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二、折射波理论时距曲线 1. 水平界面的折射波时距曲线 (1)两层介质模型 水平二层介质折 射波时距曲线 截距时间t0为: 水平二层介质折射波时距曲线 据此公式可以 反演界面深度 (2)三层介质 V3V2V1, 当入射波在R2界面上的B点 产生折射时,则入射射线在 界面处必须满足: 和 可导出水平三层介质的时距 曲线方程为: 水平三层介质折射波时距曲线 (3) 多层介质 只要各层介质的速度满足: 第 i 层界面上的折 射波时距方程为: 水平多层介质折 射波时距曲线 2. 倾斜界面的折射波时距曲线 在界面的下倾方向观测, 折射波到达地面接收点 O2的走时为: 从图中几何关系可知: 倾斜界面折射波时距曲线 将这些关系代入t下的表达式,可得如下 时距曲线方程式: 同理,若在O2激发,波到达测线上倾方向任意点 的时距曲线方程为: 倾斜界面的折射波时距曲线特征讨论 倾斜界面折射波时距曲线 (1)上倾与下倾方向时 距曲线斜率不同,其视速 度不同,上倾方向视速度 大于下倾方向的视速度。 (2)上倾与下倾方向观 测到的初至区距离和盲区 大小不同,在下倾方向接 收时,初至区距离和盲区 较小,截距时间也要小些。 在上倾方向接收时,初至 区距离和盲区要大些,截 距时间也要大些。据此可 以判断界面的倾向。 (3)当 i+??90o 时若在下倾方向接收,折射波射线将无法返回地面,这时盲区无限大。而在上倾方向接收,则入射角总是小于临界角,无法形成折射波。 临界角I与界面倾角?的关系 (4)上倾与下倾方向观测的视速度分别为: 和 (2.2.12) (a ) i=? V*?? (b) i ? V*为负 (5)联立(2.2.12)两式可解得: 若已知V1,则可根据相遇时距曲线的视速度求得倾角和临界角以及V2(V2 = V1 /sin i)。 3.变速层的折射波时距曲线 (1)关于速度随深度的变化规律 A、速度随深度增加而呈线性增加, 即符合下列表达式: 式中V0为表面一点的速度值,?是一个和介质性质有关的系数。 B、介质的波速呈现为随深度的非线性变化,而线性关系只 只是其中的一个特例。介质的速度随深度变化的更为一般的 表达式为: 式中当n?1,可认为其变化是线性的。 (2.2.16) (2)潜射波的时距方程和时距曲线 地震波在变速层中的传播和在常数层中的传播有不同的特点,把变速层中的折射波称为潜射波。 形成潜射波示意图 潜射波的射线方程和旅行时方程分别为: (2.2.17) 式中i0 和 iZ 分别为起始点和深度z处 的临界角,若将(2.2.16)式及其导 数代入(2.2.17)式可得时距曲线方程 组为: (2.2.18) 潜射波时距曲线 如果表层是速度随深度增加的变速层,下部是水平均匀地层, 这时在时距曲线图上可以见到变速层的潜射波时距曲线和反 映地层界面的折射波时距曲线的组合曲线(在V2 VZ的情 况下),其形态如下图所示。 变速层下部 具有均匀介 质时的折射 波时距曲线 4.隐伏层对折射波时距曲线的影响 隐伏层是指初至折射波法不能探测到的地层根据其产生的原因的不同可分为两类.一类是层状介质中的低速夹层,由于折射波形成的条件必须是下部介质的波速大于上覆介质的波速,因此在低速夹层的上界面不可能产生折射波而成为隐伏层。 另一类是在层状介质中各层的波速虽然是逐层递增,符合折射波形成的条件,但下部介质中某层的厚度很小,所形成的折射波不可能出现在初至区,而是隐藏在续至区中难以识别,这种薄层也称为隐伏层。 此外,还有介绍一下有关“屏蔽层”的概念。现分别讨论如下。 V2 V3 三层层状介质 中含低速夹层 的折射波时距 曲线 (1)层状介质中的低速夹层: (2)层状介质中的隐伏“薄层” 所谓“薄层”,就是指各层速度的分布满足V1V2V3 …… Vn 的关系,但其中某层的厚度不大,使得它所产生的折射波不能在初至区出现.仍以三层介质为例进行讨论。 三层介质中各种不同h2的时距曲线 * * * * * * 浅层折射波法和反射波法 第一节 数据采集 第二节 理论时距曲线 第三节 资料处理及解释 浅层折射波法与反射波法: 1、浅层折射波法是一种使用相对较早且较成熟的方法; 可用来探测覆盖层厚度、基岩面起伏、断层及古河道; 弱点:分辨率较低、测线较长; 2、浅层反射波法是近十多年来随着电子技术的发展及微机数字处理系统的开发和普及才得以迅速发展。 浅层反射波法具有相对较高的分辨率,可以采用较小的炮检距进行观测,因而可以采用较短的勘探测线;对资料的数字处理技术要求较高。 反射地 震勘探 资料采 集现场 波动传 播和界 面关系 示意图 第一节 数据采集
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