[发明专利]一种弹性波勘探的子波分析装置及其激震方法

说明书

技术领域

本发明涉及浅层地球物理勘查(工程地质勘查)技术领域，尤其是涉及一种弹性波勘探的子波分析装置及其激震方法。

背景技术

目前地震勘探的激震方法主要为爆炸、锤击震源等，他们都是利用一个物体与岩、土间产生的作用产生振动，例如，使用爆炸震源时，炸药爆炸时与炸药周围的岩石或土作用产生振动；锤击震源则是用重锤击打地面或岩面产生震波，或用重锤击打在一厚板上，厚板与地面、土面相互作用，产生振动；横波扣板法激震则是将一厚板放于地面，上压重物，横敲木板一端，使板与地面产生摩擦而发生振动。他们都是激震的炸药爆炸或激震设备与岩、土接触面间产生振动。他们都是通过击打或爆炸使土面或岩面或钻孔中岩体产生振动、震波的方法，一般激发的频率均较低。本发明提出一种新的激震方式，克服上述激震方法的局限。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种新型的弹性波勘探的激震方式并设计了子波分析装置，解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种弹性波勘探的子波分析装置，包括金属锤、金属振块和接收主机，所述金属振块中埋设有检波器，所述接收主机包括电源、电阻、计算机和接收系统，所述金属锤、所述电源、所述电阻、所述金属振块之间通过导线依次串联；

所述电阻的两端通过导线连接到所述计算机，所述接收系统也连接到所述计算机，所述检波器与所述接收系统之间通讯连接。

所述金属锤的质量为2kg～6kg。

所述金属振块为厚1～2cm、边长15～25cm的金属方形板或长方形；或者为直径15～25cm圆形金属盘；或者为直径2cm～4cm、长20～40cm的金属杆；或者为5～10cm×5～10cm×5～10cm的金属块。

所述电源为电池。

所述检波器为频宽为10Hz-8000Hz的宽频检波器。

一种根据所述的弹性波勘探的子波分析装置的激震方法，包括步骤如下：

第一步，将所述金属振块放在地面上或贴在被测岩、土表面；

第二步，用所述金属锤击打所述金属振块，击打的瞬间使所述金属锤与所述金属振块之间短路，并使所述金属锤、所述电源、所述电阻、所述金属振块之间电路瞬时接通，在所述电阻的两侧产生电位差△V；同时，使所述金属振块产生振动成为震源，此震动通过被测岩、土表面传入岩土；

第三步，所述计算机通过导线接收所述电位差△V，启动所述接收主机的时钟，给出零时间；并启动接收系统；。

第四步，所述检波器将检测到的震波信号传向所述接收主机上的所述接收系统，接收所述接收系统传来的震波信号并及时分析激震频谱和激震子波。

本发明公开了一种浅层地震勘探的新的激震方式，它通过用金属锤击打预先放在土面或岩石面某被激震体的表面的钢制、铝合金或铜制及其它硬金属的物体，它们受锤击后产生振动成为震源，并通过激震体与被激震体的表面这接触面传入土体或岩体中；被锤打的金属物体为厚1cm～2cm、边长15cm～25cm的方形或长方形金属板，或为厚1cm～2cm、直径15cm～25cm的圆形金属盘，或为直径2cm-4cm、长20cm-140cm的金属杆，或为5cm～10cm×5cm～10cm×5cm～10cm的金属块；在这些金属板、金属杆、金属圆盘、金属块中，装有超宽频带的检波器，检波器用引线与接收主机相连，用以及时进行激震频谱和子波分析；金属块体和锤分别与导线连接，导线连接到接收主机，接收主机上设有电阻和电池与导线相连，锤与金属块体接触时短路，在电阻两端产生电位差，启动主机的计算机时钟，给出零时间，并启动接收系统。

传统的地震勘探方法，无论是采用爆炸震源还是锤击震源、落重震源都仅能得到较低而窄频的频率。例如2006年8月第1版第7次印刷的《地震勘探原理》(上册)第74页，第2～4行“反射波的主频一般在30～50Hz...风吹草动等微震的频谱比较宽；声波的频谱在100Hz以上，是比较高的范围”；2011年3月出版的《工程物探手册》(中国水利电力物探科技信息网编著)的“浅层折射波法”一节的“4.1.1.3优点和局限性”的2)中“探测深度范围广，从几米至几十米乃至一二百米皆可。”(第248页)。第257页倒6行，“进行折射波法时其频谱约为30-60Hz......”第291页，第14～17行“地面浅层反射波法，探测深度小于四五十米时反射波频谱多在100～150Hz，...当探测深度大于四五十米时反射波频谱多在60～120Hz”。