石家庄经济学院：《地震勘测》电子教案

石家庄经济学院 教案 2005~2006学年第二学期 学院(部、中心)勘查技术学院 教研室(研究所)勘查技术与工程 课程名称地震勘探 授课对象_本科 授课教师 王俊茹 职称职务 教授 使用教材_工程与环境地震勘探技术 石家庄经济学院教务处制 二00六年三月 地震勘探课程教案 授课时间 周周二第二节课时安排 2学时 授课题目(教学章、节):绪论第一章弹性波的基本理论 节弹性理论概述 教学目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次) 了解物探概况,物探按不同方法的分类情况,弹性波的基本理论

石家庄经济学院 教 案 2005～2006 学年第二学期 学院（部、中心） 勘 查 技术 学 院 教研室（研究所） _勘查技术与工程__ 课 程 名 称 ___地 震 勘 探_____ 授 课 对 象 __ 本 科 _ 授 课 教 师 _____王 俊 茹______ 职 称 职 务 ____ 教 授______ 使 用 教 材 _工程与环境地震勘探技术_ 石家庄经济学院教务处制 二 OO 六年三月 地震勘探课程教案 授课时间 第 一 周 周二 第 二 节 课时安排 2 学时 授课题目（教学章、节）：绪论 第一章 弹性波的基本理论 第一节 弹性理论概述 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 了解物探概况，物探按不同方法的分类情况，弹性波的基本理论

教学内容(包括基本内容、重点、难点): 工程物探简介及其分类,地球物理勘探是以岩矿石间的地球物理性质的差异为基 础,通过接收和硏究地质体(构造或矿体等)在地表及其周围空间产生的地球物 理场的变化和特征来推断地质体存在状态(产状、埋深、规模等)的一种地质勘 探方法。 物探分类按工作原理划分磁法勘探、电法勘探、地震勘探、重力勘探、放射性 勘探;按所解决的地质问题划分:石油物探:煤田物探、金属与非金属物探、工 程物探、放射性物探。 地震分类 地震分类(1)反射波法勘探;(2)折射波法勘探:(3)透过波法勘探 按接收波的类型划分(1)纵波勘探:(2)横波勘探:(3)面波勘探。 按勘察范围划分(1)深部地震:(2)浅层地震 工程地震特点 工作面积小,勘探深度浅(几十米到数百米),探测的目标体规模小及浅部 各种干扰因素复杂,要求仪器有更高的分辨率和抗干扰能力。 三个发展阶段:第一阶段(1927~1952)光点照象记录,资料人工处理为特点, 地震波形记录在相纸上;第二阶段(1953~1963)模拟磁带记录,计算机处理资 料,记录模拟振动信号;第三阶段(1964~现在)数字磁带记录。 、弹性介质的概念 由于地震勘探是硏究人工激发的地震波在岩层中的传播规律来探测地下 地质体的的存在和确定岩土物理力学参数的地球物理方法,它的地球物理前提是 岩矿石间的弹性差异,在弹性介质内传播的地震波称地震弹性波。 讨论、思考题、作业:什么是物探;物探是如何分类的参考资料:应用地球物理教 程一地震勘探 参考资料(含参考书等): 应用地球物理教程一地震勘探 授课类型(请打):理论课口√讨论课口实验课口 其他口 教学方式(请打):讲授口√讨论口其他囗 教学资源(请打):多媒体口√挂图口 音像囗其他口 地震勘探课程教案 授课时间第一周周三第三节 课时安排 2学时 授课题目(教学章、节):第一章弹性理论概述 第一节弹性介质概念;第二节弹性波的形成 教学目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次) 熟悉弹性波的形成和传播规律及纵波横波和面波的传播特点

教学内容（包括基本内容、重点、难点）： 工程物探简介及其分类，地球物理勘探是以岩矿石间的地球物理性质的差异为基 础，通过接收和研究地质体（构造或矿体等）在地表及其周围空间产生的地球物 理场的变化和特征来推断地质体存在状态（产状、埋深、规模等）的一种地质勘 探方法。 物探分类按工作原理划分磁法勘探、电法勘探、地震勘探、重力勘探、放射性 勘探；按所解决的地质问题划分：石油物探：煤田物探、金属与非金属物探、工 程物探、放射性物探。 地震分类 地震分类（1）反射波法勘探；（2）折射波法勘探；（3）透过波法勘探。 按接收波的类型划分（1）纵波勘探；（2）横波勘探；（3）面波勘探。 按勘察范围划分（1）深部地震：（2）浅层地震 工程地震特点 工作面积小，勘探深度浅（几十米到数百米），探测的目标体规模小及浅部 各种干扰因素复杂，要求仪器有更高的分辨率和抗干扰能力。 三个发展阶段：第一阶段（1927~1952）光点照象记录，资料人工处理为特点， 地震波形记录在相纸上；第二阶段（1953~1963）模拟磁带记录，计算机处理资 料，记录模拟振动信号；第三阶段（1964~现在）数字磁带记录。 一、弹性介质的概念 由于地震勘探是研究人工激发的地震波在岩层中的传播规律来探测地下 地质体的的存在和确定岩土物理力学参数的地球物理方法，它的地球物理前提是 岩矿石间的弹性差异，在弹性介质内传播的地震波称地震弹性波。 讨论、思考题、作业：什么是物探；物探是如何分类的参考资料：应用地球物理教 程—地震勘探 参考资料（含参考书等）： 应用地球物理教程—地震勘探 授课类型（请打）： 理论课 □√ 讨论课□ 实验课□ 其他□ 教学方式（请打）：讲授□√ 讨论□ 其他□ 教学资源（请打）：多媒体□√ 挂图□ 音像□ 其他□ 地震勘探课程教案 授课时间 第 一 周 周三 第 三 节 课时安排 2 学时 授课题目（教学章、节）：第一章 弹性理论概述 第一节弹性介质概念；第二节 弹性波的形成 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 熟悉弹性波的形成和传播规律及纵波横波和面波的传播特点

教学内容(包括基本内容、重点、难点) 1.应力与应变、应力与应变的关系、弹性模量:杨氏弹性模量(E)、泊松比 (σ)3.体变模量(K)4.剪切模量(μ)、波动方程 2.纵波 在点震源激发后,弹性介质中存在两种扰动,在胀缩力作用下,产生体积形变, 体积形变的传播形成纵波。纵波的传播特点: 1.质点位移大小与震源强度和震源变化率有关; 2.质点位移大小与传播距离r或r2有关 3.质点位移与r方向一致 4.纵波是线性极化波; 5.沿纵波传播路径会交替出现压缩带和稀疏带,如下图所示: 3.横波 在球腔壁上施加旋转力,这时只产生横波。横波是形变的传播。 1.横波传播速度是ⅴs 2.横波传播方向于质点振动方向垂直 3.横波是线性极化波; 4.横波质点位移主要决定于旋转激发力的强度,形状及变化率; 5.横波质点位移还决定于离开震源的距离r 6.纵波与横波速度比,一般岩石的泊松比为0.25,所以vpNs是173: 7.液体介质中,切变摸量为零,所以在液体内没有横波 8.横波有SH型波和sⅴ型,纵波和横波的形成和传播特点 重点:纵波和横波的形成机制及传播特点 难点:纵波和横波的形成 讨论、思考题、作业:纵波和横波的形成机制 纵波和横波的传播特点 参考资料(含参考书等) 应用地球物理教程一地震勘探 授课类型(请打):理论课口√讨论课口实验课囗 其他口 教学方式(请打):讲授口√讨论囗其他口 教学资源(请打:多媒体口√)挂图口音像口其他口 地震勘探课程教案 授课时间第一周周五第一节 课时安排 2学时 授课题目(教学章、节):第一章弹性波的基本理论 第二节弹性波的形成第三节弹性波的描述 教学目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次) 熟悉弹性波的振动图形和波剖面的异同点

教学内容（包括基本内容、重点、难点）： 1．应力与应变、 应力与应变的关系、弹性模量：杨氏弹性模量（E）、泊松比 （）3. 体变模量（K）4. 剪切模量（）、波动方程 2．纵波 在点震源激发后，弹性介质中存在两种扰动，在胀缩力作用下，产生体积形变， 体积形变的传播形成纵波。 纵波的传播特点： 1．质点位移大小与震源强度和震源变化率有关； 2．质点位移大小与传播距离 r 或 r 2 有关； 3．质点位移与 r 方向一致； 4．纵波是线性极化波； 5．沿纵波传播路径会交替出现压缩带和稀疏带，如下图所示： 3．横波 在球腔壁上施加旋转力，这时只产生横波。横波是形变的传播。 1． 横波传播速度是 vs 2．横波传播方向于质点振动方向垂直； 3．横波是线性极化波； 4．横波质点位移主要决定于旋转激发力的强度，形状及变化率； 5．横波质点位移还决定于离开震源的距离 r; 6．纵波与横波速度比，一般岩石的泊松比为 0.25, 所以 vp/vs 是 1.73； 7．液体介质中，切变摸量为零，所以在液体内没有横波。 8．横波有 SH 型波和 SV 型，纵波和横波的形成和传播特点 重点：纵波和横波的形成机制及传播特点 难点：纵波和横波的形成 讨论、思考题、作业：纵波和横波的形成机制， 纵波和横波的传播特点 参考资料（含参考书等）： 应用地球物理教程—地震勘探 授课类型（请打）：理论课□√ 讨论课□ 实验课□ 其他□ 教学方式（请打）：讲授□√ 讨论□ 其他□ 教学资源（请打：多媒体□√） 挂图□ 音像□ 其他□ 地震勘探课程教案 授课时间 第 一 周 周五 第 一 节 课时安排 2 学时 授课题目（教学章、节）：第一章 弹性波的基本理论 第二节 弹性波的形成 第三节 弹性波的描述 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 熟悉弹性波的振动图形和波剖面的异同点

教学内容(包括基本内容、重点、难点) 面波:在介质体内传播的波叫体波,纵波和横波都是体波 面波一从能量说,只分布在弹性界面附近。有瑞雷面波和拉夫面波两类。瑞雷面 波的形成及传播特点 1.波前面是高度为zλR的柱体;面波振幅A随距离r衰减比体波慢 2.面波能量强于体波 0.955v 5面波是椭圆极化波6.瑞雷波具有频散现象,即速度是频率的函数v=v(f) 振动图形和波剖面 振动图形:在波传播的某一特定距离上,该处质点位移随时间变化规律的图形称 振动图形。波剖面:在波传播的某一特定时刻,该处质点位移随离开炮点距离变 化规律的图形称波剖面 波前面和等相位面 1.扰动区的最前端刚开始振动的与尚未振动的质点间的分界面称为波前面 2.扰动区的另一个面将要停止振动与己经停止振动的质点间的分界面称波 尾面:3.在同一时刻相同相位的质点联系起来构成了等相位面;4.在均匀介 质中点震源作用下,等相位面是以震源为球心的同心球面。 时间场和等时面 波至时间的空间分布定义为时间场:确定时间场的函数txyz称为时间 2.时间场是标量场,时间场可用它的等值面来表示,称等时面,等时面的 方程为t(x,yz)=t 3.不同时刻的等时面与相应时刻的波前面位置重合 4.等时面可以彼此相交或自己相交 5.所有的标量场可借助于与等值面族正交的线来表示,这些线称为射线。 重点:振动图形和波剖面 难点:振动图形和波剖面的实际意义 讨论、思考题、作业 什么是振动图形和波剖面?面波的传播特点 参考资料(含参考书等):应用地球物理教程一地震勘探 课类型(请打):理论课口√讨论课口实验课 教学方式(请打):讲授口√ 讨论口其他口 教学资源(请打):多媒体口√挂图口 音像囗其他口 地震勘探课程教案 授课时间第三周周二第三节 课时安排 2学时 授课题目(教学章、节): 第一章第三节波在频率域中的描述 教学目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):熟悉弹地震子波概念,频谱形成

教学内容（包括基本内容、重点、难点）： 面波：在介质体内传播的波叫体波，纵波和横波都是体波； 面波—从能量说，只分布在弹性界面附近。有瑞雷面波和拉夫面波两类。瑞雷面 波的形成及传播特点： 1．波前面是高度为 z=R 的柱体；面波振幅 A 随距离 r 衰减比体波慢， 2．面波能量强于体波； R s v  0.955v 5.面波是椭圆极化波;6．瑞雷波具有频散现象，即速度是频率的函数 v=v(f); 振动图形和波剖面 振动图形：在波传播的某一特定距离上，该处质点位移随时间变化规律的图形称 振动图形。波剖面：在波传播的某一特定时刻，该处质点位移随离开炮点距离变 化规律的图形称波剖面 波前面和等相位面 1．扰动区的最前端刚开始振动的与尚未振动的质点间的分界面称为波前面； 2．扰动区的另一个面将要停止振动与已经停止振动的质点间的分界面称波 尾面； 3．在同一时刻相同相位的质点联系起来构成了等相位面；4．在均匀介 质中点震源作用下，等相位面是以震源为球心的同心球面。 时间场和等时面 1．波至时间的空间分布定义为时间场；确定时间场的函数 t(x,y,z)称为时间 2．时间场是标量场，时间场可用它的等值面来表示，称等时面，等时面的 方程为 t(x,y,z)=ti. 3．不同时刻的等时面与相应时刻的波前面位置重合； 4．等时面可以彼此相交或自己相交。 5．所有的标量场可借助于与等值面族正交的线来表示，这些线称为射线。 重点：振动图形和波剖面 难点：振动图形和波剖面的实际意义 讨论、思考题、作业： 什么是振动图形和波剖面？面波的传播特点 参考资料（含参考书等）：应用地球物理教程—地震勘探 授课类型（请打）：理论课□√ 讨论课□ 实验课□ 其他□ 教学方式（请打）：讲授□√ 讨论□ 其他□ 教学资源（请打）：多媒体□√ 挂图□ 音像□ 其他□ 地震勘探课程教案 授课时间 第 二 周 周二 第 二 节 课时安排 2 学时 授课题目（教学章、节）： 第一章 第三节 波在频率域中的描述 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：熟悉弹地震子波概念，频谱形成

教学内容(包括基本内容、重点、难点) 1.地面或井中接收到的地震波是一个短的脉冲振动,称该振动为地震子波(据 有有限的起止时间;有限的能量;非周期性;在很短的时间内迅速衰减)。2.描 述地震子波用动力学参数(振幅、相位、频率等) 上式称付里叶正变换,式中Gf:称频谱,是复变函数,可表示成下式: G(f=A(feio(b A()是每一谐和振动分量的振幅,称振幅谱。是每一谐和振动分量的初相位, 称相位谱 其物理意义是:任何一个非周期振动g(t)可以看成是由无数多个不同频率、不同 振幅和初相位的谐和振动之和构成。 复变谱的幅角就是相位谱, 1.对一个非周期振动gt)进行付氏变换求频谱(振幅谱和相位谱)的过程叫频 谱分析 2.付氏正变换(1.35)和付氏正逆变换(134)构成付氏变换对,它们具有单值 对应性;在任何一个域内讨论地震波都是等效的 地震子波的延续时间长度同它的频带宽度成反比; 4.重点:频谱和频谱分析概念,进行频谱分析的目的 5.难点:傅立叶正、反变换 讨论、思考题、作业: 地震子波概念,频谱形成,傅立叶变换基本知识 说明不同类型波所处的波段, 参考资料(含参考书等):应用地球物理教程一地震勘探 授课类型(请打):理论课口√讨论课口实验课囗 其他口 教学方式(请打):讲授口√ 讨论口其他口 教学资源(请打):多媒体口√挂图口音像口其他口 地震勘探课程教案 授课时间第2周周五第1节 课时安排 2学时 授课题目(教学章、节):第一章第四节弹性波的传播

教学内容（包括基本内容、重点、难点）： 1．地面或井中接收到的地震波是一个短的脉冲振动，称该振动为地震子波（据 有有限的起止时间；有限的能量；非周期性；在很短的时间内迅速衰减）。2．描 述地震子波用动力学参数（振幅、相位、频率等） 上式称付里叶正变换，式中 G(f)：称频谱，是复变函数，可表示成下式： G(f)=A(f)ei(f) A(f)是每一谐和振动分量的振幅，称振幅谱。(f) 是每一谐和振动分量的初相位， 称相位谱 其物理意义是：任何一个非周期振动 g(t)可以看成是由无数多个不同频率、不同 振幅和初相位的谐和振动之和构成。 复变谱的幅角就是相位谱， 1．对一个非周期振动 g(t)进行付氏变换求频谱（振幅谱和相位谱）的过程叫频 谱分析； 2．付氏正变换（1.3.5）和付氏正逆变换(1.3.4)构成付氏变换对，它们具有单值 对应性；在任何一个域内讨论地震波都是等效的； 地震子波的延续时间长度同它的频带宽度成反比； 4．重点：频谱和频谱分析概念，进行频谱分析的目的 5．难点：傅立叶正、反变换 讨论、思考题、作业： 地震子波概念，频谱形成，傅立叶变换基本知识。 说明不同类型波所处的波段， 参考资料（含参考书等）：应用地球物理教程—地震勘探 授课类型（请打）：理论课□√ 讨论课□ 实验课□ 其他□ 教学方式（请打）：讲授□√ 讨论□ 其他□ 教学资源（请打）：多媒体□√ 挂图□ 音像□ 其他□ 地震勘探课程教案 授课时间 第 2 周 周五 第 1 节 课时安排 2 学时 授课题目（教学章、节）：第一章 第四节 弹性波的传播