文档介绍：《浅层折射波勘探》实验报告
《浅层折射波勘探》实验成绩评定表
班级姓名学号
评价指标
评分标准或教师评语
百分制成绩
(分)
1
实验
操作
(20分)
□步骤正确,仪器设备操作正确、熟练(≥16分)
□步骤基本正确,仪器设备操作基本正确(12-)
□步骤有错误,仪器设备操作基本正确(<12分)
2
实验报
告内容
(10分)
□内容完整,排版整齐(≥8分)
□内容基本完整,排版较整齐(6-)
□内容不完整,排版较混乱(<6分)
3
数据
分析
(50分)
□数据分析正确,结论可靠(≥40分)
□数据分析基本正确,结论较可靠(30-)
□数据分析有较多错误,结论可靠性欠佳(20-)
□内容欠完整,数据分析多处严重错误(<20分)
4
实验
结果
分析
(20分)
□对实验结果有分析,且分析有利有据,基本正确(≥16分)
□对实验结果有分析,但存在些许错误(12-)
□对实验结果有分析,但错误较多(0-)
□对实验结果无分析(0分)
总评成绩(分)
备注
教师签名: 日期: 年月日
一、实验名称:浅层折射波勘探
二、实验目的
加深对地震勘探基本概念的理解,巩固已学的理论知识,了解数字地震仪的使用和仪器工作参数的选择;了解地震勘探人工震源激发,检波器的安置条件;地震折射波法野外资料的采集技术及方法,并进行资料的整理与解释;了解地震勘探野外工作施工的过程以及组织管理工作。
三、实验原理
1、折射波法基本原理
以水平界面的两层介质进行简要的说明,假设地下深度为h,有一个水平的速度分界面R,上、下两层的速度分别为V1和V2,且V2>V1。
如图1所示。从激发点O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:
图1 水平两层介质折射波时距曲线
式1
为了简便起见,先作如下证明:从O,D两点分别作界面R的垂线,则OA=DG=h,再自A、G分别作OK,ED的垂线,几何上不难证明∠BAK=∠EGF=i,因已知
,所以:
式2
即和式3
上式说明,波以速度V1旅行BK(或EF)路程与以速度V2旅行AK(或EC)路程所需的时间是相等的。将式3的关系和式1作等效置换,并经变换后可得: 式4
这就是水平两层介质的折射波时距曲线方程。它表示时距曲线是一条直线,若令x=0,则可得时距曲线的截距时间t0(时距曲线延长与t轴相交处的时间值)
式5
式5表示出界面深度h和截距时间t0之间的关系,当已知V1和V2时,可以求出界面的深度h。
2、折射波分层解释的t0法
折射波t0解释法是常用的地震折射波解释方法,它是针相遇时距曲线观测系统采集发展起来的解释方法。
t0法解释的主要原理与方法如下:
t0法又称为t0差数时距曲线法,是解释折射波相遇时距曲线最常用的方法之一。当折射界面的曲率半径比其埋深大得很多的情况下,t0法通常能取得很好的效果,且具有简便快速的优点。
如图2所示,设有折射波相遇的时距曲线S1和S2,两者的激发点分别是O1和O2,
图2 t0法折射界面示意图
若在剖面上任意取一点D,则在两条时距曲线中可以分别得到其对应的走时t1和t2,从图中可以得到:
式6
且在O1和O2点,时距曲线S1和S2的走时是相等的,称之为互换时,用T表示,则有:
式7
当界面的曲率半径远大于其埋深时,图中的△BDC可以近似地看作为等腰三
角形,若自D点作BC的垂直平分线DM(DM即为该点的界面深度h),于是有:
和式8
将式6中的t1和t2相加,并且减去式7,再将式8代入后可以得到:
式9
式9便是任意点D的t0值公式,由此可得D点的折射界面法线深度h为:
式10
令和则式10可以写为:
式11
因此只要从相遇时距曲线中分别求出各个观测点的t0值和K值,就可以得出各个点的界面深度h。从上述的公式可以看出,只要从时距曲线上读取t
1,t2和互换时T,就可以算出各个点的t0值,并可以在图上绘制相应的t0(x)曲线(图3(b)中所示)。
关于K值的求取:根据斯奈尔定律可将K值表达式写成:
式12
由式12可以看出,只要求得波速V1和V2则很容易得出K值。其中V1通常可以根据表层的直达波速度来确定,因此关键就是V2值的求取,为此引出参数时距曲线方程:
令式13
对式13两边对x求导,可得:
式14
式中dt1/dx和dt2/dx分别为上倾方向时距曲线S1和下倾方向时距曲线S2的斜率(即视速度V*的倒数)。根据公式:
和
因为是同样O1~O2内观测段,设上倾方向x为正,下倾方向x