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1、天然源面波勘探技術(shù)黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司工程物探研究院YellowRiverEngineeringConsultingCo.,Ltd.余凱一、國內(nèi)外發(fā)展概況二、方法技術(shù)特點三、天然源面波的研究及應(yīng)用四、天然源面波勘探的技術(shù)優(yōu)勢五、工程實例內(nèi)容提要文章回顧了天然源面波勘探發(fā)展的歷史,介紹了解天然源面波勘探的技術(shù)特點以及幾種數(shù)據(jù)處理方法，主要討論了天然源面波的應(yīng)用和研究方向，總結(jié)了天然源面波勘探的技術(shù)優(yōu)勢。國內(nèi)外發(fā)展概況國外天然源面波勘探技術(shù)的研究開始于20世紀(jì)50年代，1957年提出了從微動信號中提取面波的兩種主要
2、方法：空間自相關(guān)法(SPAC法)和頻率-波數(shù)法（F-K法）。國內(nèi)20世紀(jì)80年代末90年代初首次傳到中國。1992年北京市地質(zhì)勘察技術(shù)院首次在北京進(jìn)行了一次目的層深達(dá)2400ｍ的微動勘查試驗。方法技術(shù)特點微動信號的來源各種自然現(xiàn)象產(chǎn)生，信號頻率＜1Hz的低頻信號源（又稱長波微動）如：天氣的變化以及海浪、潮汐變化等人類活動產(chǎn)生，信號頻率≥1Hz的高頻信號源（又稱常時微動）如：各種機(jī)械振動，道路交通等微動沒有特定的震源，振動來自觀測點的四面八方，攜帶有豐富的地球內(nèi)部信息。微動是由體波（P波和S波）和面波（瑞雷（Rayl
3、eigh）波和勒夫（Love）波）組成的復(fù)雜振動，其中面波的能量占信號總能量的70％以上。地震波微動S波P波微動方法技術(shù)特點理論上來講，微動可以看作是一種穩(wěn)定的隨機(jī)過程，是隨時間和位置適量而變化的一種自然現(xiàn)象，某一時間段的微動記錄可以作為穩(wěn)定隨機(jī)過程的樣本函數(shù)來看待。同時，可用時間與空間上的平穩(wěn)隨機(jī)過程進(jìn)行描述。天然源面波（微動）勘探方法就是以這種平穩(wěn)隨機(jī)過程理論為依據(jù)的，由微動信號中提取面波的頻散曲線，然后通過對頻散曲線的反演，得到地下橫波的速度結(jié)構(gòu)。方法技術(shù)特點方法技術(shù)特點天然源面波的研究及應(yīng)用天然源面波勘探地
4、球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)大地構(gòu)造觀測臺陣和探測深度的關(guān)系規(guī)則臺陣到不規(guī)則臺陣地震災(zāi)害地殼和地幔的物質(zhì)組成規(guī)則臺陣到不規(guī)則臺陣：以往的空間自相關(guān)法一直采用規(guī)則臺陣,但實際工作時不方便,后來岡田等進(jìn)一步研究使得SPAC法在不規(guī)則臺陣上也能夠適用。采用非規(guī)則臺陣的空間自相關(guān)法(SPAC法)稱為擴(kuò)展的空間自相關(guān)法(ESAC法)。微動單點非規(guī)則臺陣示意圖微動單點規(guī)則臺陣示意圖天然源面波的研究及應(yīng)用天然源面波的研究及應(yīng)用圖1圖2圖3圖4天然源面波的研究及應(yīng)用關(guān)于觀測臺陣（臺陣半徑）和探測深度的研究：2002年提出F-K法有效波長范圍為臺陣
5、半徑的2.3~6.8倍，SPAC法有效波長范圍為臺陣半徑的3.2~17.2倍。在10個觀測臺陣中，有效波長范圍上限隨地下構(gòu)造的不同和臺陣的大小而變化，但SPAC法的上限都比F-K法大。推定可能的位相速度的最短波長：推定可能的位相速度的最長波長：天然源面波的研究及應(yīng)用1、無需人工源，不受場地限制，野外作業(yè)簡便,勘探周期短，成本低。尤其適用于地面障礙物覆蓋區(qū)的構(gòu)造勘探。2、由于使用面波，不受淺層高速層屏蔽作用的影響。3、探測深度大。根據(jù)臺陣觀測半徑大小，勘探深度從地表~3000多米。天然源面波勘探的技術(shù)優(yōu)勢工程實例土石
6、界面探測：觀測半徑:20、40、80、160m斷層探測：謝謝！
