CN114791623A - 一种微动采集方法 - Google Patents

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孙淼军
王松平
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Abstract

本发明提供一种微动采集方法，包括如下步骤：S1：通过电缆把检波器连接到地震仪，按照设计，布置检波器；S2：启动进行微动数据测量，得到1个测点或1个排列的微动数据；S3：移动检波器到下一个测点或排列；S4：重复步骤S2和S3的测量；S5：收集每个检波器的测量信号，根据基点和测点的位置坐标计算基点与测点之间的距离；S6：基点和测点的测量数据在频率域做互相关，形成互相关后的道集；S7：对有n个检波器的排列，最少可以提取n‑3个排列的互相关道集；S8：利用互相关道集提取频散曲线，并进行横波波速反演等成果图绘制。本发明通过基点测量，实现工区内线性排列或台阵的互相关，提高台阵间频散曲线计算精度，达到精细探测的目的。

Description

一种微动采集方法
技术领域
本发明涉及一种微动采集方法，主要应用于对地下介质之间存在明显密度、波速差异的地质异常体的探测，适合对地下波速异常体的测量，适用于采空区、断层、空洞、孤石等等浅部空间的精细探测，适应对地下结构、构造探测速度、深度和精要求较高的项目。
背景技术
微动方法是用地震仪采集来自于天然地震、海浪、风、潮汐变化、雷电等自然现象或矿山开采、机械运转等人类活动产生的震动信号，并利用微动信号开展地下结构探测的地球物理方法。
微动探测是通过地震仪记录微动信号的垂直分量计算频率与相速度（频散曲线），并通过对频散曲线的反演获得地下介质的波速结构，达到地下介质的速度重建，随着探测方法和技术的不断发展，已经广泛应用于地质结构探测、地热调查、采空区、岩溶等多个领域的探测，并取得了大量成功的案例。
目前常用的微动观测装置主要有以下几种：嵌套三角形、十字形、L形、圆形、菱形等台阵和直线型。主要存在如下问题和缺点：（1）、台站装置复杂，数据采集效率低下；（2）、台站在地形复杂地区布设困难；（3）、抗固定震动干扰能力差，场地附近的高频振动或噪声对微动原始数据影响较大；（4）、由于微动探测深度与台阵边长大小成正比，地形复杂地区台阵的探测深度受限。
由于装置本身的特点，采用台阵和直线型装置经简单处理频散曲线提取困难，难以获得真实重构地下介质的速度结构。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种微动采集方法。
为此，本发明的上述目的通过如下技术方案实现：
一种微动采集方法，其特征在于：所述微动采集方法包括如下步骤：
S1：通过电缆把检波器连接到地震仪，按照设计，布置检波器；
S2：启动进行微动数据测量，得到1个测点或1个排列的微动数据；
S3：移动检波器到下一个测点或排列；
S4：重复步骤S2和S3的测量；
S5：收集每个检波器的测量信号，根据基点和测点的位置坐标计算基点与测点之间的距离Δx1、Δx2、Δx3、Δx4、…、Δxn，其中：n为检波点编号；
S6：基点和测点的测量数据在频率域做互相关，形成互相关后的道集；
S7：对有n个检波器的排列，最少可以提取n-3个排列的互相关道集；
S8：利用互相关道集提取频散曲线，并进行横波波速反演等成果图绘制。
在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用如下技术方案：
作为本发明的优选技术方案：采用直线型等间距排列，在二维空间中，简化计算，提高频散曲线质量。
作为本发明的优选技术方案：采用节点式地震仪，以提高施工速度，避免数据畸变。
作为本发明的优选技术方案：增加排列中节点的数量，以通过组合不同间距的节点地震仪数据获得不同探测深度的数据，提高成果的精度。
本发明提供一种微动采集方法，通过基点测量（虚拟震源），实现工区内线性排列或台阵的互相关，提高台阵间频散曲线计算精度，达到精细探测的目的。本发明所提供的微动采集方法能够适用于地下空洞、断层等和周围介质有明显波速异常地质体的精细探测。
附图说明
图1为本发明所提供的微动采集方法所涉及的物理架构图。
图2为山区陡坡微动测点布置示意图。
图3为检波器1-3的实际道集数据。
图4为以检波器1为基点，检波器2/3的互相关道集。
图5为以检波器1为基点，检波器2/3的互相关道集所提取的频散曲线。
具体实施方式
本发明提供一种微动采集方法，包括如下技术方案：
1）、采用设置基站的方式进行背景噪声数据的采集；
2）、通过排列与基点的互相关计算，压制固定震动干扰信号；
3）、在台站布设时对每个台站进行精确点位测量，获得相对坐标用于后继台站间频散曲线的提取；
4）、可以根据测深要求和台站数量进行台站滚动测量，在每个时间段测量中，基点与测量点之间进行互相关计算，因此，在一个工区内，基点可以随排列移动，也可以固定不动。
具体地，参照附图和具体实施例对本发明作进一步详细地描述。
一种微动采集方法，其特征在于：所述微动采集方法包括如下步骤：
S1：通过电缆把检波器连接到地震仪，按照设计，布置检波器（或节点地震仪）；
S2：启动进行微动数据测量，得到1个测点或1个排列的微动数据；
S3：移动检波器（或节点地震仪）到下一个测点或排列；
S4：重复步骤S2和S3的测量；
S5：收集每个检波器（或节点地震仪）的测量信号，根据基点和测点的位置坐标计算基点与测点之间的距离Δx1、Δx2、Δx3、Δx4、…、Δxn，其中：n为检波点编号；
S6：基点和测点的测量数据在频率域做互相关，形成互相关后的道集；
图2为山区陡坡上的排列布置示意图，图中可以用检波器1作为基点与检波器2和检波器3做互相关，得到相对于基点检波器1的2个道集，用于提取频散曲线；用检波器2作为基点与检波器3和检波器4做互相关，得到相对于基点检波器2的2个道集，用于提取频散曲线；依次类推，最后以检波器11作为基点与检波器12和检波器13做互相关，得到相对于基点检波器11的2个道集，用于提取频散曲线；
S7：对有n个检波器（或节点地震仪）的排列，最少可以提取n-3个排列的互相关道集；
S8：利用互相关道集提取频散曲线，并进行横波波速反演等成果图绘制。
作为优选，建议采用直线型等间距排列，在二维空间中，简化计算，提高频散曲线质量。
作为优选，建议采用节点式地震仪，可以提高施工速度，避免因地震电缆漏电等引起的数据畸变。
作为优选，建议增加排列中节点的数量，可以通过组合不同间距的节点地震仪数据获得不同探测深度的数据，提高成果的精度。
图3的横坐标为时间轴，纵坐标为检波器编号。图3中波形图为采用本发明装置选取的3个连续布置的检波器的道集数据。图3中波形图上连续波形是用于数据分析的基础，对n个检波器的排列，最少可以提取n-3个这样的道集数据。
图4的横坐标为时间轴，纵坐标为检波器编号。图4是图3数据采用互相关算法计算得到的道集数据。以第1道作为基准，第2道与第1道对比做相关，第3道与第1道对比做相关，得到的相关数据的波形图。
图5是频散曲线图，图中横坐标为相速度，纵坐标为提取频率。图5是对图4道集进行空间互相关计算的频散曲线。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，仅为本发明的优选实施例，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种微动采集方法，其特征在于：所述微动采集方法包括如下步骤：
S1：通过电缆把检波器连接到地震仪，按照设计，布置检波器；
S2：启动进行微动数据测量，得到1个测点或1个排列的微动数据；
S3：移动检波器到下一个测点或排列；
S4：重复步骤S2和S3的测量；
S5：收集每个检波器的测量信号，根据基点和测点的位置坐标计算基点与测点之间的距离Δx1、Δx2、Δx3、Δx4、…、Δxn，其中：n为检波点编号；
S6：基点和测点的测量数据在频率域做互相关，形成互相关后的道集；
S7：对有n个检波器的排列，最少可以提取n-3个排列的互相关道集；
S8：利用互相关道集提取频散曲线，并进行横波波速反演等成果图绘制。
2.根据权利要求1所述的微动采集方法，其特征在于：采用直线型等间距排列，在二维空间中，简化计算，提高频散曲线质量。
3.根据权利要求1所述的微动采集方法，其特征在于：采用节点式地震仪，以提高施工速度，避免数据畸变。
4.根据权利要求1所述的微动采集方法，其特征在于：增加排列中节点的数量，以通过组合不同间距的节点地震仪数据获得不同探测深度的数据，提高成果的精度。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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