高阻尼檢波器在淺層地震勘探縱波反射法中應(yīng)用

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1、高阻尼檢波器在淺層地震勘探縱波反射法中的應(yīng)用孫躍軍蔡裕恩石桂（廣東省地質(zhì)物探工程勘察院廣州510800）摘要在淺層地震勘探縱波反射法中，常規(guī)的動(dòng)圈式檢波器抗干擾能力有限，所接收的信號(hào)信噪比不高。高阻尼檢波器能在信噪比等方面有很大提高，從而使我們的所采集的數(shù)據(jù)可信度更高更準(zhǔn)。本文闡述了高阻尼檢波器的各項(xiàng)性能指標(biāo)及分析了其應(yīng)用于淺層地震勘探縱波反射法中可行性和優(yōu)越性，并介紹了一系列的實(shí)驗(yàn)和一個(gè)查找斷裂構(gòu)造帶的工程實(shí)例，通過(guò)與其它類型檢波器的對(duì)比分析，表明高阻尼檢波器有較高的精度和信噪比，明顯優(yōu)于常規(guī)檢波器。關(guān)鍵詞淺層地震勘探縱波反射法動(dòng)圈式檢波器高阻尼檢波器信噪比1.前言高阻尼檢波器過(guò)去常用在

2、樁基完整性檢測(cè)中（低應(yīng)變反射波法）。但由于性能更好的加速度計(jì)的出現(xiàn)，使高阻尼檢波器漸漸被人忽視。而在淺層地震勘探縱波反射法中，一般使用的是自然頻率為100Hz或38Hz的動(dòng)圈式檢波器，在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中由于場(chǎng)地條件不好，或噪音較大，致使信號(hào)信噪比不高而措手無(wú)策。如果應(yīng)用高阻尼檢波器將會(huì)取得較好的效果。2.高阻尼檢波器的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)西安石油勘探總廠大興實(shí)業(yè)公司生產(chǎn)的SSJ—38Hz型高阻尼檢波器的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)（見(jiàn)表1），從表中可看出：高阻尼檢波器完全滿足《淺層地震勘查技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的淺層地震反射法接收裝置的技術(shù)要求。SSJ—38Hz型高阻尼檢波器主要技術(shù)指標(biāo)一覽表表1名稱主要技術(shù)指標(biāo)名稱主要技

3、術(shù)指標(biāo)自然頻率38Hz±5%失真系數(shù)<0.2%線圈電阻590Ω±5%最大位移1.8mm阻尼0.730±5%慣性體質(zhì)量13.6g靈敏度0.42v/cm/s±5%通頻帶13～1500Hz43.試驗(yàn)及與常規(guī)縱波檢波器的對(duì)比分析3.1縱波長(zhǎng)排列試驗(yàn)縱波長(zhǎng)排列試驗(yàn)是用來(lái)確定數(shù)據(jù)采集時(shí)所采用的偏移距、檢波距、激發(fā)方式及能量、接收方式及參數(shù)。圖1和圖2為京珠高速公路新造特大橋的西岸所采集的縱淺層折射波圖1高阻尼檢波器縱波長(zhǎng)排列試驗(yàn)記錄聲波面波反射波淺層折射波圖2常規(guī)檢波器縱波長(zhǎng)排列試驗(yàn)記錄反射波聲波面波波長(zhǎng)排列試驗(yàn)記錄，他們的激發(fā)方式、參數(shù)都一樣。由圖可見(jiàn)，高阻尼檢波器所采集的試驗(yàn)記錄反射波波組清晰，連

4、續(xù)性較好，能量較強(qiáng)，可視區(qū)較寬，偏移距可設(shè)為18m；而常規(guī)的動(dòng)圈式檢波器所采集的信號(hào)反射區(qū)域波組紊亂，連續(xù)性差，能量較弱、偏移距須設(shè)在32m以上。根據(jù)《淺層地震勘查技術(shù)規(guī)范》的技術(shù)要求，反射法的偏移距宜小不宜大。因此用高阻尼檢波器測(cè)試記錄的信噪比和可信度明顯高與常規(guī)檢波器。3.2現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的原始記錄第12道直達(dá)波反射波面波聲.波圖3常規(guī)檢波器縱波長(zhǎng)排列試驗(yàn)記錄圖3為京珠高速公路新洲特大橋南岸工程物探勘察中縱波反射法現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的一個(gè)原始記錄，其中第12道為常規(guī)的動(dòng)圈式檢波器所接收，其余為高阻尼檢波器所接收。由圖可得，第12道的波形在直達(dá)波區(qū)域內(nèi)與前11道的連續(xù)性都還不錯(cuò)，但在反射區(qū)域內(nèi)第12道的

5、能量、波列都明顯不及前11道。這說(shuō)明用高阻尼檢波器所測(cè)得的信號(hào)信噪比高于常規(guī)檢波器。44工程實(shí)例4.1工區(qū)情況簡(jiǎn)介本文涉及的工程實(shí)例是《京珠國(guó)道主干線廣州（新洲）至番禺（坦尾）高速公路三座特大橋物探勘察》。工區(qū)位置在廣州市海珠區(qū)珠江三個(gè)區(qū)段，該區(qū)下伏基巖有燕山期花崗巖、震旦系混合巖、白堊系棕紅色砂礫巖和白堊系粉砂巖，基巖埋深約為20～60m；第四系覆蓋層為沖海積層，主要由淤泥質(zhì)土、中粗砂（局部粉砂）和卵石組成。該工區(qū)有可能是廣州地區(qū)著名的廣三斷裂通過(guò)地帶。筆者用淺層地震勘探縱波反射法和鉆探相結(jié)合，查明了橋位所在地是否存在斷裂帶，并給出了斷裂帶的位置、產(chǎn)狀、規(guī)模及影響范圍等情況，為大橋的設(shè)計(jì)

6、和施工提供地質(zhì)依據(jù)。4.2地震數(shù)據(jù)采集、處理與解釋該工區(qū)分為陸域和水域兩部分，數(shù)據(jù)采集所使用的檢波器都為高阻尼檢波器。陸域部分?jǐn)?shù)據(jù)采集采用的是常規(guī)的淺層地震勘探方法，其中道間距2.0m，炮間距4.0m（12道），三次CDP疊加，錘擊震源激發(fā)；水域部分采用單道反射法（即地震影像法），與GPS全球衛(wèi)星定位儀配合，將儀器設(shè)備置于船上，航行時(shí)每秒采集一次。陸域部分縱波反射法資料處理流程：解編→預(yù)處理→疊前濾波→干擾切波→道間平衡→抽CDP道集→速度分析→動(dòng)校疊加→剖面打印→初步解釋→修飾處理→正式時(shí)間剖面打印。水域部分資料處理只須把各線的各道記錄抽集在一起，校正好觸發(fā)時(shí)基巖面圖4京珠國(guó)道主干線廣州

7、（新洲）至番禺（坦尾）高速公路新洲特大橋北岸01測(cè)線（K0+996～K1+135段）時(shí)間剖面圖物探異常間，把測(cè)量數(shù)據(jù)按時(shí)間放在剖面上即可。圖4為新洲特大橋北岸橋址上的L01測(cè)線的一段陸域時(shí)間剖面。這段時(shí)間剖面結(jié)合鉆探資料，進(jìn)行了時(shí)深轉(zhuǎn)換后所得的地質(zhì)解釋剖面如圖5所示。4推斷斷裂圖5京珠國(guó)道主干線廣州（新洲）至番禺（坦尾）高速公路新洲特大橋北岸01測(cè)線（K0+996～K1+135段）地質(zhì)解釋剖面圖4.3勘察成果分析該工區(qū)地