瑞雷面波勘探的资料采集
(一)稳态激振法
在稳态法中,将稳态激振力作为震源,其形成的稳态面波以圆柱面式的波阵面向远处传播,为了准确地测量面波传播的时差或相位差,震源和检波器在测线上应按直线布置。测试场地上选择较平整的部位安置底板,在其上安装激振器,用水准仪检査激振器并调整底座,以保证激振器沿垂直方向振动。
系统调试完毕即可按设计的频点逐个测试,一般按频点的频率由高至低或由低至高的顺序进行激发与接收。具体步骤为:①记录点位、检波器排列的参数(偏移距、道间距、检波器编号等);②调节信号源和功率放大器,选择频点的工作频率;③改变频率值进行下一个频点的测量。
由于面波速度反映大约半个波长深度以上介质的平均速度,由此可以估计出当频率f为100Hz、60Hz、20Hz和5Hz时,频率步长可选择为27Hz、10Hz、1Hz和0.06Hz。
(二)瞬态激振法
在瞬态法中,为了保证每次激振时各频率成分的信号有足够大的相位差和考虑到地层可能的非水平条件,需逐次改变检波器的间距和采用激振点对称布置的方式,见图8-34。频谱分析处理时取对称的两组结果的平均值作为两检波器连线中点处的值。Δx选用2m左右效果较好。Δx太小时体波的能量较强,Δx太大则畸变较严重。
图8-34 瞬态法的观测系统
瞬态法对震源的要求比较简单,多用锤击或落重法激振。为了获得对应于不同深度的波速,要求震源能产生各种频率成分的波。测试浅层时用小锤或较轻的铁块锤击地面获得高频信号并采用小间距;测试深度大时则相反。地震波主频f0与落重法的重块质量M和重块底面积的半径r0的关系为
图8-35 数据采集及测线布置示意图
其中:μ为切变模量;ν为泊松比。
瞬态法的有效波和干扰波不易区别,应该在同一震源位置重复测试数次进行叠加,以便达到增强有效信号、压制干扰的目的。目前,面波勘探可以采用多道接收,如图8-35所示。通常,面波数据现场采集采用图8-35(a)的布置形式;如果沿测线方向遇有建筑物时,按垂直测线的方向布置地震剖面[图8-35(b)]。