纵波-面波速度比值法划分基岩风化带的方法

摘要

一种纵波-面波速度比值法划分基岩风化带的方法，包括：(1)在地表布置地震排列图；(2)对地震排列进行折射波反演，初步划分地层，确定地层的纵波速度VP；(3)对地震排列进行瑞雷波反演，初步划分地层，确定地层的瑞雷波速度为VR；(4)根据VP/VR＝K值，划分岩石的风化带。优点是：激发一次，纵波、面波同时接收，达到物探综合勘察的目的可降低地层勘探的成本60％以上；对岩土工程勘察施钻困难的地方，可灵活地布置地震排列，解决地层划分的问题；经过对大量的孔中波速测试资料的统计，可准确确定K值，并以此为岩石风化程度的划分标准；该方法是一种面积型勘察方法，从宏观上看信息丰富，比钻探更具全面性。

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程勘察技术领域，具体地说是一种纵波-面波速度比值法划分基岩风化带的方法。

背景技术

国内外对岩石风化带的划分主要有RQD分类、岩体质量Q系统分类、节理岩体RMR分类以及岩体质量指标RMQ分类，这些划分方法主要建立在钻探、人眼观察、敲击声音等基础上，缺少一种相对固定的标准，容易造成偏差。而在孔中实施原位测试，则需要钻探配合，难以满足面积性勘察的要求。

发明内容

本发明的目的是研制一种纵波-面波速度比值法划分基岩风化带的方法。

本发明纵波-面波速度比值法划分基岩风化带的方法，其步骤如下：

(1)在地表布置地震排列图：

①O₁～O₁₈：为激发炮点，O₄～O₁₅等间距布置，间距大小与R₁～R₁₂间距一致，O₁～O₃、O₁₅～O₁₈间距大小根据地层情况确定；

②R₁～R₁₂：为4Hz接收检波器、等间距布置，间距一般为1米；

③R₁～R₁₂与O₄～O₁₅的接收、激发点重合；

④R₁～R₁₂通过电缆与地震仪相连接；

⑤依次激发O₁～O₁₈地震仪共接收18炮地震信息；

(2)对地震排列进行折射波反演，初步划分地层，确定地层的纵波速度V_P；

(3)对地震排列进行瑞雷波反演，初步划分地层，确定地层的瑞雷波速度为V_R；

(4)根据V_P/V_R＝K值，划分岩石的风化带是强风化、中风化、还是微风化。

所述步骤(1)-①中O₁～O₃、O₁₅～O₁₈间距大小确定方法如下：

a.采用展开排列法区分有效波和干扰波，展开排列的长度为实际记录长度的4-6倍；

b.通过展开排列分析直达波、反射波、折射波，确定O₁～R₁、R₁₂～O₁₈的距离，该距离即为最大偏移距，O₂至R₁的距离、O₁₇至R₁₂的距离取最在偏移距的一半。

根据钻孔波速资料统计，K值取值按下表进行：

  岩石风化程度  强风化  中风化  微风化  K值  1.45～1.58  1.58～1.65  1.65～1.74

纵波-面波速度比值法划分基岩风化带的方法的优点是：

①激发一次，纵波、面波同时接收，达到物探综合勘察的目的可降低地层勘探的成本60％以上；

②对岩土工程勘察施钻困难的地方，可灵活地布置地震排列，解决地层划分的问题；

③经过对大量的孔中波速测试资料的统计，可准确确定K值，并以此为岩石风化程度的划分标准；

④该方法是一种面积型勘察方法，从宏观上看信息丰富，比钻探更具全面性。

附图说明

图1为地震排列图。

具体实施方式

实施例一

根据图1所示，一种纵波-面波速度比值法划分基岩风化带的方法，其步骤如下：

(1)统计大量已知的钻孔波速测试资料，统计计算孔中纵波、横波速度比，利用横波与面波的速度基本接近的关系以面波替代横波进行反演计算；

(2)在地表布置地震排列；

(3)在地表依次激发(O₁～O₁₈炮点)如图1示，地震仪依次接收激发所产生的折射纵波V_P和面波V_R；

(4)利用折射、面波反演程序，分别初步划分地层并计算其速度V_P、V_R；

(5)计算K＝V_P/V_R值，根据K值划分岩石风化带；当K值在1.45～1.58区间内，可划分为强风化带。

实施例二

根据图1所示，一种纵波-面波速度比值法划分基岩风化带的方法，其步骤如下：

(1)统计大量已知的钻孔波速测试资料，统计计算孔中纵波、横波速度比，利用横波与面波的速度基本接近的关系以面波替代横波进行反演计算；

(2)在地表布置地震排列；

(3)在地表依次激发(O₁～O₁₈炮点)如图1示，地震仪依次接收激发所产生的折射纵波V_P和面波V_R；

(4)利用折射、面波反演程序，分别初步划分地层并计算其速度V_P、V_R；

(5)计算K＝V_P/V_R值，根据K值划分岩石风化带；当K值在1.58～1.65区间内，可划分为中风化带。

实施例三

根据图1所示，一种纵波-面波速度比值法划分基岩风化带的方法，其步骤如下：

(1)统计大量已知的钻孔波速测试资料，统计计算孔中纵波、横波速度比，利用横波与面波的速度基本接近的关系以面波替代横波进行反演计算；

(2)在地表布置地震排列；

(3)在地表依次激发(O₁～O₁₈炮点)如图1示，地震仪依次接收激发所产生的折射纵波V_P和面波V_R；

(4)利用折射、面波反演程序，分别初步划分地层并计算其速度V_P、V_R；

(5)计算K＝V_P/V_R值，根据K值划分岩石风化带；当K值在1.65～1.74区间内，可划分为微风化带。

实际工程先进行面波测试，按上表划分地层，然后采用钻孔验证，地层划分准确率达到95％。