第２０卷增刊２００８年９月中国煤炭地质ＣｏＡＬＧＥｏＬｏＧＹＯＦＣＨＩＮＡＶ０１．２０Ｓｕｐ．Ｓｅｐ．２００８文章编号：１６７４—１８０３（２００８）Ｓ一００８４—０３瞬态面波的勘探及应用宫胜家（１．中国煤炭地质总局第一勘探局物测队，河北邢台０５４００１）摘要：叙述了面波勘探技术的发展概况、主要特点、应用范围、探测原理、野外测试方法，及其实际应用实例与经验，根据目前面波勘探的应用状况，探讨了其应用范嗣及其存在的实测面波频散曲线的“Ｚ”字型现象的精确地解释，面波勘探深度的准确确定，提高测试深度。以及震源的改进和研究等问题。关键词：地震勘探；瑞利面波；瞬态法；频散曲线；解释与应用中图分类号：Ｐ６３１．４２文献标识码：Ａ０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，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。又把面波勘探分为稳态法、瞬态法、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，均未获得成功。上世纪７０年代初美国Ｆ－Ｋ·ｈａｎｇ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“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。直到上世纪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一８１０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（堤）中软弱夹层的探测和加固效果评价等；⑨场地土类别划分及滑坡调查等；⑩断层及其它构造带的测定与追踪等。１勘探原理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，是一种地滚波。弹性波理论分析表明。在层状介质中，拉夫波是由ＳＨ波与Ｐ波干涉而形成，而瑞利波是由ＳＶ波与Ｐ波干涉而形成。且Ｒ波的能量主要集中在介质自由表面附近，其能量的衰减与ｒ一１／２成正比，因此比体波（Ｐ、Ｓ波ｏｃ卜１）的衰减要慢得多。在传播过程中，介质的质点运动轨迹呈现一椭圆极化．长轴垂直于地面．旋转方向为逆时针方向，传播时以波前面约为一个高度为Ａ。（Ｒ波长）的圆柱体向外扩散。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）计算出来，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波致分为以下几个方面：①查明工程区地下介质速度结构并进行地层划分；②对岩土体的物理力学参数进行原位测试；③工业与民用建筑的地基基础勘察；④地下管道及埋藏物的探测；⑤地下空洞、岩溶、古墓及废弃矿井的埋深、范围等探测；⑥软土地基加固处理效果评价及饱和砂土层的液化判别：⑦公路、机场跑道质量的无损检测：⑧江河、水库大坝作者简介：官胜家（１９６０一），男，安徽省淮南市人，物探工程师，１９８７年毕业于佛山煤田地质学院，一直从事煤炭地质、物探工作。责任编辑：葛晓云具有如下特点：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（移。）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／３。与秽。具有很好的相关性，奠定了Ｒ波在测定岩土体物理力学参数中的应用：（蓟Ｒ波在多道接受中具有很好的直线性，即一致的波震同相轴；⑤质点运动轨迹为逆转椭圆，且在垂直平面内运动；⑥Ｒ波是沿地表传播的，且其能量主要集中在距地表一个波长（Ａ。）尺度范围内。依据上述特性。通过测定不同频率的面波速度秽。，即可了解地下地质构造的有关性质并计算相应万方数据增刊宫胜家：瞬态面波的勘探及应用地层的动力学特征参数，达到岩土工程勘察目的。２野外工作方法应用瞬态法进行现场测试时一般采用多道检波器接收，以利于面波的对比和分析。当锤子或落重在地表产生一瞬态激振力时，就可以产生一个宽频带的Ｒ波。这些不同频率的Ｒ波相互叠加，以脉冲信号的形式向外传播。当多道低频检波器接收到脉冲形振动信号后，经数据采集，频谱分析后，把各个频率的Ｒ波分离出来，并求得相应的口。值，进而绘制面波频散曲线。当选取两道检波数据进行反演处理时。应使两检波器接收到的信号具有足够的相位差．其间距ｚｌｘ应满足（Ａ√３）～Ａ。，即在一个波长内采样点数要小于在间距Ｚｌｘ内的采样点数的３倍。而大于在间距厶内的采样点数的ｌ倍。该采集滤波原则对于不同的勘探深度及仪器分辨率和场地地层特性可作适当调整。当采用多道检波数据进行反演处理时。虽然不受道间距公式的约束，但野外数据采集时也应考虑勘探深度和场地条件的影响。一般来说。当探测较浅部的地层介质特性时．易采用小的血值并用小锤作震源以产生较强的高频信号．即可获得较好的结果：当探测较深部的地层介质特性时，易采用较大的厶值，并用重锤冲击地面，以产生较低频率的信号，使其能反映地下更深处的介质信息，达到岩土工程勘察之目的。震源点的偏移距从理论上讲越大越好．且易采用两端对称激发，有利于Ｒ波的对比、分辨和识别，但偏移距增大就要求震源能量加大和仪器性能的改善。一般来说，偏移距应根据试验结果选取。就目前的仪器设备条件和反演技术水乎，选用偏移距２０～４０ｍ即可获得较好的测试结果。由多道检波数据反演处理后可得一条频散曲线，一般把它作为接收段中点的解释结果。实际上该曲线所反映的地层特性为接收段内地层性质的平均结果。故当探测场地地下介质水平方向变化较大时．只要能满足勘探深度的要求．尽量使反演所用的接收段减小．以使解释结果更具客观实际。３工程应用实例西部大开发十大项目之一的黄河沙坡头水利枢纽位于黄河上游干流上．上距待建的大柳树坝址１２．１ｋｍ．下距青铜峡水电站１２２ｋｍ。行政隶属宁夏回族自治区中卫县。主要建筑物由主坝和副坝两部万方数据分组成，其中主坝拟选坝型为混凝土闸坝，最大坝高３９．９３ｍ，坝长３５８．５ｍ：副坝布置在黄河左岸Ｉ级阶地。拟建坝型为土石坝，坝高５ｍ左右，坝长约１．５ｋｍ。测区地层岩性由上至下依次为：①覆盖层由全新统风积砂壤土、粉细纱和全新统冲洪积砂卵砾石组成；②下伏基岩由棕红色、紫红色砂质粘土岩组成。局部夹有砾岩。为探测覆盖层厚度并进行地层划分。采用瞬态面波进行勘探。实测使用美国Ｒ２４工程地震仪和４Ｈｚ低频检波器。室内数据处理使用ＳＦＫＳＷＳ软件。其流程为：输入面波记录文件一显示和检查实测曲线数据＿＋圈定面波数据窗口－＋在Ｆ—Ｋ域搜索确定基阶面波频谱峰脊并拾取频散数据＿按搜索确定的基阶面波频谱峰脊圈定出基阶面波频谱范围＿生成面波频散曲线一地质分层（人工或自动）－＋绘制反演拟合曲线一打印输出结果。Ｒ波在非均匀介质中传播具有频散特性．所以不同频率（波长）的Ｒ波具有不同的传播速度。模型试验和实测结果表明．当探测的岩土层介质较为均一时。Ｒ波的相速度随深度的加大而按线性增加，只有出现不同介质的分界面时，频散曲线会出现一个所谓“Ｚ”字型变化，该变化特征是由于地表接收到的波从上一层漏能型波转入下一层漏能型面波。且此转折点与两介质问的界面埋深有密切的关系．由此可依据实测频散曲线的“Ｚ”字型变化点来划分地下岩性变化的分界面。４存在问题虽然面波探测技术在工程中的应用已很广泛。但实际工作中还存在以下问题。①关于实测面波频散曲线的“ｚ”字型现象，从理论模型的解析中还不能精确地解释此现象。因为理论的频散曲线，在介质分界面处只出现折点，对此还需深入研究和数值模拟计算。②对于面波勘探深度的确定，目前国内外大多采用半波长作为Ｒ波的勘探深度，此关系是一经验公式。但在实际工作中。应根据场地地质条件、探测对象以及孔旁测试对比结果等作适当调整。③测试深度相对较浅，一般情况下可靠的测量深度为２０～３０ｍ，最深不过５０～６０ｍ。当测试深度加大时。震源信号就必须具有足够的低频信号，目前尚难满足此要求。由于低频时的Ｒ波值很少，使得下部频散曲线的点相对稀少。所以对解释精度影响较大。就该问题笔者建议由原来的算术坐标系改为８６中国煤炭地质第２０卷波长为对数的单对数坐标系，可使低频段频散点稀少问题得以改观。实际应用等有待进一步的深入和开拓。使之在生产实践中不断总结、完善和提高。参考文献：【ｌ】杨成林，等．瑞雷波勘探［Ｍ】．北京：地质出版社，１９９３．【２】胡钧，等．岩土１９瑞利波勘探新进展【Ｊ】．上海地质，１９９６，（２）．【３】刘康和．面波探测技术综述【Ｊ】．电力勘测，１９９７，（２）．【４］ＢａｒｂａｒａＡＬｕｋｅ，ｅｔａ１．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＥ０’ｒＥＣＨＮＩＣＡＬｏｆ④根据不同的勘测目的和要求。对产生Ｒ波的震源需作必要的改进和研究，以适应勘察的需要。如用锤子作震源时其低频值为１０。２０Ｈｚ左右，而用砂袋作震源时低频值为３～１０Ｈｚ左右。５结语面波勘探作为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、适用场地小、应用范围广等优点。但对面波勘探理论的研究以及ＳＡＳＷＭｅｔｈｏｄＵｎｄｅｒｗａｔｅｒ［Ｊ］ＧＥＯＥＮＶｌＲＯＮＭＥＮＴＡＬａｎｄＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ，１９９８。（８）．【５］ＶａｈｉｄＧｎｊｉ，ｅｔＡｎａｌｙｓｉｓａ１．ＡｕｔｏｍａｔｅｄＩｎｖｅｒｓｉｏｎＰｒｅｃｅｄｕｒｅｆｏｒＳｐｅｃｔｒａｌｏｆＳｕｒｆａｃｅＷａｖｅｓ［ｆ１．ＯＵＲＮＡＬＯＦＧＥ（ＹｒＥＣＨＮＩＣＡＬａｎｄＧＥＯＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＥＮＧＩＮＥＥＩｕＮＧ。１９９８，（８）．ＰｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＴｒａｎｓｉｅｎｔＧｒｏｕｎｄＲｏｌｌＧｏｎｇＳｈｅｎｇｊｉａ０５４００１）（ＧｅｏｐｈｙｓｉｃａｌＰｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇａｎｄＳｕｒｖｅｙｉｎｇＴｅａｍ，ＴｈｅＦｉｒｓｔＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎＢｕｒｅａｕ，ＣＮＡＣＧ，Ｘｉｎｇｔａｉ，ＨｅｂｅｉｒｏｌｌＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｎａｒｒａｔｅｄｇｒｏｕｎｄｐｉｅ，ｆｉｅｌｄｔｅｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｃｏｍｐｅｎｄｉａ，ｍａｉｎｆｅａｔｕｒｅｓ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｃｏｐｅ，ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇｐｒｉｎｃｉ—ｗｅｌｌ踮ｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｅｘａｍｐｌｅｓａｎｄｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ．ＢａｓｅｄｅｘｔｅｎｔｇｒｏｕｎｄｒｏＵｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｔａ—ｔｕｓ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｂｌｅａｎｄｄｅｔａｉｌｅｄｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎｏｆｅｘｉｓｔｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｄｇｒｏｕｎｄｒｏｌｌｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｃｕｒｖｅ”Ｚ７ｓｈａｐｅｄｐｈｅ—ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔａｎｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ．ｎｏｍｅｎｏｎ，ａｃｃｕｒａｔｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｇｒｏｕｎｄｒｏｌｌｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇｄｅｐｔｈ，ｔｅｓｔｉｎｇｄｅｐｔｈａｄｖａｎｃｉｎｇ，ｓｏｕｒｃｅＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｉｓｍｉｃｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ；Ｒａｙｌｅｉｇｈｇｒｏｕｎｄｒｏｌｌｗａｖｅ；ｔｒａｎｓｉｅｎｔｍｅｔｈｏｄ；ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｃｕｒｖｅ；ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ乍ｅ乍ｅ’ｏ鼋ｏ’ｏ譬。膏。鼋。督巳它凸鼋。它。督ｏ々ｏ謦｝它。它已督。它。督。它Ｂ督。譬。督。督。譬。譬ｏ’ｏ鼋。鼋凸它６督咻科钟删水，啦，啦求，酏，啦，啦，神—∞，的．（上接第７８页）参考文献：【ｌ】李可恩，熊晓军，杨俊．高速屏蔽层下地震数据的采集叨．天然气地球科学。２００６，１７（４）：５２７—５３１．【２】陆基孟．地震勘探原理【Ｍ】．东营：石油大学出版社，１９９３：１４—１５．【３】董守华．地震资料煤层横向预测与评价方法［Ｍ】．徐州：中国矿业大学出版社，２００４：４６－４７．【４】王志，贺振华，黄德济，等．高速屏蔽层下弱反射层地震勘探叨．勘探【７】ＺｈａｎｇＪＧ，ＤｏｎｇＳａｎｉｓｏｔｍｐｙｔｏＨ，ＹｕｎＪＨ．ＦｏｒｗａｒｄｏｆｃｏａｌｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆａｚｉｍｕｔｈａｌｏｆＣｈｉｎａｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｅｄＰ－ｗａｖｅ８ｅ锄忉ＪｏｕｒｎａｌｔｈｅｔｒａｖｅｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＥｎｇｌｉｓｈＥｄｉｔｉｏｎ），２００６，（３）：３２１—３２４．Ｘ【８】“ｕＹ，ＷｅｉＣ．Ｆｒａｃｔｕｒｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｕｓｉｎｇｔｉｍｅｏｆ３－Ｄｒｅｆｌｅｃｔｅｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎａｌｗａｖｅ叨．ｏｉｌＧｅｏｐｈｙｓｉｃａｌＰｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ，１９９９，３４（６）：６０ｒ７—６１３．【９】９ＦｍｅｈｎＩｍａｇｉｎｇＪ，矾ｉｔｅＲＳ，ＦｌｉｅｄｎｅｒＭ，ｅｔａ１．ＩＪａｒｇｅ－ａｐｅｒｔｕｒｅｓｅｉｓｍｉｃ：ｂｅｎｅａｔｈ地球物理进展，２００２，２５（５）：２３—２７．【５】董守华，马彦良，周明．煤层厚度与振幅、频率地震属性的正演模ｈｉｇＩｌ－ｖｅｌｏｃｉｔｙｓｔｒａｔａ【刀．Ｗｏｒｌｄｏｉｌ，１９９９，２２０（１）：１０９—１１３．【ｌＯ］ＢｒｉｔｔａｎＪ，ＷａｒｎｅｒＭ．Ｗｉｄｅ一觚ｇｌｅ拟们．中国矿业大学学报，２００４，３３（１）：２９—３２．【６】ＤＯＩｌｇＳｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎＨ，ＹｕｎｓｅｉｓｍｉｃｖｅｌｏｃｉｔｉｅｓｉｎｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓＪＨ．Ｆｏｒｗａｒｄｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｇｌｅｏｆｏｆｔｈｅｃｒｅｓｔ［Ｊ］．ＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｉｎＪｏｕｒｎａｌＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，１９９７，１２９（２）：２６９—２８０．ＢｂｅｔｗｅｅｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｉｎｃｉｄｅｎｔｔｈｅＰ－ｗａｖｅｃｏａｌ∞ａ／ｌｌ【１ｌ】ＺｉｌｌｍｅｒＭ，ＧａｊｅｗｓｋｉＤ，ＫａｓｈｔａｎｗｅａｋＭ．Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｆｏｒ叨．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＥｎｇｌｉｓｈＥｄｉｔｉｏｎ），２００６，（１）：５—７．ａｎｉｓｏｔｍｐｉｅｍｅｄｉａ叨．ＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓＪｏｕｒｎａｌＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，１９９７，１２９（２）：３８９～３９８．ＨｉｇｈＶｅｌｏｃｉｔｙＳｈｉｅｌｄｉｎｇＬａｙｅｒＵｎｄｅｒｓｉｄｅＣｏａｌＳｅａｍＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎＷａｖｅＥｎｅｒｇｙＦｏｒｗａｒｄＭｏｄｅｆｉｎｇＭｏＬｉａｎｇｔａｉ，ＴａｎｇＤｅｌｉｎａｎｄＧａｏＪｉｕｌｉｎｇ（ＧｅｏｐｈｙｓｉｃａｌＡｂｓｔｒａｃｔ：ＢａｓｅｄＰｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇａｎｄＳｕｒｖｅｙｉｎｇＴｅａｍ，ＴｈｅａｎｄＦｉｒｓｔＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎＢｕｒｅａｕ，ＣＮＡＣＧ，Ｘｉｎｇｔａｉ，Ｈｅｂｅｉｏｕｔ０５４０００）ｔｈｅＳｎｅｌｌｔｈｅｏｒｅｍＺｏｅｐｐｒｉｔｚｅｑｕａｔｉｏｎ，ｔｏＩｒｓｅｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｃａｒｒｉｅｄｗａｖｅｆｏｒｗａｒｄｍｏｄｅｌｉｎｇｆｏｒ６ｌａｙ—ｅｒｅｄｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｍｅｄｉｕｍｍｏｄｅｌｓ．Ｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｔｕｄｅｅｎｅｒｇｙａｎｄｉｎｃｉｄｅｎｔａｎｇｌｅ，ｃｏａｌｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎａｍｐｌｉ—ｃｌｏｓｅｔ０ｃｈａｎｇｉｎｇａｌｏｎｇｗｉｔｈｉｎｃｉｄｅｎｔａｎｇｌｅｓ，ｈａｖｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ，ｔＯｔｏｆｏｕｎｄｔｈａｔｓｅｉｓｍｉｃｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｂｕｉｌｄｕｐｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌａｎｇｌｅ．ＢａｓｅｄｔｈｉｓｌｏｎｇｅｒｇｅｏｐｈｏｎｅｗａｖｅｏｆｆｓｅｔｔｏｒｅｃｅｉｖｅａｂｒｕｐｄｙｗｈｅｎｉｎｃｉｄｅｎｔａｎｇｌｅｉｓｅｎｅｒｇｙｂｅｌｏｗｔｈｅｓｈｉｅｌｄｉｎｇｌａｙｅｒＣａｎｗｅａｋｅｎｓｈｉｅｌｄｉｎｇｉｍｐａｃｔａｎｄｇｏ，ｉｎｔｈｅｐｏｉｎｔｅｎｈａｎｃｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｓｅｉｓｍｉｃｗａｖｅ；ｅｎｅｒｇｙａｎｄｉｎｃｉｄｅｎｔａｎｇｌｅ；Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚｅｑｕａｔｉｏｎ；ｆｏｒｗａｒｄｍｏｄｅｌｉｎｇ；ｈｉｇｈｖｅｌｏｃｉｔｙｓｈｉｅｌｄｉｎｇｌａｙｅｒ万方数据瞬态面波的勘探及应用
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
宫胜家， Gong Shengjia
中国煤炭地质总局第一勘探局物测队,河北,邢台,054001中国煤炭地质
COAL GEOLOGY OF CHINA2008，20(z1)0次
1.杨成林 瑞雷波勘探 1993
2.胡钧 岩土工程瑞利波勘探新进展 1996(02)3.刘康和 面波探测技术综述 1997(02)
4.Barbara A Luke Application of SASW Method Underwater 1998(08)
5.Vahid Ganji Automated Inversion Procedure for Spectral Analysis of Surface Waves 1998(08)
1.期刊论文 米晓利.王欣.李永革.李立山 瞬态瑞利面波技术在地震勘探方面的应用研究 -物探装备2002,12(2)
运用瞬态瑞利面波勘探方法可以在寻找激发岩性和提供静校正所需参数方面取得好的效果.
2.学位论文 刘喜亮 基于波动方程的瑞利面波有限差分法正演模拟 2006
利用瑞利波信息反演层状半空间介质的性质和状态，是地震勘探、岩土工程领域关注的研究课题。本文根据弹性波方程，采用交错网格有限差分数值求解算法，对浅层各向同性弹性介质进行了包括瑞雷面波和体波在内的全波场模拟。在数值模拟中，采用地震勘探中常用的爆炸点源激发产生的瑞利面波，讨论了震源埋深对瑞利面波激发的影响。
为了更好的处理模拟过程中的边界条件，在正演模拟使用吸收边界条件，并给出了角点的处理方法。针对工程勘察中常见的连续和层状介质模型进行了模拟，获得了更加接近实际情况的地震记录。结合模拟记录，探讨了瑞雷面波的形成条件。
此外，本文最后分析了现存的瑞利面波资料处理及反演方法。对在资料处理过程中各环节不同方法的优缺点做了详细的讨论。对反演方法的未来发展方向作了展望，对当前极有潜力的时频分析方法进行了详细的了解，对其在反演中的应用前景及其本身的局限性做了论述。事实表明时频分析方法获得的频散曲线不及多道频率波数分析得到的瑞利波频散曲线准确。不过由于时频分析仅需要一个接收道的数据就能给出结果，比多道频率波数分析方法要简便，如果能对此方法加以改进，还是一种具有前景的分析方法。
总的来说，本文系统地给出了用有限差分进行瑞利面波在分层半空间介质的正演模拟方法，并写出了相应的程序。为用瑞利面波探测地层结构奠定了可靠的基础。在此基础上，可进一步发展相应的反演解释方法，可望能提供给勘探地层层状结构以指导。
3.期刊论文 李公正.张玉池.周明芳.李平 瞬态瑞利面波技术探测原理及其应用 -矿产与地质2003,17(5)
介绍瑞利面波的勘探原理及其速度与体波速度和地基承载力之间的关系,结合工程实例,分析瑞利面波技术在工程勘察和工程检测中的应用效果.
4.学位论文 梁志强 层状介质中多模式面波频散曲线研究 2006
在地震勘探中，很长时间以来面波都是作为一种“干扰”而出现的。但是，自从上个世纪50年代初，瑞利面波在层状介质中具有的频散特性被发现之后，随着人们对瑞利波的理论以及应用研究的深入，瑞利波已经开始在天然地震与地球内部结构、人工地震勘探、超声无损检测等领域得到了大量的研究和应用。瑞利波法涉及的问题也大致归结为三个方面：第一是数据的采集和处理；第二是瑞利波的正演理论，这个问题大多数研究都集中在对层状介质中瑞利波频散曲线的计算，它涉及到数值稳定性问题以及计算速度问题；第三是数据的解释以及反演。瑞利波数据的反演程序中必然要用正演公式，正演公式的可信度及精确性对反演结果有着直接的影响，正演的计算量则对反演的速度有很大的影响。因此，在理论上推导出一种快速、稳定、精确的计算层状介质中瑞利面波频散方程和计算方法对于瑞利波法的进一步广泛应用无疑具有重要的现实意义。
对瑞利波频散方程的数值计算表明，层状介质中瑞利波往往存在多种模式，多模频散曲线有什么特征?怎样进行解释?这也是一个问题。多模式频散曲线在理论上应该表现为多条，而实际提取的频散曲线往往为一条，这一条频散曲线对应哪个模式，目前还不清楚。怎样将多模式的多条频散曲线与实际提取的一条频散曲线相统一，是目前瑞利波反演需要解决的关键问题。
美国Kansas大学夏江海博士将基模波和高模式波结合起来考虑，用阻尼最小二乘法进行瑞利波的反演，获得了很好的效果。凡友华在考虑多阶模的情况下研究的瑞利波勘探也取得了良好的效果。这些研究工作都说明了研究多阶模式的瑞利波频散曲线的重要性。
本文在详细分析了国内外瑞利波的理论研究和应用现状以后，针对瑞利波频散曲线的正演问题，开展了水平层状介质中面波频散曲线的理论研究，编程实现了两层、多层水平固体层状介质情况下多模式面波频散曲线的数值计算，分析了各种情况下介质的横波速度、密度、以及介质的厚度对多模式面波频散曲线形态的影响，并特别分析了含有低速夹层时多模式面波频散曲线的形态特征。随着浅层地震勘探从陆上开始向滩浅海、湖泊等地域延伸，作者特别研究了对于水平层状固体介质的表层上覆液体时的面波频散曲线的形态特征，这也是论文的新颖之处。
论文指出：除了横波速度递减等几种比较特殊的模型以外，大部分介质情况下都具有多阶的瑞利波模式，同时通过分析，发现多阶模式是瑞利波实际勘探中产生“之”字型频散曲线的主要原因。并且通过计算介质表层为液体层的面波频散曲线，为湖泊和浅海等表层为液体的地区的瑞利波勘探提供一定的理论依据。
瑞利波勘探法作为一种新兴的工程地震勘探方法，己开始引起许多学者的兴趣，并在许多领域中得到大量的实际应用，但还存在一些亟待解决的问题。本课题对层状介质中多模式面波频散曲线的研究就是在这种背景下提出来的，其研究结果无论是对于面波法的工程应用，还是对面波理论的充实都具有实际的意义。
5.期刊论文 钟飞.张伟.李继山.梁昌明.钟约先.ZHONG Fei.ZHANG Wei.LI Ji-shan.LIANG Chang-ming.ZHONG Yue-xian 可控震源地震勘探在大坝检测中的应用试验 -水利水运工程学报2010,\"\"(1)
某电厂大坝为黏土斜墙堆石坝,其黏土防渗层的状态(密实性、一致性等)是极其重要的问题.瞬态瑞利面波探测技术可用来检测堤坝松散层和土坝渗漏水异常区.可控震源激发波形精确可控,可激发高频地震波,以提高地震勘探分辨率,进行浅层薄层地震勘探.本文应用研制的可控震源地震勘探系统对大坝进行了实地测试,对测试数据进行了频散分析,衰减系数与能量分析,波速计算分析.分析结果表明,大坝局部区域存在低速点;研制的可控震源系统可有效地进行浅层地震信号勘探.
6.期刊论文 刘康和.魏树满 瞬态面波勘探及应用 -水利水电工程设计2001,20(2)
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.
7.学位论文 朱德兵 超浅层弹性波波振二相拟模态试验分析理论研究 2002
该研究将模态试验分析理论引入超浅层弹性波地震勘探领域,结合浅层地震勘探波动学原理,融介质结构振动响应和介质中弹性波波动动力学响应特征于一体,初步建立了超浅层弹性波有效激励下的波振二相拟模态试验分析的基础理论.从系统分析的角度,基于地球物理勘探广义背景,综合勘探仪器设备、勘探方式方法、非线性反演理论、当代数字信号处理和数字图像处理的相关技术理论,对拟模态试验分析方法和异常反演解释进行了较为全面的理论分析和阐述,从而突破了超浅层地震勘探所沿用的地震勘探传统理论,为超浅层地震勘探方法技术发展和数值反演提供了新的思路和理论依据.首先简要概述当前国内外浅层乃至超浅层地震勘探理论、技术、方法的研究现状;对地球物理勘探系统与模态试验分析理论原理进行了系统的比较分析,阐释了两者之间的相关关系以及相关问题的研究现状,指出了该文的具体研究内容和方向.在模态试验分析理论的基础上,引入质量-弹簧-阻尼系统模型,初步建立起介质结构弹性波测试的振动拟模态试验分析理论;结合直达波、瑞利面波、角域地层结构、结构腔体等特殊拟模态的理论分解分析,阐明拟模态试验分析是一个综合分析系统并指出该系统的四个主要分析层面.结合具体实践,对弹性波拟模态试验分析的有效激励和保真检测等拟模态试验分析的前提条件进行了分析.内容包括震源概述、有效激励、普通传感器频响特性分析以及信号采集系统及装置等等.从系统分析的角度,论述了地球物理勘探广义背景和异常识别的基础理论;基于拟模态响应四个层面的模态特征,结合小波分析和短时傅立叶变换,介绍了薄层响应分析和拟模态能量团分析的基本问题,同时基于RADON变换介绍了特殊弹性波干涉下拟模态图像识别技术原理;通过拟模态响应信号解释处理中映射系统的建立,指出了拟模态的非线性特征和建立非线性反演系统的必要性,进而介绍了BP人工神经网络反演在实际应用中的基本操作思路.结论部分,综述该文在超浅层弹性波检测和勘探理论领域中的主要贡献和突破、理论方法研究的不足之处和对后阶段研究工作的展望.
8.期刊论文 王东才.Wang Dongcai 综合利用地质雷达和瞬态瑞利波法进行地表静校正 -物探装备2001,11(2)
地质雷达是勘查浅层目标体行之有效的方法,但在解决地表静校正问题时对地下折射界面与地层速度有特殊的条件要求,使它在复杂地区的应用受到了.而瑞利面波的频散特性能较好地解决地表层速度.只要综合应用这两种方法的技术长处,并掌握地质雷达工作的关键--灵活、准确地使用雷达天线,解决复杂地表的静校正是大有希望的.
9.会议论文 单娜琳 瞬态面波法探测低速薄层方法研究 2003
利用浅层地震中的瑞利面波法探测软弱薄层可获得明显的低速层异常.低速(薄)层引起的高能量的高阶模态面波是一个有利的标志,证明地上有低速层存在.但频散曲线的复杂形态也使定量解释的难度增加.瞬态面波法测量使用北京水电物探研究所研制的SWS-1G型多功能面波仪,采用12道共炮点装置,使用4Hz检波器接收,20磅大锤作为震源,偏移距3m,道间距1m.由于要利用高阶模态面波,在有低速层存在时频散曲线上有\"之\"字形特征,在对实测数据处理时,分析各阶模态面波分布范围,取得合适的频散曲线.
10.学位论文 董珂 MASW技术在碎石土边坡灌浆治理效果检验中的应用 2008
MASW勘探方法是近年来兴起的一种新的岩土工程勘探方法，其原理是利用瑞利波的频散特征，对工程介质体的物理力学性质做出正确的解释和合理的工程评价。与传统的勘探方法相比，MASW勘探具有设备轻便、效率高、投资少等特点，越来越受到岩土工程师们的青睐，在工程地质勘察和工程质量检测领域得到了广泛的应用。
本文介绍了瑞利波的应用历史、发展状况和MASW勘探优点；阐述了弹性波波动方程、匀质半空间和成层半空间的瑞利波方程；并介绍了MASW技术的原理和野外工作方法，以及在不同土层的适用范围。这些理论研究表明，瑞利波能反演土体的剪切波速度，剪切波速度和土体特性又有联系，所以采用MASW技术瑞利波法反演土体特性，检验灌浆治理后的碎石土边坡效果是可行的。
利用瑞利波信息反演层状半空间介质的性质和状态，一直是地震勘探领域关注的研究课题。本文将MASW技术应用于贵州三凯公路寨头隧道进口段碎石土边坡灌浆治理检验的实际工程中，由层状半空间瑞利面波的实验数据，分析层状瑞利波的频散曲线，并利用基阶和高阶模态的瑞利波频散曲线反演层状介质参数。根据得到的动力学参数与治理前的数据比较，检验治理后碎石土边坡灌浆效果。治理前后动力参数变化结果表明：虽有部分区域表层灌浆不均匀，但整体还是起到了灌浆固结的作用，场地类型均也基本变为中硬状态，土质边坡整体稳定性增强，灌浆治理取得了较好的成效。 另外，本文还做了钻孔勘探，结果证明MASW技术得到的界面分布形态与钻探结果接近，充分说明MASW技术的可靠性和准确性。
MASW技术用于检验碎石土边坡灌浆治理效果，是一种新方向的研究探讨，本文的研究显示，由于理论计算的某些不足和实际工程情况的复杂性，MASW技术仍存在一些问题，有待于进一步研究。
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