工程地震勘探的地質(zhì)基礎(chǔ)(編輯修改稿)
2025-01-16 18:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 不同巖石孔隙度、速度和深度變化的曲線。圖中可以看出，當(dāng)埋藏深度超過 700米以后，地震波的傳播速度隨深度大致呈線性增加。 h/km 孔隙度 Φ= 4）巖性與彈性常數(shù) 地震波走不同巖性的地層中傳播，無論縱波或橫波，它們在地層中的傳播速度值可以歸結(jié)為巖層介質(zhì)的兩類參數(shù)的貢獻(xiàn)，即巖土彈性參數(shù)和密度。即 式中： λ、 μ為拉梅系數(shù)和剪切模量； ρ為介質(zhì)密度。還可以換成其它的彈性模量來表示，見表 。由表中可知，當(dāng)已知彈性模量和密度時，可以求取縱橫波的速度值，反之，由縱橫波的速度值也可以計算出彈性模量。 ???sv ??? 2??pv的，當(dāng)密度增大時孔隙度減小，彈性模量的增大的數(shù)量級遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于密度的增大，因此，速度仍然是增加的。第二點是實際上巖土介質(zhì)是一種粘彈性介質(zhì)，這類介質(zhì)的速度變化除了與彈性常數(shù)有關(guān)外，還與介質(zhì)的 粘滯系數(shù)和波的頻率有關(guān) ，上述的表達(dá)式僅是一種近似的關(guān)系。巖性的不同，各類巖石介質(zhì)的速度分布也不同， 然而同樣巖性的介質(zhì) ，由于其密度、孔隙度及充填物的不同，也會導(dǎo)致速度的不同。因此，不同巖性介質(zhì)的速度值會在一定范圍內(nèi)重疊，如圖 。 表 ，由表可見，當(dāng)泊松比增大時，縱橫波速度速度會降低，介質(zhì)表現(xiàn)的更疏松。對于淺層巖土介質(zhì)的性質(zhì)與速度之間的關(guān)系的更直接的描述，可以看表 。 由表 ，已知巖土介質(zhì)的縱橫波的速度和密度，也、我們可以求得完全彈性介質(zhì)概念下的五個彈性模量。其巖性的變化，參見 。由表可知，介質(zhì)越致密，泊松比越小，切變模量變大，波速值越高。 二、工程地震勘探的地震地質(zhì)條件： 工程物探的最終目的是要有效的解決工程地質(zhì)問題，在一個工區(qū)內(nèi)能否使用地震勘探解決工程地質(zhì)的問題，很大程度上取決于該地區(qū)的地震地質(zhì)條件。地震現(xiàn)場資料采集工作質(zhì)量的好壞，除了與使用的儀器特點、工作方法、震源等因素有關(guān)系外，更重要的是還與施工地區(qū)的地震地質(zhì)條件密切相關(guān)。一般來說，工程地震地質(zhì)條件可用分為表層地震地質(zhì)條件和深層地震地質(zhì)條件兩大類。 1）表層地震地質(zhì)條件表層地震地質(zhì)條件 工程地震勘察的效果，在很大程度上取決于工作地區(qū)是否具備工程地震勘察的的可能性，也就是說，工區(qū)場地的地震地質(zhì)條件是否具備地震勘探的背景。 在工程地震勘察中，這種背景指的是淺部巖土介質(zhì)和地質(zhì)特征，以及影響勘察的其它各種因素 。 2）疏松層（覆蓋層） 地表面的巖石和土壤層，由于長期受到風(fēng)吹、日曬、雨淋等強烈的 物理、 化學(xué)風(fēng)化作用，結(jié)果變得比較疏散。因此地震波在該層的傳播 速度比在其下部未經(jīng)風(fēng)化的巖層小得多，這類疏散層在工程 地震勘察中叫“低速帶”。由于這種低速帶的存在，往往使地表面 的覆蓋層和地下的基巖的分界面就形成一個明顯的速度分界面。分界面下層的基巖波速度值要大于上部覆蓋表層的波速度，這 是一個良好的速度界面 (V2V1)。淺層折射波法就是利用分界 面的這個特征，來尋找工程場地下基巖的埋藏深度 h和界面的 起伏。這個界面，對淺層折射法是很有利的。在深層反射波勘查尋找油氣田的工作中，由深層反射回地表面的反射波由于地表低速帶的存在，致使出射角 α產(chǎn)生很大的“偏移”和走時滯后的現(xiàn)象，往往要進(jìn)行低速帶的校正工作。 地表疏松層對地震波能量的高頻成份吸收強烈按照膠結(jié)摩擦理論，認(rèn)為在疏松帶中，吸收系數(shù)與頻率的平方成正比，即 α = B?178。 (B 為與介質(zhì)有關(guān)的系數(shù)），顯然地震波的頻率越高， α越大，振動能量被吸收的就越多。 由于強烈的吸收作用 致使反射波高 頻成分損失較大，主頻降低。另外，由于強烈的吸收作用，在疏散層內(nèi)很難激發(fā)出較強烈的有效波
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