面波的频散特征和地层分层

四、面波频散特征和地层结构

面波沿地表传播波速的频散现象，反映了与其波长相应的深度范围内的地层弹性分布。地层的弹性参数分布越不均匀，面波频散的表现也越复杂。对于横向均匀的分层地层，面波表现出可以区分和识别的频散特征，从而划分出不同的地层弹性分层类型。

面波频散数据的图示方式

面波的频散规律可以表示为频率(F)和相速度(Vc)二维座标图形中的一系列数据点，也可以由频率和相速度换算出该频率的波长(L=Vc/F)，将频散数据表示在以半波长(L/2)和相速度(Vc)为座标轴的二维图形中。

下面用同一地层模型正演的频散数据，显示在两种数据座标图形中供比较。

左图是此组面波频散数据在频率(F)/相速度(Vc)座标中的图形。横座标是频率轴，纵座标是相速度轴。各个模态的正演频散数据表示为绿色曲线，由基阶向高阶绿色调逐阶变亮。

这是频散数据最基本的图示方式，可以表现出相速度随频率变化的趋

势。

左图是同一组面波频散数据在半波长(L/2)/相速度(Vc)座标中的图形。横座标是相速度轴，纵座标是半波长轴。基阶频散数据表示为其中的兰色点，各个模态的正演频散数据表示为绿色曲线，由基阶向高阶绿色调逐阶变亮。

如果需要显示此组频散数据代表的地层参数，就可以把横座标作为剪切波速 (Vs)轴，纵坐标当作深度(Z)轴，用同样的比例尺作出地层剪切波速断面作对比。由于面波由地表向下的波动影响深度和它的半波长关系密切，利用这种对比显示，往往可以找出地层断面在频散数据中反映出的特征。当然如此对比绝不是意味着半波长就是深度，或者相速度就等于剪切波速。

这种频散数据显示方式，可以由频散数据预先估计地层波速断面的轮廓，并且在反演后和地层参数直观的对比。

此外，如果将频散数据换算成相应的频率和波数(K = F/Vc)，还可以在频率波数谱图中，标出各个模态频散数据在能量谱中的座标位置，比较各模态在不同频段的相对能量。

按面波频散特征划分地层结构类型

面波的频散现象反映了地层沿深度弹性波速的差异。在横向稳定的弹性分层地层上，面波的频散包含可以区分的多个模态，表现出各自的特征，反映在以下三个方面：

1.各模态面波的相速度随频率的变化规律。

2.各模态面波所传播弹性能量的相对比重。

3.各模态面波的振幅沿地表传播的变化规律。

这些特征的具体表现完全取决于当地地层分层的弹性参数。按照频散模态特征的不同，可以划分出三种地层分层结构类型：

A.波速由表层向底层逐层增高。

B.底层波速最高，中部含低速层。

C.高波速表层复盖下部低速地层。

在这些类型的地层上激发的面波，具有不同的模态特征，分别用实例说明如下。

A.波速由表层向底层逐层增高

将这种地层上取得的面波地震记录，在频率波数域提取基阶频散数据，经过反演得到地层断面，再由此地层参数正演出多阶频散数据。此外，还采用相邻道作互相关求振幅相位谱的方法，经相位校正，得出主频率区段各相邻道间(相当于不同传播距离)的相速度数据。显示在下面的各个图中：

左图为此面波地震记录的处理反演结果。图中的红色折线为用基阶频散数据(蓝色点)反演得到的地层断面，具有逐层增高的剪切波速(Vs)。绿色的多条曲线为按此地层波速断面正演得到的各个模态的面波频散数据，由基阶向高阶绿色调逐阶增亮。

左图为此面波地震记录的频率波数谱图。其上还以白色的粗线显示正演的基阶频散曲线，灰色的粗线显出三组正演的高阶频散曲线。

可以看出，基阶频散曲线通过谱图中最强而连续的能量峰脊，而高阶频散曲线经过的谱区显示的谱能量均很弱。面波传播的能量基本包含在基阶模态中是这种地层的特点。

左图为此面波地震记录的时间距离域波形图。其上显著的几条不同视速度波形同相轴逐渐展开，看不出明显的互相干涉消长现象。

工程地质编录(描述)模板

工程地质编录模板 注意事项 1、在钻探前必须明确本工点内是否出露（或隐伏）断层、破碎带！在钻探过程中发现破碎带必须仔细描述，并及时反映到地质组！ 2、对斜坡钻孔一定要注意观察周围地形地貌，看是否有滑坡发育，一旦发现软弱层及时向地质组反映！ 3、初始水位和稳定水位必须按要求量测！ 4、钻探过程中发现溶洞，对其深度、大小、特征等必须严格准确把握和描述！ 5、在土类颜色变化明显时、基岩换层处必须要分层，并详细描述。 一、土类描述 1.1黏性土（黏土、粉质黏土） 描述应包含内容: ××色，潮湿程度，夹杂物及其主要成份是××，夹层情况，是否含砾、卵石及百分比含量、光泽反应等。 注：光泽反应就是切面对光线的反应，一般情况下描述为“光滑”、“稍有光滑”、“粗糙”。 示例: 黏土：黄褐色，硬塑（坚硬、软塑、流塑），18.4m以下为坚硬，切面光滑，夹杂少量碎石，碎石成份为强风化灰岩，棱角状，一般粒径为2～20mm，最大粒径为25mm；土质均匀，手可搓成细于0.5mm的长条。 粉质黏土：黄褐色，硬塑（坚硬、软塑、流塑），夹杂少量碎石，碎石成份以灰岩为主，棱角状，一般粒径为2～20mm，最大粒径为25mm。 粉质黏土：黄褐色，硬塑，20.0m～30.5和40.5m以下为坚硬，局部夹少量铁锰氧化物，其中28.5～29.5m、35.5～37.0m夹杂砾石，砾石成份以灰岩为主，棱角状，一般粒径为3～20mm，最大粒径为50mm。 1.2粉土 ××色，密实程度，潮湿程度，夹杂物及其主要成份是××，层理及夹层情况，

是否含砾、卵石及百分比含量等 示例: 粉土：黄褐色，6.2～6.7m为灰白色，密实，稍湿，手捏有砂感，不能搓条，含约5%细砂，局部夹黏土、杂砾石，砾石成份以灰岩为主，浑圆状，一般粒径为5～20mm，最大粒径为80mm。 1.3砂土（粉、细、中、粗、砾） ××色，密实程度，潮湿程度，主要成份是××，级配良好（或差），有无黏粒 （或估计黏粒含量）等 示例: 粉砂/细砂/中砂/粗砂/砾砂：灰白色，松散/稍密/中密/密实（根据标贯试验确定），稍湿/潮湿（初见水位以下）/饱和（稳定水位以下），砂粒成分为长石，石英，粒径为5～8mm，偶见卵石，粒径为10～50mm，其中7.0～7.3m夹粉质黏土。 粉砂：指的是粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重50%，有轻微粘着感。 黄褐色，密实，饱和，主要成份为石英、长石，级配差，含有约10%的粉质黏土中砂：黄褐色，中密，饱和，主要成份为石英、长石，级配好。 砾砂：砾砂是砂土中砾粒(粒径大于2毫米)含量占总质量25%~50%的砂。 黄褐色，中密，饱和，级配差，主要成份为石英、长石，其中26.9-28.9m 含圆砾较多，粒径一般为2～20mm，最大粒径为50mm。 1.4碎石土类（砾石土、碎石土、卵石土） ××色，密实程度，潮湿程度，碎石类土的主要成份是强风化××岩，碎石粒径一般××～××mm，最大粒径为××mm，磨圆度；充填物成份及比例； 示例： （1）细/粗角砾土：灰褐色夹褐黄色，松散/稍密/中密/密实（根据标贯试验确定），稍湿/潮湿（初见水位以下）/饱和（稳定水位以下），粒径一般为10～20mm，尖棱状，成分为石英砂岩及灰岩，充填约20%粉质黏土。 （2）细/粗圆砾土：黄褐色夹紫红色，松散/稍密/中密/密实（根据标贯试验确定），稍湿/潮湿（初见水位以下）/饱和（稳定水位以下），粒径一般为10～20mm，浑圆状和圆棱状，成分主要为石英，长石，充填约15%粉质黏土，中下部达30%。

面波的频散特征和地层分层

四、面波频散特征和地层结构 面波沿地表传播波速的频散现象，反映了与其波长相应的深度范围内的地层弹性分布。地层的弹性参数分布越不均匀，面波频散的表现也越复杂。对于横向均匀的分层地层，面波表现出可以区分和识别的频散特征，从而划分出不同的地层弹性分层类型。 面波频散数据的图示方式 面波的频散规律可以表示为频率(F)和相速度(Vc)二维座标图形中的一系列数据点，也可以由频率和相速度换算出该频率的波长(L=Vc/F)，将频散数据表示在以半波长(L/2)和相速度(Vc)为座标轴的二维图形中。 下面用同一地层模型正演的频散数据，显示在两种数据座标图形中供比较。 左图是此组面波频散数 据在频率(F)/相速度 (Vc)座标中的图形。横 座标是频率轴，纵座 标是相速度轴。各个模 态的正演频散数据表示 为绿色曲线，由基阶 向高阶绿色调逐阶变 亮。 这是频散数据最基本的图示方式，可以表现出相速度随频率变化的趋势。 左图是同一组面波频散数据在半波长 (L/2)/相速度(Vc)座标中的图形。 横座标是相速度轴，纵座标是半波长 轴。基阶频散数据表示为其中的兰色 点，各个模态的正演频散数据表示 为绿色曲线，由基阶向高阶绿色调逐 阶变亮。 如果需要显示此组频散数据代表的地 层参数，就可以把横座标作为剪切波 速 (Vs)轴，纵坐标当作深度(Z)轴，

用同样的比例尺作出地层剪切波速断面作对比。由于面波由地表向下的波动影响深度和它的半波长关系密切，利用这种对比显示，往往可以找出地层断面在频散数据中反映出的特征。当然如此对比绝不是意味着半波长就是深度，或者相速度就等于剪切波速。 这种频散数据显示方式，可以由频散数据预先估计地层波速断面的轮廓，并且在反演后和地层参数直观的对比。 此外，如果将频散数据换算成相应的频率和波数(K = F/Vc)，还可以在频率波数谱图中，标出各个模态频散数据在能量谱中的座标位置，比较各模态在不同频段的相对能量。 按面波频散特征划分地层结构类型 面波的频散现象反映了地层沿深度弹性波速的差异。在横向稳定的弹性分层地层上，面波的频散包含可以区分的多个模态，表现出各自的特征，反映在以下三个方面： 1.各模态面波的相速度随频率的变化规律。 2.各模态面波所传播弹性能量的相对比重。 3.各模态面波的振幅沿地表传播的变化规律。 这些特征的具体表现完全取决于当地地层分层的弹性参数。按照频散模态特征的不同，可以划分出三种地层分层结构类型： A.波速由表层向底层逐层增高。 B.底层波速最高，中部含低速层。 C.高波速表层复盖下部低速地层。 在这些类型的地层上激发的面波，具有不同的模态特征，分别用实例说明如下。 A.波速由表层向底层逐层增高 将这种地层上取得的面波地震记录，在频率波数域提取基阶频散数据，经过反演得到地层断面，再由此地层参数正演出多阶频散数据。此外，还采用相邻道作互相关求振幅相位谱的方法，经相位校正，得出主频率区段各相邻道间(相当于不同传播距离)的相速度数据。显示在下面的各个图中：

面波的频散特征和地层分层

四、面波频散特征和地层结构 面波沿地表传播波速的频散现象，反映了与其波长相应的深度范围内的地层 弹性分布。地层的弹性参数分布越不均匀，面波频散的表现也越复杂。对于横 向均匀的分层地层，面波表现出可以区分和识别的频散特征，从而划分出不同的 地层弹性分层类型。 面波频散数据的图示方式 面波的频散规律可以表示为频率(F)和相速度(Vc)二维座标图形中的一系列 数据点，也可以由频率和相速度换算出该频率的波长(L=Vc/F)，将频散数据表 示在以半波长(L/2)和相速度(Vc)为座标轴的二维图形中。 下面用同一地层模型正演的频散数据，显示在两种数据座标图形中供比较。 左图是此组面波频散数据在频率(F)/相速度(Vc)座标中的图形。横座标 是频率轴，纵座标是相速度轴。各个模 态的正演频散数据表示为绿色曲线，由 基阶向高阶绿色调逐阶变亮。 这是频散数据最基本的 图示方式，可以表现出相速度随频率变化的趋势。 左图是同一组面波频散数据在半波长(L/2)/相速度(Vc)座标中的图形。 横座标是相速度轴，纵座标是半波长轴。基阶频散数据表示为其中的兰色点， 各个模态的正演频散数据表示为绿色曲线，由基阶向高阶绿色调逐阶变亮。 如果需要显示此组频散数据代表的地层参数，就可以把横座标作为剪切波速 (Vs)轴，纵坐标当作深度(Z)轴，

用同样的比例尺作出地层剪切波速断面作对比。由于面波由地表向下的波动影响深度和它的半波长关系密切，利用这种对比显示，往往可以找出地层断面在频散数据中反映出的特征。当然如此对比绝不是意味着半波长就是深度，或者相速度就等于剪切波速。 这种频散数据显示方式，可以由频散数据预先估计地层波速断面的轮廓，并且在反演后和地层参数直观的对比。 此外，如果将频散数据换算成相应的频率和波数(K = F/Vc)，还可以在频率波数谱图中，标出各个模态频散数据在能量谱中的座标位置，比较各模态在不同频段的相对能量。 按面波频散特征划分地层结构类型 面波的频散现象反映了地层沿深度弹性波速的差异。在横向稳定的弹性分层地层上，面波的频散包含可以区分的多个模态，表现出各自的特征，反映在以下三个方面： 1.各模态面波的相速度随频率的变化规律。 2.各模态面波所传播弹性能量的相对比重。 3.各模态面波的振幅沿地表传播的变化规律。 这些特征的具体表现完全取决于当地地层分层的弹性参数。按照频散模态特征的不同，可以划分出三种地层分层结构类型： A.波速由表层向底层逐层增高。 B.底层波速最高，中部含低速层。 C.高波速表层复盖下部低速地层。 在这些类型的地层上激发的面波，具有不同的模态特征，分别用实例说明如下。 A.波速由表层向底层逐层增高 将这种地层上取得的面波地震记录，在频率波数域提取基阶频散数据，经过反演得到地层断面，再由此地层参数正演出多阶频散数据。此外，还采用相邻道作互相关求振幅相位谱的方法，经相位校正，得出主频率区段各相邻道间(相当于不同传播距离)的相速度数据。显示在下面的各个图中：

地层分层

me）： 1第四系全新统填土层（Q 4 1：填筑土 1-1：素填土 1-2：杂填土 pd 2第四系全新统种植土层Q 4 2：种植土 al+pl）: 3 第四系全新统冲洪积层（Q 4 3-1 ：淤泥、淤泥质土，流塑。（柱状图内应分层，层号相同，下同）3-2 ：黏性土（粉质黏土、黏土） 3-2-1：软塑 3-2-2：可塑 3-2-3：硬塑 3-3：粉土 3-3-1：松散 3-3-2：稍密 3-3-3：中密 3-4：粉、细砂 3-4-1：松散 3-4-2：稍密 3-4-3：中密 3-5：中砂 3-5-1：松散 3-5-2：稍密 3-5-3：中密 3-6：粗、砾砂 3-6-1：松散 3-6-2：稍密 3-6-3：中密 3-7: 圆砾 3-7-1：稍密 3-7-2：中密 3-7-3：密实 3-8: 卵石 3-8-1：稍密

3-8-2：中密 3-8-3：密实 dl 4 坡积层：Q 4 4-1黏性土（粉质黏土、黏土） 4-1-1 ：可塑 4-1-2 ：硬塑 4-1-3 ：坚硬 4-2碎石土： 4-2-1：松散 4-2-1：稍密 4-2-1：中密 el 5 残积层 Q 4 5-1黏性土（由沉积岩残积而成的粉质黏土、黏土）5-1-1 ：可塑 5-1-2 ：硬塑 5-2玄武岩残积土： 5-2-1：可塑 5-2-2：硬塑 5-3砂（砾）质粘性土（由花岗岩残积而成） 5-3-1：可塑 5-3-2：硬塑 6下第三系丹霞群（Edn） 6-1：全风化岩 6-2：强风化岩 6-3：中风化岩 6-4：微风化岩 次亚层编号：-1：粉砂质泥岩 -2：泥质粉砂岩 -3：粉、细砂岩 -4：中、粗砂岩 -5：含砾砂岩（不再定名砂砾岩） -6：砾岩 7侏罗系上统高基坪群（J3gj） 7-1：全风化岩 7-2：强风化岩 7-3：中风化岩 7-4：微风化岩

工程地质岩心的鉴定和描述

铁路工程地质钻孔的岩心鉴定和描述 一．土的分类和定名 （一）、土的分类——按颗粒粒径大小 （二）、土的定名——按《铁路工程岩土分类标准》（TB10077-2001）执行1．漂石（块石）土：粒径大于20cm的颗粒超过总质量的50% 2．卵石（碎石）土：粒径大于2cm的颗粒超过总质量的50% 3．圆砾（角砾）土：粒径大于2mm的颗粒超过总质量的50% 4．砾砂土：粒径大于2mm的颗粒占总质量的25-50% 5．粗砂土：粒径大于0.5mm的颗粒超过总质量的50% 6．中砂土：粒径大于0.25mm的颗粒超过总质量的50% 7．细砂土：粒径大于0.075mm的颗粒超过总质量的85% 8．粉砂土：粒径大于0.075mm的颗粒超过总质量的50% 9．粉土：塑性指数等于或小于10，且粒径大于0.075mm的颗粒的质量不超过全部质量的50% 10．粉质黏土：粉粒小于黏粒，塑性指数10-17 11．黏土：主要由黏粒组成，塑性指数大于17 注：定名时应根据颗粒级配，由大到小，以最先符合者确定。 （三）、黏性土的分类及野外鉴别 1．黏土：极细的均匀土块，搓捻无砂感，黏塑滑腻，易搓成细于0.5mm 的长条

2．粉质黏土：无均质感，搓捻时有砂感，塑性，弱黏结，能搓成比黏土较粗的短土条 3．粉土：有干面似的感觉，砂粒少，粉粒多，潮湿时呈流体状，不能搓成土条、土球 （四）、土的潮湿和塑性程度的划分 1、黏性土——含粉质黏土、黏土，分为坚硬、硬塑、软塑、流塑 2、砂性土的潮湿程度的划分——含漂（块）石土、卵（碎）石土、圆砾（角砾）土、砂土，分为稍湿、潮湿及饱和 稍湿—呈松散状，手摸时感到潮，饱和度Sr 50% 潮湿—手捏时手上有湿印，Sr=50-80% 饱和—空隙中的水可自由流出（地下水位以下），Sr>80% 3、粉土潮湿程度的划分 稍湿—天然含水率w<20% 潮湿—天然含水率w=20-30% 饱和—天然含水率w>30% 4、土的潮湿程度在钻孔中的表达方法 黏性土砂性土、粉土、碎石类土

面波勘探技术分析

面波勘探技术分析 近年来，由于地震的频繁发生，对浅层地球物理勘探技术有了更高的要求，面波勘探技术就是在此情况下应运而生的新的勘探技术，其以简便、快速、高分辨率等特点而在许多领域得以应用，并取得了很好的效果。本文对面波勘探技术进行了具体的介绍，同时分析了面波勘探技术在野外方法，以及面波勘探技术在工程及应用过程中存在的问题进行了具体的阐述。 标签：面波；勘探；瞬态法 1 概述 随着近几年对浅层地震研究的深入，面波勘探随之发展起来，成为国内外在勘探浅层地震中普遍采取的一种方法。在面波中有瑞利波（R波）和拉夫波（L 波）之分，在进行面波勘探时通常称为R波，因其在同组波组中具有较强的能量、同时振幅也高于其他波，频率也处于最低点，在测量时很容易识别。 同时面波勘探技术对于面波还有另外一种分法，稳态法、瞬态法和无源法，这种分类法主要是根据产生面波的震源不同进行分类的，但其在测试时的原理是一样的。 2 面波勘探技术 面波是一种特殊的地震波，它与地震勘探中常用的纵波（P波）和横波（S 波）不同，它是一种地滚波。在各向均匀半无限空间弹性介质表面上，当一个圆形基础上下运动时，由它产生的弹性波入射能量的分配率已由Miller（1955年）出来，即P波占7%、S波占26%、R波占67%，亦就是说，R波的能量占全部激振能量的2/3，因此利用R波作为勘探方法，其信噪比会大大提高。 综合分析表明R波具有如下特点： （1）在地震波形记录中振幅和波组周期最大，频率最小，能量最强。 （2）在不均匀介质中R波相速度（VR）具有频散特性，此点是面波勘探的理论基础。 （3）由P波初至到R波初至之间的1/3处为S波组初至，且VR与VS具有很好的相关性，其相关式为： VR=VS·（0.87+1.12μ）/（1+μ）；式中：μ为泊松比； 此关系奠定了R波在测定岩土体物理力学参数中的应用。

工程地质野外描述

一、杂填土：杂色，松散，大孔隙，上部为砼地坪，含较多的碎石。 二、淤泥质粉质粘土：灰色~灰黑色，流塑，部分夹有机质；无摇振反应，稍有光滑，干强度低，韧性低，有腐味 三、粘土：灰黄色，可塑，无摇振反应、光滑，干强度高，韧性高，局部分布。 四、粘土：灰黄~褐黄色，硬塑，含少量的铁，锰质结核，可塑，无摇振反应，光滑，干强度高，韧性高。 五、粉质粘土：青灰色，软~可塑状，为后期沉积，摇振反应无，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 六、粉质粘土：灰黄~褐黄色，硬塑，含青灰色粘土团块无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 七、粉质粘土：灰黄~褐黄色，可塑，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 八、粉质粘土：灰黄色，可塑，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。局部含团块状密实粉土。 九、粉质粘土：灰黄~褐黄色，钙质结核，硬塑，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 十、粉质粘土：灰黄~灰色，软~可塑，粉粒含量高，无摇振反应，稍有光滑，干强中等，韧性中等。 十一、粉质粘土：上部浅灰色，中下部褐黄色，硬塑，含少量铁锰质结核，无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高。 十二、粉质粘土夹粉土：灰黄~青灰色，可塑，含少量云母片，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 十三、粉砂：黄色，含云母片，中密。主要由石英等矿物组成，饱和状态。 十四、粉砂：上部灰黄色，底部浅灰色，含云母片，饱和状态，密实。 十五、粉质粘土夹粉土：灰黄色，软~可塑，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。局部夹薄层粉土。 十六、粉土：灰黄，含云母片，很湿，稍密。摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。 十七、粉砂：灰黄，含云母片，饱和，密实，主要成分由长石、石英、云母等组成，磨园度好、分、选性好。 十八、粉土：浅灰色，含云母片，摇振反应中等，无泽反应，干强度低，韧性低。 十九、粘土夹粉砂：灰黄色，褐黄色，可塑，含少量钙质结核核径为3cm。夹薄层壮中密粉砂，具水平层理，无摇振反应，切面稍光滑，干强度高，韧性高。 二十、粘土：灰黄，褐黄色，含少量铁，锰质结核，无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高。 二十一、粉质粘土：褐黄色，硬塑，含白色高龄土条带用钙质结核，（核径为0.3~2cm）,无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高。 二十二、粉质粘土夹粉土：浅灰色，可塑，粉粒含量高，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。局部夹30cm厚薄层粉土，湿，中密~密实。 二十三、碎石土：浅黄色，灰黄色，中密~密实，碎石含量50%~70%棱角形，次棱角形，一般直径20~40mm最大粒径120mm 成份以灰岩为主，少量为砂岩，由老黄土、新黄土，中粗砂，砾石充填。 二十四、中风化灰岩：灰~深灰色，隐晶质结构中厚层状构造，岩石结构致密坚硬，裂隙发育大部分闭合，由方解石充填，岩芯多呈短柱状，长柱，少量呈碎石块状，碎粒状，土状，长度20~40cm局部溶蚀现像严重，岩芯表面呈峰窝状，溶径5~20mm,最大50mm. 二十五、全风化粘土岩：褐灰色，黄褐色，棕红色。结构构造完全破坏岩芯呈土状，含风化

面波

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。文章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。 关键词：瑞利面波地震勘探瞬态法频散曲线 1 前言 面波勘探，也称弹性波频率测深，是国内外近几年发展起来的一种新的浅层地震勘探方法。面波分为瑞利波（R波）和拉夫波（L波），而R波在振动波组中能量最强、振幅最大、频率最低，容易识别也易于测量，所以面波勘探一般是指瑞利面波勘探。 人们根据激振震源的不同，又把面波勘探分为①稳态法、②瞬态法、③无源法。它们的测试原理是相同的，只是产生面波的震源不同罢了。 1938年德国土力学协会首次尝试用稳态振动来检测岩土的各种弹性力学参数。1960年美国密西西比陆军工程队水陆试验所开始开发类似的技术方法，但由于当时技术条件的限制，均未获得成功。70年代初美国F·K·Chang等人利用瞬态激振产生的瑞利波来研究浅部地质问题，并于1973年在第42届国际地球物理勘探年会上发表了“Rayleigh Wave Dispersion Technique for Rapid Subsurface Explorati on”（瞬态面波在浅层勘探中的应用）论文，报道了有关的研究成果。在稳态方面，直到80年代初，日本的VIC株式会社经过多年的研究试制，推出了GR－810佐藤式全自动地下勘探机，才使该项物探技术在浅层工程勘察工作中得以应用。通过几年的实践和初步研究，R波在岩土工程勘察中的应用大致分为以下几个方面： ⑴查明工程区地下介质速度结构并进行地层划分； ⑵对岩土体的物理力学参数进行原位测试； ⑶工业与民用建筑的地基基础勘察； ⑷地下管道及埋藏物的探测； ⑸地下空洞、岩溶、古墓及废弃矿井的埋深、范围等探测； ⑹软土地基加固处理效果评价及饱和砂土层的液化判别； ⑺公路、机场跑道质量的无损检测； ⑻江河、水库大坝（堤）中软弱夹层的探测和加固效果评价等； ⑼场地土类别划分及滑坡调查等；

面波勘探技术分析

面波勘探技术分析 摘要：面波勘探是近年起来的一种新的浅层地球物理勘探，具有简便、快速、分辨率高、成果直观、适用场地小等优点，已在许多领域得到，并取得了良好的应用效果。文章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，对其应用范围及存在的作了说明，并给出一个应用实例。 主题词：面波勘探瞬态法 一、概述 面波勘探，也称弹性波频率测深，是国内外近几年发展起来的一种新的浅层地震勘探方法。面波分为瑞利波（R波）和拉夫波（L波），而R波在振动波组中能量最强、振幅最大、频率最低，容易识别也易于测量，所以面波勘探一般是指瑞利面波勘探。 人们根据激振震源的不同，又把面波勘探分为①稳态法、

②瞬态法、③无源法。它们的测试原理是相同的，只是产生面波的震源不同罢了。 二、面波勘探技术 面波是一种特殊的地震波，它与地震勘探中常用的纵波（P波）和横波（S波）不同，它是一种地滚波。 在各向均匀半无限空间弹性介质表面上，当一个圆形基础上下运动时，由它产生的弹性波入射能量的分配率已由Miller（1955年）出来，即P波占7%、S波占26%、R波占67%，亦就是说，R波的能量占全部激振能量的2/3，因此利用R波作为勘探方法，其信噪比会大大提高。 综合分析表明R波具有如下特点： ⑴在地震波形记录中振幅和波组周期最大，频率最小，能量最强； ⑵在不均匀介质中R波相速度（VR）具有频散特性，此点是面波勘探的理论基础；

⑶由P波初至到R波初至之间的1/3处为S波组初至，且VR与VS具有很好的相关性，其相关式为： VR=VS·（0.87+1.12μ）/（1+μ）；式中：μ为泊松比； 此关系奠定了R波在测定岩土体物理力学参数中的应用； ⑷R波在多道接受中具有很好的直线性，即一致的波震同相轴； ⑸质点运动轨迹为逆转椭圆，且在垂直平面内运动； ⑹R波是沿地表传播的，且其能量主要集中在距地表一个波长（λR）尺度范围内。 依据上述特性，通过测定不同频率的面波速度VR，即可了解地下地质构造的有关性质并计算相应地层的动力学特征参数，达到岩土工程勘察之目的。 三、野外工作方法

纵波速度参数对面波频散特征的影响

纵波速度参数对面波频散特征的影响 瑞雷波勘探技术是一种兴起时间不长的地球物理勘探方法。与其他地震波勘探方法相比，具有工作条件简单、不受波反射因素的影响以及浅层分辨率高等优势。目前已被广泛应用于工程地质界。论文针对目前瑞雷波反演方法中存在的诸如反演参数单一、反演参数设置不合理等不足，通过正演软件进行数值模拟，重点研究了分层介质中各层纵波速度对瑞雷波频散曲线的影响。为实现瑞雷波多参数的反演提供基础资料。 标签：瑞雷波频散曲线；正演计算；正演参数 1 概述 面波，在地球物理勘探中我们通常称之为地滚波，反射波记录下来的大多数都是瑞雷波[1]。瑞雷波在多层介质中所产生的相速度随频率变化的现象被称为瑞雷波的频散[2]。而频散曲线正是瑞雷波勘探获得的直接成果。瑞雷波勘探技术作为一种新兴的地球物理勘探方法，以其特有的优势被广泛应用于工程地质勘察、复合地基检测等领域。但是在实际应用过程中也暴露了许多问题，这些问题主要体现在如下几个方面：①瑞雷波的反演方法较多，但是这些方法均建立在一维模型基础上，与被探测的三维目标体存在较大的差异。因此如何实现瑞雷波的二维反演甚至是三维全空间反演是目前瑞雷波研究的重点内容。②目前的面波数据处理采用的是基阶面波，而高阶面波的应用将会大大改善目前的勘探精度和勘探效果。因此如何提取高阶面波，以提高勘探精度特别是软弱夹层的勘探能力，是摆在面波数据处理方面的一个难题。③瑞雷波解释成果存在较大的多解性，特别是解释结果随着道间距、偏移距以及采集通道数出现较大的差别，这也是目前瑞雷波勘探所面临的迫切需要解决的技术问题。 针对上述问题，本论文利用瑞雷波正演计算程序，采用数值模拟的方法研究层状分布的岩土体的纵波速度对岩土体中瑞雷波频散曲线的影响规律。为进一步优化瑞雷波正演算法提供基礎资料。 2 基本原理 Knopoff快速计算法计算的是角速度为ω，相速度为VR的地震波在几个水平、均匀介质组成的层状空间中的传播问题[3]。我们知道应力与位移的关系式为： δm=ρm（γm-1）cosPmAm-iρm（γm-1） sinPmβm+ρmγmγβmcosQmCm-iρmγβmsinQmDm τm=iρmγmγαmsinPmAm-ρmγmγαmcosPmBm-iρm（γm-1）sinQmCm+ρm （γm-1）cosQmDm（1）

面波法勘探在工程勘察中的应用

面波法勘探在工程勘察中的 应用 本页仅作为文档页封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March

面波法勘探在工程勘察中的应用 摘要 在近地表勘探工作中，常用的方法有地质钻探、地震折射和反射 等方法。地质钻探方法比较可靠，但是成本高，且具有破损性；地 震折射方法和反射方法对于波阻抗差异较小的地质体界面反映较 弱，不容易分辨，特别折射波法要求下层介质的速度一定要大于上 层介质的速度，如果地层存在低速夹层和速度倒转，则折射法将无 能为力。瑞雷面波勘探法是一种新型的地震勘探方法，能够弥补传 统方法的不足。本文就是研究如何利用瑞雷面波的频散特性进行浅 层地质勘探检测。 引言 (1) 第一章地震面波简介 (2) 第二章瑞利波勘察原理及现场工作方法 (3) 瑞利波勘察原理 (3) 多道瞬态面波数据采集方法 (4) 第三章瑞利波资料整理与解释 (6) 面波频散曲线的深度解释 (6) 层厚度的计算方法 (6) 层速度的计算方法 (7) 第四章工程实例 (9) 工程概述 (9) 数据采集和处理 (9)

底层划分及滑动面确定 (11) 第五章结论 (15) 致谢 (16) 参考文献 (17)

引言 面波勘探，也称弹性波频率测深，是国内外近几年发展起来的一种新的浅层地震勘探方法。面波分为瑞利波（R波）和拉夫波（L波），而R波在振动波组中能量最强、振幅最大、频率最低，集中于自由表面，容易识别也易于测量，所以面波勘探一般是指瑞利面波勘探。 人们根据激振震源的不同，又把面波勘探分为①稳态法、②瞬态法、③无源法。它们的测试原理是相同的，只是产生面波的震源不同罢了。 1938年德国土力学协会首次尝试用稳态振动来检测岩土的各种弹性力学参数。1960年美国密西西比陆军工程队水陆试验所开始开发类似的技术方法，但由于当时技术条件的限制，均未获得成功。70年代初美国利用瞬态激振产生的瑞利波来研究浅部地质问题，并于1973年在第42届国际地球物理勘探年会上发表了“Rayleigh Wave Dispersion Technique for Rapid Subsurface Exploration”（瞬态面波在浅层勘探中的应用）论文，报道了有关的研究成果。在稳态方面，直到80年代初，日本的VIC株式会社经过多年的研究试制，推出了GR－810佐藤式全自动地下勘探机，才使该项物探技术在浅层工程勘察工作中得以应用。上个世纪九十年代中期，日本科学家在研究常时微动的过程中发现，常时微动是一种震源（包含面波在内）并初步完成了地基勘察。这是一项具有很大潜力的面波勘探方法。

钻孔地质小结

ZK1801地质小结 一、目的任务 该钻孔按设计要求布设在穆呼锰矿区18号勘探线上，设计方位343°，顷角80°，设计孔深300米通过施工ZK1801，对Ⅰ、Ⅱ、V、Ⅶ号锰矿(化)带深部矿(化)体进行控制；经过施工，了解并控制了该孔孔内矿(化)体的深部变化情况及水文地质特征，达到地质目的。 一、完成工作量 该孔于2018年了月20日正式开孔，于7月29日终孔，终于孔深为272.4米、采集样品共37件，其中化学祥32件，编号为182HX81 ZK1801-1～32；另外采取薄片3件，编号为182182Bb ZK1801-1～3；光片1件，编号为182g81 ZK1801-1；小体重1件，编号为182XT81 ZK1801-1. 三、取得成果与认识 通过对钻探的编录，基本了解了矿区地层、矿体形态、分布规律、构造矿体延伸情况、与矿化改变带及其围岩之间的关系， ZK1801中见2层锰矿体，2层锰矿化体，完成272.4米，其中锰矿体累计视厚度2.69米，品位16.7～37.2×10-2。锰矿化体累计视厚度3.92米，品位2.3～4.2×10-2 各锰矿(化)体具体分述如下： ①第1层灰黑色锰矿石(V3号锰矿体)见矿孔深在13.6-15.34米，视厚度1.74米，锰矿化较强，其它主要矿化有黄铁矿化、碳酸盐化，品位18.6-37.2×10-2。 ②第2层灰黑色薄层状含锰矿化泥晶灰岩，孔深在38.87-39.80米，视厚度0.93米，矿化较弱，品位2.3-4.2 ×10-2左右。 ②第3层灰黑色锰矿石(下1号锰矿体)见矿孔深在39.80-40.75米，视厚度0.95米，锰矿化较强，见黄铁矿颗粒，零星分布，品位16. 7-26. 8×10-2. ④第4层锰灰黑色薄层状含锰矿化泥晶灰岩，孔深在40.75-43.74米，视厚度2.99米，品位 2.4- 3.1×10-2。 总体来看，该孔仅见V号锰矿体，但控制较浅，说明矿体向西延伸，矿体品位较高，致密坚硬。 四、质量评述 （一)钻探工程质量 钻探工程严格按设计及钻探操作规程执行： 1、岩石采取率为96.03%，矿心采取率为85.5%，达到设计要求。 2、共进行了6次孔深校正，终孔校正孔深误差为+0.15米，在允许误差之内，达到设计及规范要求。 3、弯曲度一共测量了7次，均按设计要求毎钻进50米测量一次，并对矿(化)体顶底板进行加测，钻孔孔斜均在允许误差之内，毎100米天顶角未超过3°，方位角未超过5°。测斜仪器为光纤陀螺测斜仪CX-6D,达到设计要求。 4、简易水文观测均按要求进行，测定并记录了提钻后和下钻前 的水位，测定了每一回次的冲洗液消耗量，详细记录了涌水及岩石破碎、坍塌、掉块的部位终孔后进行了静止水位观测，观测时间为48小时，每小时观测一次，达到地质勘探规范及设计要求。 5、班报表等原始记录均按钻探操作规程执行，做到了岩心牌、原始钻进班报表、记录等清晰整洁，对岩心均按顺序摆放，对岩心进行了及时的清洗并编号，均达到设计要求。 6、封孔时用水泥全孔封闭，封孔材料、用量及配方均按设计要求执行，达到钻探要求。（二）钻孔地质编录 钻孔地质编录均按地质编录规范标准执行，达到要求。 1、编录前先进行了钻探班报表、岩矿心、回次牌的检查等工作。

中国区域年代地层表

内容简介 分为三大部分，第一部分介绍了地层学的相关知识，包括地层学的相关概念（地层学、地层、地层单位、地层术语、层型、带及面等）、地层划分的类别（岩石地层划分、生物地层划分、年代地层划分、磁性地层极性划分及层序地层划分等方法）、岩石地层单位相关知识及生物地层单位相关知识；第二部分详细介绍了中国海相地层及陆相地层的分阶情况（包括命名的时间、地点、人物及层型剖面位置，生物化石标志，层型剖面岩性特征，同期岩石地层单位，与国际地层表中的同期地层阶位对比，底界年龄）；第三部分主要是附表，包括最新版的中国海相和陆相区域年代地层表及国际地层表。

第一部分 地层概述 前言 近20年来，我国的地层工作在《中国地层指南及中国地层指南说明书》（1981）（以下简称《指南》）所倡导的地层分类、术语、划分原则及地层单位的建立与修订程序的指导下，取得了极大的进展。。。。。。 一般概念 1.1 地层学（Stratigraphy） 地层学是研究构成的所有层状或似层状岩石体固有的特征和属性，并据此将它们划分为不同类型和级别的单位，进而建立它们之间的空间关系和时间顺序的一门基础地质学科。地层学的研究范围实际上涉及到岩层中所有能识别的特征和属性（包括形状、分布、岩性特征、化石内容、地质年龄、地球物理和地球化学性质等），及其形成环境或形成方式和演化历史。构成地壳的各类层状或似层状的岩石——沉积岩（包括固结的或未固结的沉积物）、火山岩及变质岩都属于地层学的研究范畴。 1.2 地层（Stratum, Strata） 地层是具有某种共同特征或属性的岩石体。能以明显界面或经研究后推论的某种解释性界面与相邻的岩层和岩石体相区分。 1.3 地层分类（Stratigraphic classification） 根据构成地壳的岩层、岩石体的不同方面的特征或属性，将其划分成不同类型的地层单位。地层所具有的特征是多样的，属性也不尽相同，每种特征或属性原则上都可以据以作为地层分类的依据。因此，地层划分的类别也是多样的。如，岩石地层、生物地层、年代地层，等等。 1.4 地层区划（Stratigraphic regionalization） 由于中国地域辽阔，各个地区的地层发育特征和状况颇不相同，把不同地区的地层加以对比研究，找出其共同点和不同之处，阐明其原因，并划分出不同的地层区域，这即是地层区划。这种划分不但具有重要科学意义，而且也有很大的实用价值。 地层工划主要依据地层发育的总体特征来划分。而决定和影响这些特征的，主要是地壳的活动性、古地理与古气候条件、古生物群的变化等综合因素，其中构造环境起着控制作用。现行的地层区划，是综合各个层系共同特点的综合地层区划。 地层区划可分为两级。一级地层区划（即地层区），相当于大地构造分区上的一级构造单元（或构造域）；在同一地层区内，“系”级以上地层单位在岩相和生物区系上应可对比，“统”级地层单位可基本对比。二级地层区划（即地层分区），相当于大地构造分区上的二级构造单元（地块、褶皱带）；在同一地层分区内，要求“统”级地层单位在岩相和生物组合上完全可以对比，“组”级单

工程地质勘察选择题

选择题 取样 1.钻探回次进尺为1.6m，采用75mm金钢石钻进，双层岩芯管，采取的岩芯长度分别为 2.4cm，5.8cm，10.2cm，24.2cm，8.7cm，9.6cm，18.9cm，14.7cm及碎块状、粉状岩芯， 按RQD指标该岩石应为( D )。 A.好的 B.较好的 C.较差的 D.差的 E.极差的 2.按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)，螺旋钻探不适用于（D ）。 A．黏性土B．粉土C．砂土D．碎石土 答案：见规范9.2.1条或教材表3.4。 3.按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)，冲击钻探不适用于（A ）。 A．黏性土B．粉土C．砂土D．碎石土 答案：见规范9.2.1条或教材表3.4 4.为获取原状土样，在粉土层中应采用（D ）钻探。 A．旋转 B. 冲击 C. 振动 D. 锤击 （提示：答案见教材表3.4） 5.以下4种钻探方法中，不适合用于粘性土的是（ C ） A、螺旋钻 B、岩芯钻探 C、冲击钻 D、振动钻探 6.岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)，在黏性土、粉土、砂土、碎石土及软岩中钻探采取 Ⅰ级土样时（ D ）是错误的。 A．薄壁取土器适用于采取粉砂、粉土及不太硬的黏性土 B．回转取土器适用于采取除流塑黏性土以外的大部分土 C．探井中刻取块状土样适合于上述任何一种土 D．厚壁敞口取土器适合于采取砾砂、碎石及软岩试样 答案：查教材表3.7； 7.于原状土取土器，下列( B )种说法是正确的。 A.固定活塞薄壁取土器的活塞是固定在薄壁筒内的，不能在筒内上下移动 B.自由活塞薄壁取土器的活塞在取土时，可以在薄壁筒内自由上下移动

面波频散反演地下层状结构的蚁群算法

第34卷第4期物 探 与 化 探Vo.l34,N o.4 2010年8月GEOPHY SI CA L&GEOCHE M ICAL EX PLORAT I ON Aug.,2010 面波频散反演地下层状结构的蚁群算法 翟佳羽1,赵园园2,安丁酉1 (1.中国市政工程东北设计研究院,吉林长春 130021;2.深圳市工勘岩土工程有限公司,广东深 圳518000) 摘要:介绍了一种新的算法 蚁群算法的概念和特点,及其在瑞利波反演地下层状结构中的应用,分析了使用蚁群算法应该注意的事项,提出了通过对初步搜索结果中信息素浓度分布曲线的分析,从而修改、缩小搜索范围,以提高反演速度的方法,并对层状介质模型以及实测数据的频散曲线进行反演,验证了方法的有效性。 关键词:蚁群算法;反演;瑞利波;频散曲线;信息素 中图分类号:P631.4 文献标识码:A 文章编号:1000-8918(2010)04-0476-06 瑞利波勘探是近年来新兴的一种勘探方法,由于其频散曲线对地下结构的横波速度非常敏感,因此被广泛地应用于工程勘察领域。对于瑞利波正演频散曲线的计算已日趋完善[1-3],对于瑞利波的反演,现存的反演方法主要有:最小二乘法、遗传算法、人工神经网络算法及拟牛顿算法等。其中最小二乘法主要利用了目标函数的一阶导数信息,应用于高度非线性化的模型 频散曲线映射过程的反演,往往过分依赖初始模型的选择,容易出现不收敛的现象,遗传算法等全局搜索方法容易陷入局部极小值中,而且反演用时较长,效率较低,人工神经网络训练则要花费相当长的时间,对于拟牛顿算法同样存在初始模型选择的问题。 近年来发展起来的蚁群算法是由意大利学者M.Dorigo等人根据自然界中真实蚁群觅食行为提出的一种优化算法[4]。该算法是一种基于多主体的模拟进化全局搜索算法,该算法具有自组织性和正反馈性,应用分布式控制,主要特点是群体搜索策略和群体之间的信息交换,具有潜在的并行性[5]。而且仅利用目标函数而不是求其导数或其他的附加限制,其效率远高于传统的随机算法,普遍应用于各种问题。针对连续空间的优化问题,已经取得一些成果[6-8]。笔者针对瑞利波频散曲线反演,将有多维约束目标函数的变量进行细分,以每只蚂蚁如何走完所有变量中不同单元的系列作为问题的最优解。将多维连续函数优化问题转化成类似组合优化问题来进行求解,并将整个搜索过程分为粗搜及精搜过程。在搜索过程中针对算法容易过早收敛而陷入局部极小值的缺点,在搜索过程中利用遗传交叉、变异算子使算法跳出局部极小值,从而得到全局最优解。 1 蚁群算法反演地球内部构造 笔者以瑞利波为例讨论应用层状介质频散曲线反演地下结构的蚁群算法。对于从实测的地震资料中所提取的频散曲线,基于其正演算法,通过某种方式调节模型参数达到对实际提取的频散曲线的最好拟合,这就是频散曲线的反演问题。反演过程大致表述为如下形式:设观测数据为d,而d的正演公式为 D(m),其中m为模型参数,定义目标函数为 (m)=d- D(m)22。 目标函数的意义相当于用给定的模型计算的理论观测数据 D(m)对观测数据d的拟合程度,反演过程实际上就是采用某种方式搜索使函数取得极小值的模型参数m*,使得目标函数 (m*)变为极小的过程,若m*有多个,则取目标函数值最小的那一个作为反演的结果。 1.1 蚁群算法的基本思想 蚁群算法的优化过程主要包括选择、更新以及协调。本文中整个优化过程将分为粗搜过程和精搜过程,在粗搜过程中,首先从待求的问题中提取出一个多维约束的目标函数,将目标函数中待求解的独立变量在其约束范围内分解为不同等份的小单元,这样的处理极大地缩小了搜索空间,提高了搜索效率。整个粗搜索过程既是完成每个蚂蚁走完所有的变量中的某一单元,而构成一个可行解,然后更新所 收稿日期:2009-10-23

面波勘探原理及其应用

毕业设计（论文） 题目：面波在地震波场中的特性研究及其应用Surface wave in the characteristics of seismic wave field research and its application 学生姓名：高振兵 专业：勘查技术与工程 班级：07023209 指导教师：方根显 二零一一年六月

摘要 瑞利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[1]。瑞利面波是一类频率较低、能量较强的次生波，且主要沿着介质的分界面传播，其能量随着与界面距离的增加迅速衰减。瑞利面波与反射波、折射波一样都含有地下介质的地质信息。本文从瑞利面波的概念、工作原理及方法、频散特征、反演研究以及实际资料的应用等方面，用多道检波器测量来了解面波勘探在浅层地表调查中的应用。 关键词:瑞利面波、频散曲线、波动方程、瞬态瑞雷波勘探。

ABSTRACT Rayleigh wave exploration is developed in recent years, a new shallow geophysical exploration methods, it is a simple, quick, economy, high resolution, achievements intuitive, applicable site, has the advantages of small find application in many fields, and have achieved good application effect.Rayleigh's is a kind of lower frequency, energy strong secondary wave, and mainly the boundary surface along the medium, the energy with the spread of interface distance attenuation increases rapidly. Rayleigh wave reflection wave, with all contain the same refraction wave of underground medium geological information.This article from Rayleigh's concept, principle and method , frequency dispersion characteristics, and inversion study and the actual material application etc, with multi-channel detectors measurements to understand surface wave exploration in the application of shallow surface survey. keywords: Rayleigh wave，frequency disperse curve, wave equation, transient state Rayleigh wave prospecting.