JGJT143-2017_多道瞬态面波勘察技术规程_结构规范.pdf

中华人民共和国住房和城乡建设部 公告 第1505号 住房城乡建设部关于发布行业标准 多道瞬态面波勘察技术规程的公告 现批准多道瞬态面波勘察技术规程为行业标准，编号为 JGJ/T 143 -2017，自2017年9月1日起实施。原多道瞬态面 波勘察技术规程JGJ/T 143 -2004同时废止。 本规程由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版 发行。 中华人民共和国住房和城乡建设部 2017年3月23日 3 前言 根据住房和城乡建设部关于印发2014年工程建设标准 规范制订、修订计划〉的通知建标[2013J169号的要求， 规程编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际 标准和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，修订了本 规程。 本规程的主要技术内容是1.总则;2.术语和符号;3.基 本规定;4.仪器设备与处理软件;5.现场采集;6.资料处理和 解释;7.成果报告。 本规程修订的主要技术内容是1.修订了采集仪器的电气 参数指标，增加了仪器自检功能的要求;2.增加了处理软件中 对剖面处理的要求;3.补充了数据处理和解释的内容;4.修订 了成果报告应提供的内容;5.对原“仪器设备与处理软件“和 “现场采集“两章中的重复内容进行了合并调整。 本规程由住房和城乡建设部负责管理，由北京市水电物探研 究所负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请 寄送北京市水电物探研究所地址北京市东城区东中街58号 美惠大厦A902，邮政编码100027。 4 本规程主编单位北京市水电物探研究所 本规程参编单位福建省建筑设计研究院 中航勘察设计研究院有限公司 建设综合勘察研究设计院有限公司 中交第一公路勘察设计研究院有限 公司 北京市水利规划设计研究院 广西地球物理勘察院 目次 1 总则...............................................................1 2 术语和符号...................................................2 2. 1 术语............................................................2 2.2 符号..........................3 3 基本规定......................................................5 4 仪器设备与处理软件.............................................6 4. 1 仪器设备............................................................6 4.2 处理软件..........................................6 5 现场采集8 5.1 一般规定...........................8 5. 2 现场试验....................................8 5.3 测线、排列的布设.......................................... 9 5.4 采集要求.......................................... 10 5. 5 采集记录质量评价..........................................11 6 资料处理和解释...................................................13 6.1 资料整理.................................... 13 6.2 数据处理............................................. 13 6.3 分析解释.......................................... 14 7 成果报告m 本规程用词说明...................................................17 附条文说明.............................................19 6 Contents 1 General Provisions .......................................... 1 2 T erms and Symbols .............................2 2.1 Terr丑52 2.2 Symbols 3 3 Basic Requirements ................................. 5 4 Instrumentation and Software ........................ 6 4. 1 Instrumentation6 4. 2 Software6 5 Field Acquisition ................................................ 8 5. 1 General Requirements8 5. 2 Field Test 8 5.3 Line、ArrayLayout .. 9 5. 4 Acquisition Requirements 10 5.5 Record Quality Assessment 11 6 Data Processing and Interpretation ......... 13 6. 1 Data Collating 13 6. 2 Data Processing13 6. 3 Analysis and Interpretation14 7 Result Report ................................................... 16 Explanation of Wording in This Specification ......... 17 Addition Explanation of Provisions .................. 19 7 2 术语和符号 2. 1术语 2.1.1 面波surface wave 沿介质自由表面传播的波，称为表面波，简称面波。 2.1. 2 剪切波shear wave 波的传播方向与介质质点的振动方向垂直的波，又称横波、 S波。 2.1. 3 压缩波compresslOn wave 波的传播方向与介质质点的振动方向一致的波。又称纵波、 疏密波、P波。 2. 1. 4 基阶面波first-mode surface wave 多个传播模态中以第一阶振型传播，在各阶振型中速度最低 的面波。 2.1. 5 高阶面波higher-mode surface wave 多个传播模态中以高阶振型传播的面波。 2.1.6 面波频散frequency dispersion of surface wave 面波各频率组分具有不同的传播速度的现象。 2.1. 7 频散曲线dispersion curve 频散波的波长与波速间关系的曲线。 2.1. 8 基阶面波的频散dispersion of first-mode surface wave 基阶面波各频率成分具有不同的传播速度的现象。 2.1. 9 多道瞬态面波勘察multi-channel transient surface wave in V臼tlgatton 利用瞬态震源，采集多通道面波进行工程勘察的一种方法。 2.1.10 面波速度surface wave velocity 面波在介质中传播的平均相速度。 2 4 H 深度; K 波数; Vp 压缩波波速; VR 地层面波波速，也称瑞利波波速; VS--→剪切波波速; r;s←一面波和剪切波波速换算系数，与泊松比有关; λ一-波长; μf一泊松比; p→一质量密度。 3基本规定 3.0.1 采用多道瞬态面波进行勘察前，应收集相关资料，并应 包括下列主要内容 1 多道瞬态面波勘察任务委托书或勘察要求说明文件等; 2 已有场地工程勘察资料; 3 场地建筑物、构筑物的平面图等资料; 4 场地及其邻近的干扰震源调查资料。 3.0.2 采用多道瞬态面波进行勘察前，应制定勘察方案，并应 包括下列主要内容 1 勘察目的及要求，勘察范围及工作量等; 2 勘察场地的地球物理条件; 3 勘察内容、方法和测点、测线布置图; 4 采用的相关仪器设备; 5 采用的数据处理方法; 6 勘察工期、安全、质量保证及环境保护措施等; 7 勘察成果报告的要求及提交时间。 3.0.3 采用多道瞬态面波勘察方法，采集的地震波记录道不应 少于12个通道。 3.0.4 现场勘察时，仪器主机设备应有防风砂、防雨雪、防晒 和防摔等保护措施。 3.0.5 多道瞬态面波成果的综合分析与评价，宜与其他工程勘 察方法相结合。 3.0.6 多道瞬态面波勘察工作应编制勘察成果报告。 5 4 仪器设备与处理软件 4.1仪器设备 4.1.1 多道瞬态面波采集仪器应符合下列规定 1 仪器放大器的通道数不应少于12通道; 2 仪器放大器的通频带应满足采集面波频率范围的要求， 宜为O.5Hz4. 0 x103 Hz; 3 仪器放大器各通道的幅值偏差不应大于5，相位时差 不应大于所用采样时间间隔的一半; 4 仪器采样时间间隔应满足不同面波周期的时间分辨，在 最小周期内应采样C48点;仪器采样时间长度应满足最大源 检距采集完面波最大周期的需要; 5 仪器动态范围不应低于120dB，模数转换CAjD的位 数不宜小于20位; 6 仪器应具有频响与幅度一致性的自检功能。 4.1. 2 多道瞬态面波检波器应符合下列规定 1 应采用竖直方向的速度型检波器; 2 检波器的固有频率应满足采集最大面波周期的需要，宜 采用不高于4.0Hz的低频检波器; 3 同一排列检波器之间的固有频率差不应大于O.lHz，灵 敏度和阻尼系数差不应大于5; 4 同一排列检波器的幅值差不应大于5，相位时差不应 大于所用采样时间间隔的一半; 5 检波器应具有方便竖直安置的部件。 4.2处理软件 4.2.1 多道瞬态面波处理软件主要功能应包括选用基阶面波 6 生成频散曲线;进行频散曲线分层，反演计算剪切波波速和确定 地层厚度;利用测线上的频散曲线生成速度剖面彩色图，绘制等 速度图或岩土分层解释图。 4.2.2 多道瞬态面波勘探点处理软件应具有F列功能 1 检查与改正采集参数，正确组合拼接采集文件，批量显 示采集记录，分辨记录中的坏道与处理等功能; 2 识别和剔除干扰波的功能; 3 识别和利用基阶面波的功能; 4 提取面波频散曲线的功能; 5 正反演功能，在速度递增及近水平层状地层条件下应能 准确反演地层剪切波波速和层厚; 6 分频滤波和检查各分频段面波发育及信噪比的功能; 7 对比分析频散由线的功能，供研究不同测点的速度变化 或对比同一测点的处理结果。 4.2.3 多道瞬态面波勘探剖面处理软件宜具有下列功能 1 能同时调人不少于3个测点的频散曲线，并自动进行拟 速度计算; 2 编辑测点坐标和成图比例，生成速度成果图; 3 具有自动绘制速度等值线的功能; 4 具有图例填充功能。 4.2.4 多道瞬态面波速度处理成图的文件格式，应采用计算机 通用格式，便于报告编写中调用。 7 5现场采集 5.1一般规定 5.1. 1 多道瞬态面波排列布置应符合下列要求 1 采用线性等道间距排列方式，震源在排列的延长线上; 2 道间距应小于最小探测深度所需波长的二分之一; 3 偏移距的大小应满足勘探深度的要求; 4 排列长度应大于预期面波最大波长的一半; 5 排列的中点应为面波勘探点。 5.1. 2 多道瞬态面波激发震源应符合下列规定 1 震游、频率与能量的选择应根据勘探深度确定，应满足面 波勘察的要求; 2 震源可采用人工锤击、机械冲击或爆炸等方式; 3 当勘探深度小于20m时，宜选择人工锤击;当勘探深度 为20m50m时，宜选择落重或机械冲击激震;当勘探深度大 于50m时，宜选择爆炸激震或其他大能量激震方式。 5.1. 3 面波的激发应符合下列要求 1 应根据勘察任务要求和场地条件合理选择震源; 2使用人工锤击震源或机械冲击震源时应在激震点敷设 垫板; 3 使用爆炸震源时药量应通过试验确定，触发方式宜采用 回线记时法。 5.2现场试验 5.2.1 现场正式工作前应进行现场试验，试验范围应覆盖不同 的地形地质单元。 5.2.2 试验工作的主要内容应包括仪器设备系统的频响与幅度 8 的一致性检查和采集试验工作。 5.2.3 仪器设备系统的频响与幅度的→致性检查，应符合下列 要求 1 仪器各道的一致性检查，宜采用在各道输入端并联后接 人信号源，采集与工作记录参数相同的记录，分析仪器各道的频 响与幅度的一致性; 2 检波器的一致性检查，应选择介质均匀的地点，将检波 器密集地安插牢固，在大于10m地方激震，采集面波记录，分 析检波器频响与幅度的→致性; 3 仪器通道和检波器的频响与幅度特性，应符合本规程第 4. 1节的要求。 5.2.4 采集试验工作应符合下列规定 1 应在场地选择有代表性的地段进行干扰波调查，采用展 开排列方式采集面波，根据基阶面波发育的强势段确定偏移距、 道间距、排列长度和记录长度，排列长度应与勘探深度相近; 2 应根据勘探深度的要求，确定适用频率的检波器，检波 器的频率可按下式计算 f吨/R 式中f一-一检波器的频率Hz; VR→一地层面波波速m/s; R. --波长m，可取勘探深度的2倍。 5.2.4 3 应根据采集记录进行频谱分析，确定满足勘探深度和分 辨薄层需要的最佳激震方式。 5.2.5 应通过现场试验，确定满足勘察目的和精度要求的采集 方案、采集参数及激震方式。 5.2.6 在具有钻孔资料的场地应在钻孔旁布置试验点，进行资 料对比。 5.3 测结、排列的布设 5.3.1 测线的布设应符合下列规定 9 1 滑坡体、泥石流勘察，主测线应沿主滑方向平行布设， 辅助测线宜垂直主滑方向布设; 2 构造破碎带勘察，主测线应与构造走向垂直布设; 3 古河床勘察，主测线应与古河床方向垂直布设; 4 岩洛、土洞或采空区勘察，测线应平行布设，测线间距 应小于勘察对象的尺寸，发现异常时，应在异常点垂直布设辅助 测线;对于重点勘察项目应采取网格布线; 5 地基加固效果检测，测线布设采取通过加固点和在加固 点之间两种方式，并应在加固前后，对同一测点采用相同参数进 行检测; 6 一般场地勘察，测线应根据勘探线和勘探点布设。 5.3.2 排列的布设应符合下列规定 1 地形较平坦且不存在固定干扰源的场地，排列应沿测线 布设; 2 地形起伏较大的场地，应调整排列方向，沿地形等高线 布设; 3 存在固定干扰瘾的场地，排列与激发震源和干扰源应布 设在一条直线上，且激发震源和干扰源应在排列的同一侧; 4 场地存在沟坎或处在建筑群中时，排列方向应规避干扰 波影响; 5 其他场地排列应沿测线布设。 5.4采集要求 5.4.1 应根据勘察目的、要求、地形地质与介质的地球物理物 性条件选用观测系统，并应符合下列规定 1 所选用的观测系统，应满足主要目的层探查的需要; 2 简单地质地形条件下可采用单端激震法，复杂地质地形 条件下宜采用双端激震法; 3 在满足勘探点间距要求的前提下，宜采用全排列移动、 半排列移动或部分道移动。 10 5.4.2 面波的接收应符合下列规定 1 仪器应设置在无滤波状态，对定点仪器应设置各道增益 二致; 2 记录长度应满足最大源检距基阶面波的采集需要; 3 记录的近震源道不应出现削波，排列中不宜有坏道; 4 检波器安置的位置应准确; 5 检波器应与地面或被检测物表面安置牢固，并力求 埋置条件一致;检波器周围的杂草等易引起检波器震动之物应清 除;在风力较大条件下工作，检波器应挖坑埋置; 6 检波器与电缆连接应正确，防止漏电、短路和接触不良 等故障。 5.4.3 在面波勘察中应布置复测检查工作，复测检查的工作量 不得少于总工作量的5。检查记录与原记录波形应相似，频散 曲线应→致。 5.4.4 采集工作结束应及时进行数据存储与备份，并应符合下 列规定 1 按工程名称或工程代号设置存储文件夹; 2 文件名应标识清晰，对于同一测点不同偏移距、不同激 震方式或双端激震等记录文件应有不同标识; 3 采集过程中应填写现场采集班报记录，记录应包括场地 名称、测线编号、存储文件名、测点位置、场地条件等内容，记 录应有操作员、记录员和检查员签字。 5.5 采集记录质量评价 5.5.1 对记录中的削波和常规地震勘探中的坏道，在多道瞬态 面波勘察中均应作为坏道处理。 5.5.2 对记录长度不满足采集最大源检距基阶面波的记录，应 视为不合格记录。 5.5.3 记录中的基阶面波应为强势波，否则应视为不合格记录。 5.5.4 记录中非边道的相邻两道为坏道，应视为不合格记录。 5.5.5 记录中坏道数大于使用道数10的记录，应视为不合格 记录。 5.5.6 发现不合格记录，应进行补测。 12 4 应将速度波长域频散曲线转换为速度深度域频散曲线; 5 频散曲线提取完毕后应进行存储。 6.2.4 频散曲线的分层应依据拐点、斜率及频散点疏密等特征 确定。用于计算地层速度的频散曲线应具有收敛的特征;不收敛 段的起始拐点可解释为地层界线。 6.2.5 频散曲线的反演计算应符合下列规定 1 剪切波层速度的反演计算宜选择固定层厚度的方式; 2 剪切波层速度的反演计算宜遵循由浅及深、逐层调试的 原则，使正、反演结果逐渐逼近; 3 在场地具有钻孔资料的条件下，应结合已知资料确定层 厚度和剪切波层速度; 4 经过反演计算确定的剪切波层速度和层厚度结果应存储。 6.2.6 制作彩色速度剖面图应符合下列规定 1 每个剖面应有不少于3个勘探点的频散曲线; 2 剖面上勘探点频散曲线的输入可选择自动和于动两种 方式; 3 频散曲线上不合理的数据点应剔除; 4 应根据地形文件进行地形校正; 5 应能设置合适的比例尺和波速标尺门限; 6 应在速度分层图中填充地质图例，制作地质解释剖面图。 6.3分析解释 6.3.1 频散曲线的地层反演分析应符合下列规定 1 对于近水平层状地层，反演结果应为排列中点位置竖直 方向地层的波速分布; 2 对于倾斜地层，反演结果应为排列中点位置至地层界面 法向深度的波速分布。 6.3.2 速度剖面图的地质分析应依据频散曲线的分层结果，在 有条件的情况下应结合既有地质资料，进行综合分析。 6.3.3 绘制地质解释剖面图应根据同点位、同深度映像的速度 14 值与地层的关系，逐层确认划分。 6.3.4 面波的解释深度应依据面波波长换算，在具备条件的场 地，应根据有关资料进行校正。 6.3.5 分析解释时，应将地层瑞利波波速转换为剪切波波速。 6.3.6 地层剪切波波速应按下列公式计算 u一VR S一一一- r;s 0.87十1.12μd r;s -1--十问 式中Vs一一地层的剪切波波速Cm/s; VR→←地层的面波波速Cm/s; C6.3.6-1 6.3.6-2 r;s→←面波和剪切波波速换算系数，与泊松比有关; 向一一泊松比。 6.3.7 地层的动剪切模量应按下式计算 Gd严; 式中Gd一一→动剪切模量CPa; ρ 质量密度Ckg/m 3 。 6.3.8 地层的动弹性模量应按下式计算 Ed 21斗μdρui 式中Ed→←动弹性模量CPa。 6.3.9 地层的泊松比应按下式计算 1 -2v μd二2埠→vO 式中Vp一→地层的压缩波波速m/s。 6.3.7 6.3.8 6.3.9 6.3.10 利用剪切波波速进行抗震场地类别划分时，应按国家现 行有关标准的规定计算土层的等效剪切波速。 15 7成果报告 7.0.1 面波勘尉腊应重点突出、图表清晰、结论明确、建议合理。 7.0.2 面波勘察报告应根据任务要求、工程特点和工程地质条 件等具体情况编写，并应包括下列主要内容 1 工程概况; 2勘察目的、任务要求、所依据的技术标准以及勘察时间 和完成的工作量; 3 工程场地的地形、地貌、地质特征和地球物理条件; 4 场地震动干扰背景及分析; 5 面波勘察工作包括方法技术原理、仪器性能、观测系统及 采集参数选择，激震与接收方式，测线布设及工作质量保证措施等; 6 资料处理; 7 面波勘察成果分析解释; 8 结论与建议; 9其他说明。 7. O. 3 面波勘察报告应包括下列图表 1 面波勘察布置平面图; 2 仪器设备工作正常检查的波形记录图; 3 干扰波调查的记录和典型面波记录图; 4 面波点频散曲线图; 5 面波速度分层图，有钻探地质资料时，绘制面波点速度 分层与工程地质柱状对比图; 6 面波勘察成果图表包括波速分层、波速分区、波速等值 线图以及推断解释成果图等。 7.0.4 面波勘察报告的文字、术语、代号、符号、数字、计量 单位等均应符合国家现行有关标准的规定。 16 本规程用词说明 1 为便于在执行本规程条文时区别对待，对于要求严格程 度不同的用词，说明如下 1表示很严格，非这样做不可的 正面词采用“必须“，反面词采用“严禁“。 2表示严格，在正常情况下均应这样做的 正面词采用“应“，反面词采用“不应“或“不得“。 3表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的 正面词采用“宜“，反面词采用“不宜“。 4表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用 “可“。 2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为“应符 合的规定“或“应按执行“。 17 中华人民共和国行业标准 多道瞬态面波勘察技术规程 JGJjT 143 - 2017 条文说明 修订说明 多道瞬态面波勘察技术规程JGJ/T 143 -2017，经住房和 城乡建设部2017年3月23日以第1505号公告批准、发布。 本规程是在多道瞬态面波勘察技术规程JGJ/T 143 2004基础上修订而成的。上一版主编单位是北京市水电物探研 究所，参编单位是建设综合勘察研究设计院、福建省建筑设计研 究院、中航勘察设计研究院、中交第一公路勘察设计研究院、北 京市地震局震害防御与工程地震研究所。主要起草人是刘云祯、 梅汝吾、任书考、李哲生、刘金光、刘运平、胡平。 本规程修订过程中，编制组进行了三次专项试验，对规程执 行12年来的情况进行了广泛调查研究，总结了国内外应用多道 瞬态面波勘察技术的经验和科学研究成果，同时参考了有关国家 标准和行业标准。 为便于广大施工、监理、设计、科研、学校等单位有关人员 在使用本规程时能正确理解和执行条文规定，多道瞬态面波勘 察技术规程编制组按章、节、条顺序编制了本规程的条文说 明，对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行 了说明。但是，本条文说明不具备与规程正文同等的法律效力， 仅供使用者作为理解和把握规程规定的参考。 20 目次 1 ，总贝。..................................................................22 2 术语和符号............................................................24 2. 1 术语.............................................24 3 基本规定27 4 仪器设备与处理软件.............................................28 4. 1 仪器设备.......................................... 28 4.2 处理软件................................................... 30 5 现场采集.........................................................31 5.1 →般规定.......................................... 31 5.2 现场试验....................................... 32 5.3 测线、排列的布设..........................................33 5. 4 采集要求.................................... 34 5.5 采集记录质量评价....................................35 6 资料处理和解释................................................36 6.1 资料整理............................................. 36 6.2 数据处理............................................. 36 6.3 分析解释.......................................... 38 7 成果报告............................................................40 21 1总则 1. 0.1 面波勘察方法分为稳态方法和瞬态方法两大类，是依据 震源激震方式的不同进行的划分。稳态方法的震源为电磁振动 器，稳定在某一频率对地面激震和进行地震波数据的采集，一个 频点的数据采集完成后，变换频率重复采集，直至完成所有设计 频率点的采集。震辉、设备沉重、勘探深度不大，应用不多。瞬态 方法的震源为脉冲方式，脉冲激震作用于地面可以形成一定频率 宽度的震动，采集一次震动的地震波数据即可实现目的。以往稳 态方法和瞬态方法的接收都是采用2个检波器拾取面波信号。 1993年我国刘云祯先生采用12个检波器拾取面波信号，开创了 多道瞬态面波采集和数据处理的技术，促进了瞬态面波勘察技术 的发展。多道瞬态面波勘察技术以便捷高效、勘探深度大、可靠 性高等优势受到业界好评，并得到广泛地推广和应用，为提高工 程技资效益和社会效益作出了贡献。原建设部于2004年8月18 日以第260号公告批准、发布多道瞬态面波勘察技术规程 JGJ/T 143 -2004以来，至今规程已经执行了十多年，对于加强 工法管理和促进面波勘察技术的进步发挥了重要作用，同时积累 了大量的工程实践经验，也为修订工作积淀了宝贵资料。因此， 通过修订制定一个与时俱进的科学的规程是必要的。 1. O. 2 本条说明面波勘察适用于城乡、公路、铁路、机场、水 利、电力等工程建设行业，利用多道瞬态面波方法进行的各类工 程地质勘察、岩土工程勘察与检测。可应用于探查覆盖层厚度、 划分松散地层沉积层序;场地土类别和场地类型的划分;探查基 岩埋深和基岩界面起伏形态，划分基岩的风化分带;探测构造破 碎带;探测地下隐埋物体、古墓遗址、洞穴和采空区;探测非金 属地下管道;探测滑坡体的滑动带和滑动面起伏形态;地基动力 22 特性测试;地基加固效果检验;路基压实度检测等。这里所列的 工程领域，基本上覆盖了工程地质勘察，岩土工程勘察、检测与 监测的各个方面，但并不排斥随着方法技术的进步所带来的应用 范围的拓展或延伸。 面波勘察技术与其他岩土工程勘察手段密切配合可以发挥更 好的作用。例如面波勘察与钻探结合可以建立岩土介质力学参数 剪切波波速的关系，或者地基土类别剪切波波速的关系，通过 综合分析把己知点的认识扩展到物探剖面线上，实现提高勘察成 果质量的目的。 23 2 术语和符号 2.1术语 2.1.1 面波有瑞利波和勒夫波两种类型，本规程所指的面波， 特指成层半无限空间的瑞利波。瑞利波是在非均质半元限空间 中，由于自由边界的作用，非均匀平面P波和Sv波相互干涉而 衍生出来的，且P波与Sv波都沿自由面以同一视速度CVS前 进。瑞利波具有频散特性，其质点运动轨迹为一椭圆。均质半空 间中也存在面波，但不具频散性。 2.1. 4-2.1. 8 面波传播速度按其特征区分为相速度和群速度两 种。相速度系指单一频率组分面波的同一相位的传播速度;群速 度是指同一震源产生不同频率的面波按各自的相速度传播时，相 互干涉形成的波组的传播速度。如果介质均匀，产生的面波没有 频散，各频率成分以同一相速度传播，合成的波组的群速度与相 速度等同。在有面波频散的介质表面，不同频率组分以不同相速 度传播.将随传播距离干涉合成为几个不同群速度的波组。 在层状介质中面波的传播速度VR随频率变化是频率或波长 的函数即频散，在进行频散方程求解时，对于同一个频率J， 往往存在多个相速度吨，这就是说频散曲线往往具有多个模态， 如果将它们按速度大小排列，我们将相速度最小的模称为基阶 模，与之相对应，我们把以最小相速度传播的面波称为基阶面 波。实际采集的面波信息大多是由多阶面波相互叠加而成，如何 准确分离各阶面波并加以利用，这是目前国内外研究的热点问 题。大量的研究表明基阶面波反映了正频散面波群速度面 波相速度地层间岩士的基本物理性质，这也是多道瞬态面波勘 察目前要把握的基本点。而对高阶面波的研究与应用，目前尚不 成熟，本规程暂不纳入。 24 本规程所指的面波速度，指的是某一频率的速度，即相速 度，而非多频率面波群包络的群速度。群速度U与相速度时的 关系是U vR-.XdvR/d.;在均匀介质中，UVR;而地层刚 度随深度逐层增加时，U吨，呈现负频散。 从面波模态的角度看，最简单，也是常见的地层分层结构， 是地层刚度随深度逐层增加。此时面波的大部分能量都集中在基 阶模态中，形成的频散特征也比较简单，容易求出地层的弹性参 数。如果地层结构中含有软弱夹层，或地表为刚度大的地层覆 盖，面波的能量将扩展分布于基阶和多个高阶的模态、中，构成复 杂的频散特征。提取的关键在于正确识别面波的基阶振型。 面波数据处理按其算法→般分为时间域与频率域两大类。目 前频率域的处理多进行j-K域频率-波数域的变换，因为面 波的各个模态，在时间和距离上往往是相互穿插叠合的。在j二K 域中，可以清楚地区分开面波不同模态的波动能量，从而能够单 →地提取出基阶模态的频散数据。 运用二维傅立叶变换，可以将时间距离域的弹性波场数据， 转换为频率波数谱数据，表示为二维坐标中的图形。一般其左上 角为坐标原点，纵坐标为频率轴，沿纵坐标向下波动频率增高， 也就是在时间土波动越快;横坐标为波数轴，沿横坐标向右波数 增多，也就是在空间上波长越短。各个波动组分谱振幅的大小， 用不同颜色的色标来表示，般色度越亮，表示谱振幅越大。波 动组分坐标点j-K和原点连线的斜率j/K，体现了它的 相速度。这条连线越陡，说明该波动组分的相速度越大，而越平 缓则说明相速度越小。 2.1. 9-2.1. 11 利用多道瞬态面波勘察技术方法进行的勘察习 惯上简称为面波勘察，利用采集面波在时间空间域的传播记录， 提取基阶面波频散曲线，即可获得某测点铅垂方向的面波速度， 通过反演计算可以获得地层的剪切波波速。 2.1. 14 面波勘察中利用→定的排列长度实现勘探深度的要求， 25 其面波速度曲线代表的地面位置定义为排列的中点位置，该中点 即为勘探点位置。 2.1.15 “多道“是本规程技术强调的重点之一，它有别于原来 美国研究人员提出的两道瞬态面波亦称表面波频谱分析法方 法1973。多道方法是利用多个检波器按→定间距与震源排列 在一条直线上接收面波的方法。20世纪90年代初刘云祯等人采 用12个通道的面波方法进行地基勘察获得成功，并于1993年首 先提出多道瞬态面波勘察技术。 理论和实践均证明，多道瞬态面波技术有利于在时间和空间 域中识别各种波动组分包括体波、面波和干扰波的信息;有 利于基阶面波的提取与利用;有利于数据经过f-K域的变换、 快速有效地分离多阶模态的面波及其他波;最突出的优势是利用 多道面波数据提取面波频散曲线，可以充分发挥计算技术的作 用，面波频散曲线的质量远比2道好得多，并增加勘探深度。多 个检波器排列在一条直线上，其排列长度的中点代表勘探点，由 该排列获得的面波记录计算得到的频散曲线，反映该勘探点位置 地层介质的面波速度及分布。 2.1. 16-2. 1. 18 这三条是对面波采集中三个参数的说明。偏移 距指震源到记录中第1道的距离，单位为米;规定震惊、在排列外 的延长线上，偏移距有正负之分震源在记录的小道号端第1 道为正，震源、在记录的大道号端第12道或24道为负。道 间距指接收检波器之间的距离。源检距指震捞到检波器之间的距 离。可以是震源至任何一道检波器之间的距离，常见有最小源检 距和最大源检距之说。偏移距和道间距参数的设置与勘探深度有 关系，勘探深度大则需要选择相对大一些的偏移距和道间距，勘 探深度小则需要选择相对小一些的偏移距和道间距。 2.1.19、2.1.20 表示以冲击式或脉冲式作用于地面的震动模式 为瞬态，由瞬态震源产生的面波为瞬态面波。 26 3基本规定 3.0.1 本条规定了进行多道瞬态面波勘察工作应搜集的文件资 料，任务委托书或勘察要求文件是开展面波勘察依据的文件。明 确勘察目的便于有的放矢的布置工作P了解既有资料有利于针对 性开展试验工作，有利于建立物探资料与既有地质资料之间的关 系，实现由已知到未知的地质推断;获知现场条件有利于制定应 对措施。 3.0.2 认真对待勘察方案的制定，尤其在测区地球物理条件及 技术可行性的分析方面，正确的认识是保证勘察成功的基础。 3.0.3 本条规定进行多道瞬态面波勘察时的采用道数不应少于 12个通道。如果道数太少，再出现个别坏道，实际参与计算的 有效道数减少，会影响成果质量。实践资料证明道数多的资料 除了有利于辨认各种波型的属性、准确利用面波以外，对于提高 面波频散曲线分辨率和加大测深都是有益的。以往的2道瞬态面 波方法测深浅，而多道瞬态面波方法大幅度增加了测深，仅从简 单计算频散也可以看出2道的计算1次;12道的计算66次; 24道的计算