WD智能天然源面波数据采集处理系统及其应用试验

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1、第４０卷第５期物探与化探Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．５２０１６年１０月ＧＥＯＰＨＹＳＩＣＡＬ＆ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮＯｃｔ．，２０１６ｄｏｉ：１０．１１７２０／ｗｔｙｈｔ．２０１６．５．２６刘云祯，梅汝吾，叶佩，等．ＷＤ智能天然源面波数据采集处理系统及其应用试验［Ｊ］．物探与化探，２０１６，４０（５）：１００７－１０１５．ｈｔｔｐ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１１７２０／ｗｔｙｈｔ．２０１６．５．２６ＬｉｕＹＺ，ＭｅｉＲＷ，ＹｅＰ，ｅｔａｌ．ＤａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆＷＤｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ

2、ｎａｔｕｒａｌｓｏｕｒｃｅｓｕｒｆａｃｅｗａｖｅａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｅｓｔ［Ｊ］．Ｇｅｏｐｈｙｓｉ⁃ｃａｌａｎｄＧｅｏｃｈｅｍｉｃａｌＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，２０１６，４０（５）：１００７－１０１５．ｈｔｔｐ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１１７２０／ｗｔｙｈｔ．２０１６．５．２６ＷＤ智能天然源面波数据采集处理系统及其应用试验１１２１刘云祯，梅汝吾，叶佩，金荣杰（１．北京市水电物探研究所，北京１０００２７；２．中国国土资源航空物探遥感中心，北京１０００８３）摘要：我国自主研发的ＷＤ智能天然源面波数据采集处理系统，改变了迄今为止现场仪器只采

3、集天然微振动波形记录的现状。该系统利用大数据计算、筛选、叠加、归一化等技术，创先性研制出现场仪器在采集微震信号的同时，可直接显示勘探成果的面波频散曲线；信号采集过程中，无需震源，无需人工控制；装置系统安置在地面，１０～３０ｍｉｎ可获得上百米深度地层的面波频散曲线，得知土层软硬。在不同岩性地区的试验结果证实，该系统能快速、准确地进行地层划分，操作便捷，适应性强，为天然源面波勘探广泛应用于工程勘查提供了技术保障。关键词：天然源面波勘探；ＷＤ智能勘探仪；天然源面波数据采集系统；工程勘查；无源勘探中图分类号：Ｐ６３１．４文献标识码：Ａ文章编号：１０００－８９

4、１８（２０１６）０５－１００７－０９在地球表面，无论何时何地都存在一种天然的前者由天气、气压及海浪、潮汐等变化产生，后者由微弱震动，称之为“微动”。微动是一种由体波和面车辆行驶、机器及人类日常生活、生产活动等产生。波组成的复杂振动，并且面波的能量占信号总能量目前，天然源面波勘探的工作方法是数据采集和数［１］的７０％以上。天然源面波勘探方法是指利用微据处理分开进行，传统的仪器现场只采集天然微振动中的面波来推断地壳浅部的横波速度结构，其理动波形信息，回室内或在室外进行处理后，才能看到［２］［３］论基础是由Ａｋｉ和Ｃａｐｏｎ建立的；北海道大学冈采集资料能否

5、满意，但很多时候由于各种原因（如田广等经过十多年的研究与实践，系统提出一种叫干扰太强、观测系统布置不合理、仪器参数设置不合［４］做“微动勘探法”的地球物理勘探新方法。有资适等），导致采集到的数据都是无效的，不得不重新料记载，早在１９９５年１月，在日本兵库县南部地震进行信号采集，这不仅降低了野外施工效率，也对现多发的阪神地区，就开展了利用微动信息的天然源场施工人员有较高的专业技术要求。这在一定程度面波勘探，所得到的速度与地震测井的Ｓ波速度构上制约了天然源面波勘探的应用，该方法目前仍无［５］造对比具有很好的对应关系。２０世纪９０年代，法广泛应用于工程勘查

6、。该方法在国内也有一些成功应用的实例，如北京地我国自主研发的ＷＤ智能天然源面波数据采集质勘察技术院在北京丰台、延庆和小汤山一带的地系统，改变传统现场仪器只采集天然微振动波形记［４－６］热探井中，用该方法进行了地层层位预测。但录的现状，在信号采集同时，直接显示勘探成果的面是之后近十年，该方法在国内鲜有报道。在美国波频散曲线逐渐迭代生成的过程，一般情况下观测２００１年发生“９１１”恐怖事件之后，各国也加强了安１０～３０ｍｉｎ，看到频散曲线趋于稳定后测点采集工保，国内对于炸药的管控也是越来越严，这使得利用作完成。该系统改变了以往天然源面波现场盲目采炸药震源

7、可勘察较大深度的瞬态面波的应用受到一集的被动局面，具有易于操作、适应性强等优点。在［７－８］定制约，天然源面波勘探又逐渐被人们所重视，不同地区的应用试验显示其能快速、准确地判断土但一直未能如瞬态面波一样得到突破，被业内广泛层软硬，进行地质分层和提供地层的横波速度，为天应用。然源面波勘探广泛应用于工程勘查提供了科学的技微动的震源主要来自于自然现象和人类活动，术保障。收稿日期：２０１６⁃０７⁃２１·１００８·物探与化探４０卷要因素。１研究背景目前，国内外的微动勘探技术在应用中都是现自美国发生“９１１”事件以来，国内外安全形势场采集数据，事后进行数据处理，

8、仪器的作用是数据面临巨大压力，国内对炸药的监管日趋规范、严格，的采集器和存储器。常规的微动勘探技术的方法流常