工程物探期末复习总结.doc

物探（概述）：
通过观测和研究各种地球物理场的变化来解决地质问题的一种勘查方法。
地球物理勘探（全称）：
通过专门的仪器观测地球物理场的分布和变化特征，然后结合已知地质资料进行分析研究，推断出地下岩土介质的性质和环境资源等状况，从而达到解决问题的目的。
2、物探的分类及关系
按研究地球物理场不同分类：
①地震勘探：以介质弹性差异为基础，研究波场变化规律的方法。
②电法勘探：以介质电性差异为基础，研究天然或人工电场变化规律的方法。
③放射性勘探：以介质放射性差异为基础，研究辐射场变化特征的方法。
④地热测量：以地下热能分布和介质导热为基础，研究地温场的方法。
⑤重力勘探：以地下介质密度差异为基础，研究重力场变化的方法。
⑥磁法勘探：以介质磁性差异为基础，研究地磁场变化规律的方法。
按物探工作的空间分类: ①航空物探    ②海洋物探  ③地面物探④地下勘探
按工作目的和应用范围分类:①金属物探    ②石油物探  ③工程与环境物探
形变：
任何固体介质在外力作用下，内部质点的相互位置会发生变化，使得介质的形状或大小产生变化。
弹性：
某物体在外力作用下产生形变，当外力取掉之后，物体能迅速恢复到受力前的形态和大小,物体的这种性质。
弹性介质:具有弹性的介质。
地震勘探中，人工震源的激发是脉冲式的，作用时间短，激发能量对地下岩层和接收点介质产生作用力较小。因此，可以把地下介质近似看作弹性介质。
各向同性介质：弹性性质与空间方向无关； 各向异性介质：弹性性质与空间方向有关 
应变：单位长度所产生的形变ΔＬ／Ｌ。
应力：单位横截面所产生的内聚力Ｆ／s
杨氏模量（或拉伸模量）：线性弹性形变区，应力与应变的比值。                
泊松比： 介质的横向应变与纵向应变的比值。
拉梅系数 ：各向同性的均匀介质，各不同方向的弹性系数大都对应相等，可以归结为应力与应变方向一致和互相垂直时的两个系数l和m，合称拉梅系数
弹性振动：应力和惯性力不断作用，使质点围绕其原来的平衡位置发生振动
等效空穴：震源点附近的非线性形变区
振动图：用ｕ－ｔ坐标系统表示的质点振动位移随时间变化的图形
描述振动曲线的参数：Ａ：地震波振动位移大小（称振幅值变化）    
T：振动周期 △t：延续时间  t0:初至时间
波长：波峰至相邻波峰间的距离λ。波前：该时刻刚刚开始振动的点。
波尾：该时刻刚刚停止振动的点。
波剖面图：描述某一时刻t质点振动位移U随距离X的变化图形
时间场：由时空函数t=t(x，y，z)所确定的时间t 的空间分布。
等时面： 将时间场中时间值相同的各点连起来，构成空间一个面。
真速度(v):只有测量方向与波射线一致时，才能测量得真值。
视速度V*:沿观测方向，距离和波实际传播时间的比值。
纵波：弹性介质发生体积形变（即拉伸与压缩形变）所产生的波动
横波：弹性介质发生切变时所产生的波动
瑞利波：是沿介质与大气层接触的自由表面传播的面波。
勒夫波：沿两种弹性介质分界面传播。
频谱：谐和振动的振幅和初相位则随频率的改变而改变的关系。
频谱分析：为了研究地震波的频谱特征，可用傅立叶变换把波形函数a（t）变换到频率域中，得到振幅随频率的变化函数A(f)，这个变换过程。
主频f0：振幅谱曲线极大值所对应的频率。
频带的宽度：若|A（f）|最大值为1，则可找|A（f）|=0.707的两个频率f1和f2,
△f=f2-f1差值为频带宽度。
大地低通滤波器效应：地震波在传播过程中随着距离（或深度）的增加，高频成分会很快地损失，而且波的振幅按指数规律衰减。实际地层对波的这种改造效应。
波前扩散：在均匀介质中，点震源的波前为球面，随着传播距离的增大，球面逐渐扩展，但总能量仍保持不变，而使单位面积上的能量减小，振动的振幅将随之减小。
吸收衰减：介质对地震波的吸收衰减：实际岩层并非理想弹性介质，地震波传播过程中其质点间相互摩擦消耗了振动能量，造成地震波振幅的衰减
惠更斯原理：惠更斯原理亦称波前原理，假设在弹性介质中，已知某时刻t1 波前面上各点，则可以把这些点看成是新的振动源，从t1 时刻开始产生子波向外传播，经过Dt时间后，这些子波的波前所构成的包络面就是t1 + Dt 时刻新的波前面。
费马原理（射线原理或最小时间原理）：地震波总是沿地层射线传播，到某一点时所用的旅行时间为最小 滑行波：透射角β=90°时的透射波。
折射波：滑行波沿界面滑行时，必然引起界面上各质点的振动，据惠更斯原理，滑行波所经过的界面上各点，都可看作是一新的振源点，在上覆介质中将产生相平行的波。
折射波的盲区：折射波到地面入射角为临界角时，才能产生折射波(折射定律)，故地面一定区间内测不到折射波这个区间
检波器 ：检波器又称拾震器，是把地震波到达所引起的地面微弱震动转换成电信号的换能装置。
浅层地震仪 ：地震仪是将检波器输出的信号进行放大、显示并记录下来的专门仪器
观测系统：激发点和接收点之间以及排列和排列之间的位置关系，称之为观测系统
时距曲线 ：震源到接收点的距离与地震波走时之间的关系曲线。
多次覆盖观测系统：水平叠加（共反射点叠加或共中心点叠加）： 把不同激发点、不同接收点上接收到的来自同一反射点的地震记录进行叠加。
多次覆盖观测系统设计：选定偏移距和检波距后，每激发一次，激发点和整个排列同时向前移动一个距离（此距离炮间距d），直至测完全部剖面。
切除：对记录中一些干扰严重或无意义的记录段，以及工作不正常的地震道，数值充零，以减小干扰，提高资料处理质量。
静校正：对地形起伏和表层速度变化引起的时差进行校正。
抽道集：将各共反射点的记录道从共激发点的记录中逐一的抽出来并按一定的顺序构成新的共反射点道集。
零偏移距地震记录：中心点自激自收的记录。
动校正（或正常时差校正 ）：将CDP道集中各不同偏移距的记录变换成零偏移距记录的处理过程。叠加处理又称水平叠加。
偏移归位:把失真的反射界面归位到其真实的位置
时间剖面：水平叠加或偏移等处理所得出的地震剖面，纵坐标是以时间来表示。
时深转换: 将时间剖面转换为深度剖面的过程。
声波探测：通过探测声波在岩体内的传播特征来研究岩体性质和完整性的一种物探方法
声波探测原理：将声波发射点和接收点分别置于岩土体不同地段，测得声波从发射点到接收点之间的距离（L）和传播时间（T），可算出被测岩体波速的方法
频度：是表示单位时间内所记录的能量超过一定阀值的声发射次数，以N表示。
声波测井：利用声波在钻井中传播的各种规律来研究钻井剖面。
横向电阻率：对于各向异性介质而言，当电流垂直层理方向流过时所测得的电阻率。用符号ρn来表示。
纵向电阻率：对于各向异性介质而言，电流平行层理方向流过时所测得的电阻率。用符号ρt来表示
横向电阻：假若在层状介质中取底面积为lm2、厚度为h的六面岩柱体，则当电流垂直岩柱体底面流过时，所测的电阻。
纵向电导：假若在层状介质中取底面积为lm2、厚度为h的六面岩柱体，当电流平行岩柱体底面流过时，所测得的电导值。
点电源：由于电极大小相对于电极之间距离来说一般很小，因此，我们便可把电极视为一个点，并称为点电源
反演:根据正演理论，对野外实测曲线进行分析，从而获得所研究地质对象的分布状况的有关信息。
正演:根据地下电性介质的分布来研究场的分布，并把场的分布转化成相应的视参数来表示。
1.什么是介质的弹性形变和塑性形变？试举例说明。
形变：任何固体介质在外力作用下，内部质点的相互位置会发生变化，使得介质的形状或大小产生变化。
弹性：某物体在外力作用下产生形变，当外力取掉之后，物体能迅速恢复到受力前的形态和大小,物体的这种性质。
塑性：若某物体在外力作用下产生形变，物体仍保持形变后的某种形态，不能恢复原状，该物体具有塑性
2.什么是弹性介质？地震勘探时为什么可以把地下岩层近似看成是弹性介质？
地震勘探中，人工震源的激发是脉冲式的，作用时间短，激发能量对地下岩层和接收点介质产生作用力较小。因此，可以把地下介质近似看作弹性介质
3.什么是各向同性介质和各向异性介质？
各向同性介质：弹性性质与空间方向无关；各向异性介质：弹性性质与空间方向有关 
4.地震波是如何形成的？可分为哪些类型？
以某种振源激发时，激振点附近的一定区域内所产生的压强将大大地超过其介质的弹性极限，发生岩土大破裂与挤压形变等，形成一个塑性与非线性形变带，在该地带边缘，在激发脉冲的继续挤压下，质点将产生围绕其平衡位置的振动，形成了初始的地震子波，这种振动是一种阻尼振动，在介质中沿射线方向向四面八方传播，形成地震波。
6.什么是时间场和等时面？证明均匀各向同性介质中点震源的地震波波前是以震源为圆心的球面。
射线方程
在均匀各向同性介质中，V是常数，解为： 球面方程
结论：在均匀各向同性介质中地震波的波前是一系列以震源为中心的球面。
10.什么是地震信号的频谱和频谱分析？它对地震勘探工作有什么意义？
频谱：谐和振动的振幅和初相位则随频率的改变而改变的关系。
频谱分析：为了研究地震波的频谱特征，可用傅立叶变换把波形函数a（t）变换到频率域中，得到振幅随频率的变化函数A(f)，这个变换过程。
作用：根据有效波和干扰波的频段差异： ①指导野外工作方法的选择。 ②给数字滤波和资料处理等工作提供依据
12.地震波传播过程中其能量衰减有什么规律？
大地低通滤波器效应：地震波在传播过程中随着距离（或深度）的增加，高频成分会很快地损失，而且波的振幅按指数规律衰减。实际地层对波的这种改造效应。
波前扩散：在均匀介质中，点震源的波前为球面，随着传播距离的增大，球面逐渐扩展，但总能量仍保持不变，而使单位面积上的能量减小，振动的振幅将随之减小。即按1/r的规律衰减。
吸收衰减：介质对地震波的吸收衰减：实际岩层并非理想弹性介质，地震波传播过程中其质点间相互摩擦消耗了振动能量，造成地震波振幅的衰减
13.地震波传播速度和哪些因素有关？纵波、横波和面波三者之间的波速有何关系？
1与岩石弹性常数的关系2与岩性关系3与密度关系4与构造历史、地质年代关系5与孔隙率和含水性关系

15.浅层地震的主要特点和地质条件是什么？
1疏松覆盖层 2潜水面和含水层 3地质剖面的均匀性 4地震界面和地质界面差异5 "地震标志层"确定

1.浅层地震勘探数据采集的主要仪器设备有哪些？
震源、检波器、浅层地震仪
2.折射波法的应用条件和常用观测系统是什么？
3.什么是多次覆盖观测系统？有什么优越性？
多次覆盖观测系统：把不同激发点、不同接收点上接收到的来自同一反射点的地震记录进行叠加。
覆盖次数：把来自同一反射点的次数，称覆盖次数。
优点：可以压制多次波和各种随机干扰波，从而大大提高了信噪比和地震剖面的质量，并且可以提取速度等重要参数。
7．地震剖面上主要的地震波有哪些类型？在共激发点地震记录上呈现出什么特征？
直达波、面波、声波、折射波、反射波。
12.反射波法和折射波（t0法）资料解释方法？
1) 在时距曲线上读取t1、t2和互换时T，可求出t0　(t0=t1+t2-T)　，且可绘出相应t0(x)的曲线。
2)求取k值(h=k*t0)。
3) 计算各点界面深度h，以各观测点为圆心，以其对应的深度h为半径画弧,作出这些圆弧的包络线，为该折射面的位置。
14.频率滤波的基本原理，并举例说明带通、高通和低通滤波的功能。
频率滤波：若对地震记录进行数值滤波，可使某些频率的有效波顺利通过不受损失，而另外一些频率的干扰波则受到较大压制（即被滤掉了。高通滤波、低通滤波、带通滤波等）。
15.什么是动校正和静校正？其校正目的是什么？
目的：前者提高地震资料处理和解释的准确性；后者得到直接反应界面深度变化的地震时间剖面
16.叠加速度分析的基本原理，并解释动校正时如果动校正速度选择过大，反射波校正不足的原因。
据动校正的原理，采用一系列不同的速度值对共反射点时距曲线进行动校正，看经过动校正后双曲线型的时距曲线是否被拉平。当时距曲线拉平时，各道反射波对应最好，叠加后能量最强．这时的速度为最佳速度。校正时差与速度成反比，速度选择过大，时差过小，故校正不足。
17.水平叠加剖面的主要处理流程有哪些？并说明水平叠加时间剖面为什么还需要做偏移归位处理？
抽道集、动校正、水平叠加；常规的水平叠加处理是以水平层状介质为基础的，当反射界面产状变化较大时，按水平界面得出的CDP道集就不是真正的共反射点道集，致使水平叠加的反射界面失态失真。通过偏移处理,不但使反射波归位，较好地反映了界面形态,而且使绕射波等干扰有所收敛,进一步提高了资料质量
18.浅层折射波法勘测时：常用的观测系统是什么？资料处理的主要流程是什么？
折射波：资料输入与图形显示、预处理、构制时距图、t0法解释、结果输出

19.浅层反射波法勘测时：常用的观测系统是什么？资料处理的主要流程是什么？多次覆盖观测系统
反射波：（1）数据资料的输入和显示（2）切除：顶部切除，底部切除（3）静校正（4）频谱分析；
5抽道集、动校正和水平叠加6速度分析7数值滤波8时间剖面9偏移处理10时深转换11输出结果
20.断层在时间剖面上有哪些特征？并绘出图2的合成地震记录。
1.反射波同相轴错位b.反射波同相轴突然增减或消失，波组间隔突然变化。往往是基底大断层的反映。 c. 反射波同相轴产状突变，反射零乱或出现空白带。d.标准反射波同相轴发生分叉、合并、扭曲、强相位转换等现象
1．工程岩体声波探测与浅震波速测试相比，有哪些共同点和不同点？它们各自的优缺点是什么？
共同点:都是以弹性波理论为基础，区别：工作频率不同：声波探测所采用的频率要大大的高于地震波的频率。
声波探测优点：简便快速和对岩石无破坏；缺点:激发能量不大，传播距离小
2.声波探测的基本原理是什么？
将声波发射点和接收点分别置于岩土体不同地段，测得声波从发射点到接收点之间的距离（L）和传播时间（T），可算出被测岩体波速的方法。
3.大地电阻率测量的基本原理？
是以岩土介质的导电性差异为基础，通过观测和研究人工建立的大地中稳定电流场的分布规律从而达到找矿或解决某些地质问题的目的
物探实验步骤：
（1）布置地震测线。按照参数要求在接收点排列方向上布置大线和检波器，
（2）仪器连接：将检测仪器放在适当的位置，在激发点附近布置触发的传感器，将其与仪器连接，并将大线与仪器连接；
（3）仪器调试：仪器系统通电后启动采集软件，按观测系统布设的参数设置各采集参数。检查激发、接收和仪器是否正常
（4）开始激发接收：注意周边是否有人为震动源，提醒周边人员注意，保持相对静止，保证安全无误后，仪器操作员发出指令震源激振，仪器接收地震记录。并检查地震记录的质量。接收记录满足要求，可以保存；如不正常，及时查明原因，重新采集。
（5）仪器整理：检查仪器是否损伤并将仪器拆卸整理归还。
课设操作：
（1）记录滤波：
1、Load(调入记录)：按地震记录文件的驱动器号、路径和文件名输入，回车确认
2、调试处理：谱分析：移动光标改变标内数值，选出道及时窗。确认后按回车键，屏幕呈现频谱图形。
滤 波 ：调出设置滤波参数的窗口，用上下光标移动，用左右光标设置，确定参数后，回车即可。