WD智能微动勘探工程实录——四川.成都

日期:2017-11-15 浏览量 1295

一、WD智能微动勘探介绍

(一)智能勘探

布置好接收点,连接好电缆,打开WD仪器,在仪器屏幕上直接看到地层速度曲线逐渐收敛稳定的过程,10-30分钟完成一二百米深度的地层勘探,并获得场地卓越周期等参数。

(二)WD智能勘探的优点

1、无需人工震源,安全、节能、环保、便捷,并且实时看到地质勘探成果;对于减少城市地下空间勘探中的交通拥堵和扰民,具有重大意义。

2、WD智能勘探研发成功之前,微动勘探一直沿用外业采集、内业处理的工作流程。由于微动信号是一种随机信号,采集中无法识别信号的有效性,经常存在事后发现记录不合格而需要补测的情况,这种盲目施工的方式,严重影响该技术的推广应用。

WD仪器安装有自动识别与提取天然源面波信号的专家处理系统,采集过程中实时显示面波勘探的结果——面波频散曲线,以及面波频散曲线随采集过程逐渐收敛、细化、稳定的过程,实现根据面波频散曲线的合格程度控制现场采集的模式。智能化的仪器保证微动勘探一次采集即可成功,以往复杂的事情今日简单做,以往笨重的钻探今日可用轻便WD智能勘探完成。

 

二、试验点地理位置

试验地点位于成都市天府大道南延线和东山大道一段之间,与武汉路东段相邻且基本平行,具体位置请见下图

 

三、WD微动试验情况

1、试验本区域的测试深度

试验目的:WD智能微动技术在本区域的测试深度

试验时间:2017年5月23日

  图(1)测试现场照片

测试地点在成都天府新区武汉路东段旁,上部有高压线,旁边为车来车往的公路,对于传统工程物探来说干扰相当大;钻孔揭露测试地点的地层为杂填土、泥岩、砂岩,且覆盖层特别薄,大多都在10米左右,有些地方甚至有基岩出露;2017年4月我们在东营利用最大边长100米的观测台阵获得了近700米的测试,但是东营的覆盖层非常厚,为200米左右,而成都的覆盖层如此之薄,有些地方甚至有基岩出露,在这种条件下WD智能勘探到底能测试多深?带着这个疑问我们进行了试验,采用10道采集,最大三角形边长为64米。

现场试验结果见图2:左侧为仪器采集到的地震波信号(波形杂乱无规律);右侧为采集过程中实时获得的频散曲线(图中频散曲线为采集13分钟左右的成果),横坐标(Vc)表示面波速度,纵坐标(L/2)表示测试深度。

从图中可以看出本次测试深度达到450米,频散曲线拟合很好,拐点清晰,面波速度从400m/s-2100m/s,符合沙泥岩的速度特性。

 

图(2)现场测试实时获得的频散曲线

 2、对断层破碎带的查找

试验目的:利用WD天然源面波查找断层破碎带

试验时间:2017年5月23日

试验成果:反演完的面波频散曲线图与推断地质图

图(3)是反演完后的频散曲线成果图,图中右侧为面波频散曲线,频散曲线左下角的红字为通过反演计算得到的地层厚度与横波速度,其中Z栏表示层底深度、H栏表示层厚度、Vs栏表示横波速度。本勘探成果深度456米,划分为10个速度层,横波速度由688米/秒到2052米/秒,其中在深度为53.6米-61.6米处速度明显降低,上层横波速度为930米/秒,下层横波速度为1096米/秒,本层横波速度为720米/秒,参照已有的地质资料(图4)深度范围内为断层破碎带,WD智能勘探成果与钻孔资料完全吻合,可以确定利用WD微动智能勘探技术对于破碎带查找的可行性。 

图(3)反演完后的频散曲线图


图(4)试验场地附近地质资料

从一百米开始往下速度一直呈增高趋势,因钻孔未揭露,根据获得的速度结合上部地质资料来判断为砂岩、部分速度较低的为泥岩。

3、试验大边长与小边长测试的一致性

试验目的:同时获得深部与浅部资料

试验时间:2017年5月23日

试验成果:面波频散曲线对比图

勘察过程中,有时既希望获得大深度的勘探资料,同时也能获得浅部的精细勘探资料,但是在微动勘探中想通过一次测试就同时获得浅部(地表以下两三米)和深部(四五百米)的资料是不可行的。为了解决这个问题,我们提出的方案是布置大边长台阵获得深度勘探资料,布置小边长台阵获得浅部资料,二者结合满足对深度及精度的勘探要求。

那么两次测试的结果一致性如何?深部资料和浅部资料能否衔接得上?带着这些疑问我们进行了试验。

图(5)大边长测试的成果图         图(6)小边长测试的成果图

图(5)是利用大边长(最大边长64m)测试的成果图,从图中可以看出频散曲线从18.8米开始,意味着18.8m以上的资料缺失。图(6)是在相同测点采用7道接收、最小边长2米、最大边长4米所获得的勘探成果,频散曲线的起始点为2米,解决了18.8m以上数据空白的问题。将两条频散曲线放到一起的结果请见图(7)。

图(7)大小边长测试的成果对比图

图中蓝色频散曲线为小边长测试成果,红色的为大边长测试成果,从图中可以看出两条频散曲线重合部分完全吻合。

4、试验获得的其他成果

(1)场地卓越周期

(2)速度剖面图

四、结论

由成都勘探成果可以看出:在覆盖层很薄的条件下利用WD智能微动勘探仪可以实现大深度勘探,并且能够准确划分断层破碎带;不同边长的观测台阵结合使用可实现大深度勘探与浅部精细勘探的需求;通过反演可以获得勘探深度范围内地层的剪切波速度,可用于划分场地土的类型与场地类别,以及抗震设计分析计算需要的场地卓越周期等参数。

 

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