播，质点越致密越坚硬的介质，弹性波的波速越大。横波、纵波和面波有以下的关系：式中： ——纵波波速；

纵波传播,情况,弹性参数

第 2 章面波勘探的理论基础——横波波速；——面波波速；——密度；——弹性模量；——泊松比。论中，对于弹性物体有五个弹性参数可以用来表示物质，这五个参数中有两个参数是完全独立的，而另三关的，都可以由两个基础的弹性参数计算出另外三个度，横波速度和密度。用、和表征物体的示是一样的。所以用、和同样可以计算出五个

横波,情况,弹性性质,弹性参数

在弹性理论中，对于弹性物体有五个弹性参数可以用来表示物体的弹性性质。各向同性的介质，这五个参数中有两个参数是完全独立的，而另三个参数都是和这两个参数相关的，都可以由两个基础的弹性参数计算出另外三个。讨论弹性波时，有纵波速度，横波速度和密度。用、和表征物体的弹性性质和用弹性常数来表示是一样的。所以用、和同样可以计算出五个弹性常数中的任何一个。图 2.2 纵波传播情况

【参考文献】