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面波法原理

面波法是一種地震勘探技術,它利用面波的特性來進行地質探測。面波是一種特殊的地震波,與P波和S波不同,它屬於地滾波。面波的傳播特性包括:

傳播速度和能量分布:面波在傳播過程中,其質點運動軌跡呈現一橢圓極化,長軸垂直於地面,旋轉方向為逆時針方向。面波的能量主要集中在介質自由表面四周,其能量的衰減與r-1/2成正比,因此比體波的衰減要慢得多。

頻散特性:面波法具有頻散特性,不同頻率(波長)的面波具有不同的傳播速度。在非均勻介質中,R波的相速度隨深度的加大而按線性增加,直到出現不同介質的分界面時,頻散曲線會出現一個所謂「Z」字型變化。這個變化特徵是由於地表接收到的波從上一層漏能型波轉入下一層漏能型面波,且此轉折點與兩介質間的界面埋深有密切的關係。

勘探套用:由於R波的能量占全部激振能量的2/3,利用R波作為勘探方法,其信噪比會大大提高。此外,當探測的岩土層介質較為均一時,R波的相速度隨深度的加大而按線性增加。只有出現不同介質的分界面時,頻散曲線會出現一個所謂「Z」字型變化,由此可依據實測頻散曲線的「Z」字型變化點來劃分地下岩性變化的分界面。