7瑞雷波法

瑞雷波法勘探實(shí)質(zhì)上是根據(jù)瑞雷面波傳播的頻散特性，利用人工震源激發(fā)產(chǎn)生多種頻率成分的瑞雷面波，尋找出波速隨頻率的變化關(guān)系，從而最終確定出地表巖土的瑞雷波速度隨場(chǎng)點(diǎn)坐標(biāo)的變化關(guān)系，以解決淺層工程地質(zhì)和地基巖土的地震工程等問(wèn)題。

成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院均勻半空間瑞利面波的傳播特征1.瑞利面波的速度與泊松比有關(guān)，約為橫波速度的0.91-0.95倍；2.瑞利面波的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)軌跡質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)軌跡為橢圓；3.瑞利面波穿透深度與波長(zhǎng)的關(guān)系穿透深度為一個(gè)波長(zhǎng)，勘探深度約半個(gè)波長(zhǎng)；4.瑞利面波的衰減沿深度方向衰減快，沿水平方向衰減慢；成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院瑞利面波法與其它地震方法比較有以下2方面的特點(diǎn)：1.不受地層速度差異的影響：折射波法和反射波法對(duì)于波阻抗差異較小的地質(zhì)體界面反映較弱，不易分辨，尤其是折射波法要求下覆層速度大于上覆層速度，否則為其勘探中的盲層，瑞雷波法則不存在這類問(wèn)題。2.縱橫向分辨率高。瑞雷波法根據(jù)其激發(fā)震源的不同，可分為（1）穩(wěn)態(tài)法（2）瞬態(tài)法成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院7.2資料采集

1.穩(wěn)態(tài)法

資料采集中使用一套幅值和頻率可控的非炸藥震源進(jìn)行激發(fā)，通過(guò)改變震源的頻率來(lái)調(diào)節(jié)探測(cè)深度。道間距：成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院

2.瞬態(tài)法

該方法采用錘擊或炸藥震源激發(fā)瑞雷波，在地面按一定方式用垂直速度檢波器接收，并根據(jù)波場(chǎng)的頻散特性，求取VR速度分布場(chǎng)。成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院7.3資料的處理與解釋7.3.1穩(wěn)態(tài)法1．前期處理穩(wěn)態(tài)法勘探中，由于面波記錄時(shí)常被隨機(jī)噪聲干擾，從而影響波至?xí)r間的拾取，因此，對(duì)原始記錄一般要作適當(dāng)?shù)臑V波或園滑處理。處理方法參見(jiàn)反射波法勘探。2．速度的計(jì)算1）時(shí)差法成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院7.3.3綜合解釋7.3.3.1各種波速和能量與介質(zhì)特性的關(guān)系瑞利面波與橫波速度和泊松比的關(guān)系1．波速和介質(zhì)特性成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院2．瑞雷波能量與介質(zhì)特性成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院7.3.3.2層速度與厚度解釋1．解釋步驟1）頻散曲線的繪制在以土體為勘探對(duì)象的工作中，以實(shí)測(cè)VR為橫坐標(biāo)，以H=0.8λR

為縱坐標(biāo)繪制VR

-0.8λR曲線，這樣繪制的頻散曲線，縱坐標(biāo)可近似代表勘探深度2）定性解釋分析頻散曲線的形態(tài)和變化規(guī)律，初步確定可能的層數(shù)以及各層厚度和速度可能的范圍3）定量解釋利用多種分析計(jì)算層速度和厚度的方法，綜合解釋出各層的速度和層厚度。此外，還可利用初步解釋結(jié)果，進(jìn)行正演擬合計(jì)算，從而反演出最佳結(jié)果。成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院2．層厚度與速度的解釋1）層段的劃分層段的劃分主要有兩種方式一次導(dǎo)數(shù)極值點(diǎn)法拐點(diǎn)法成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院2）層速度的計(jì)算①漸近線法②近似計(jì)算法成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院7.4實(shí)際應(yīng)用7.4.1巖土物理力學(xué)參數(shù)計(jì)算1．地基剛度系數(shù)2．土層容許承載力和變形模量7.4.2地基勘察成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院7.4.3路面檢測(cè)瑞雷波法用于公路質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)，可以解決如下幾方面的問(wèn)題：1．確定層狀結(jié)構(gòu)各層的厚度；2．計(jì)算路面的抗壓，抗折強(qiáng)度；3．評(píng)價(jià)路基的載荷能力；4．探測(cè)路面中的裂隙；5．計(jì)算各層介質(zhì)的動(dòng)彈性模量（結(jié)合縱波資料）。成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院已知在圖中0.8~1.2m間有一寬度為1cm的裂隙，其中充填了砂土。在裂隙處形成“U”字形成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院7.4.4地下空洞和掩埋物探測(cè)圖1.7.15是舊煤礦礦井的探測(cè)實(shí)例，圖中（a）是工作布置圖，（b）是實(shí)測(cè)的6個(gè)間距的頻散曲線成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院利用70Hz和23Hz的速度值分別確定管道的上下邊界，利用50Hz曲線確定管道的水平位置。兩處解釋推斷的管道位置如圖1.7.16所示，已知該處管道埋深0.9m，直徑約1m，底坐厚度不詳，解釋的管道頂部埋深為0.8m，與實(shí)際情況誤差0.1m。成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院圖1.7.17是在山西安太堡露天煤礦的開(kāi)挖平臺(tái)上，采用落重震源和瞬態(tài)面波法取得的工作成果。左圖為隨深度變化的面波速