Politechnika Wrocławska Wrocław 15.12.2004

Wydział Geoinżynierii Górnictwa i Geologii

Projekt nr 1 z geofizyki

Sejsmika refleksyjna. Interpretacja strukturalna. Obliczenie poprawek statycznych.

Prowadzący:

dr inż. A. Gogolewska

Rok akademicki 2004/2005

1. INTERPRETACJA STRUKTURALNA

Celem interpretacji strukturalnej jest wykreślenie przekroju głębokościowego badanych warstw. Zacząć należy od wykonania wykresu zależności prędkości średniej rozchodzenia się fali, od czasu podwójnego pionowego - t_o (rys. 1.).

Następnie z tego wykresu odczytujemy prędkości średnie przy danym czasie podwójnym pionowym, który został określony na sekcji czasowej.

W projekcie czas i prędkość określono dla warstw: C2, Z5, Z4, T1. W dalszej części wykreślono przekrój głębokościowy (rys. 2.), do którego głębokość obliczono ze wzoru:

gdzie:

h_i - głębokość zalegania warstwy [m],

v_śr - prędkość średnia [m/s],

t_0i - czas podwójny pionowy [s].

Tabela nr 1

Warstwa	C 2			Z 5			Z 4			T 1			Odległość
L.p.	t0i [s]	vśr [m/s]	hi [m]	t0i [s]	vśr [m/s]	hi [m]	t0i [s]	vśr [m/s]	hi [m]	t0i [s]	vśr [m/s]	hi [m]	[m]
1	0,55	2777,40	763,79	0,74	2984,40	1104,23	0,78	3011,40	1174,45	1,38	3965,40	2736,13	0
2	0,54	2759,40	745,04	0,73	2975,40	1086,02	0,77	3002,40	1155,92	1,37	3956,40	2710,13	180
3	0,53	2741,40	726,47	0,72	2957,40	1064,66	0,76	2993,40	1137,49	1,36	3956,40	2690,35	360
4	0,52	2714,40	705,74	0,71	2939,40	1043,49	0,76	2993,40	1130,01	1,33	3947,40	2625,02	540
5	0,52	2723,40	701,28	0,71	2939,40	1043,49	0,75	2984,40	1119,15	1,31	3938,40	2579,65	720
6	0,51	2723,40	694,47	0,70	2930,40	1025,64	0,74	2975,40	1102,39	1,31	3938,40	2579,65	900
7	0,51	2723,40	687,66	0,70	2930,40	1025,64	0,74	2975,40	1093,46	1,29	3929,40	2534,46	1080
8	0,50	2714,40	671,81	0,70	2930,40	1025,64	0,73	2966,40	1082,74	1,28	3929,40	2514,82	1260
9	0,49	2714,40	665,03	0,69	2921,40	1007,88	0,73	2966,40	1075,32	1,26	3920,40	2469,85	1440
10	0,49	2714,40	665,03	0,68	2903,40	987,16	0,72	2957,40	1064,66	1,25	3911,40	2444,63	1620
11	0,49	2705,40	656,06	0,69	2921,40	1000,58	0,72	2957,40	1064,66	1,24	3911,40	2425,07	1800
12	0,48	2705,40	649,30	0,69	2921,40	1000,58	0,72	2957,40	1057,27	1,22	3893,40	2374,97	1980
13	0,48	2696,40	640,40	0,67	2894,40	969,62	0,71	2939,40	1043,49	1,21	3893,40	2355,51	2160
14	0,47	2696,40	633,65	0,68	2894,40	976,86	0,71	2939,40	1036,14	1,21	3884,40	2340,35	2340
15	0,47	2687,40	624,82	0,66	2876,40	949,21	0,70	2921,40	1022,49	1,20	3884,40	2330,64	2520
16	0,46	2687,40	618,10	0,66	2876,40	942,02	0,69	2912,40	1004,78	1,20	3875,40	2315,55	2700
17	0,46	2687,40	618,10	0,65	2867,40	931,91	0,68	2903,40	987,16	1,25	3911,40	2444,63	2880
18	0,44	2651,40	583,31	0,64	2849,40	911,81	0,67	2894,40	969,62	1,25	3911,40	2444,63	3060
19	0,43	2642,40	568,12	0,62	2831,40	877,73	0,66	2885,40	952,18	1,27	3920,40	2489,45	3240
20	0,42	2633,40	553,01	0,60	2813,40	844,02	0,65	2867,40	931,91	1,25	3911,40	2444,63	3420

2. OBLICZENIE POPRAWEK STATYCZNYCH

Poprawki statyczne uwzględniają dwa czynniki:

morfologia terenu (topografia)

strefa małych prędkości - SMP

Poprawka topograficzna

Gdy mamy do czynienia z terenem pofałdowanym to wszystko co znajduje się powyżej i poniżej prostej odniesienia należy ściągnąć do jednego poziomu.

Poprawka na strefę małych prędkości (SMP)

Jest to przypowierzchniowa zwietrzała strefa, której gęstość jest inna, czas przejścia fali przez tą strefę jest sztucznie wydłużany. Poprawki należy nanieść na każdy punkt wzbudzenia i odbioru.

W tym badaniu punkty wzbudzenia i odbioru były położone na profilu badawczym przedstawionym na rysunku:

Poprawki obliczane są dla każdej trasy:

R1S1	R1S2	R1S3	R1S4	R1S5
R2S1	R2S2	R2S3	R2S4	R2S5
R3S1	R3S2	R3S3	R3S4	R3S5
R4S1	R4S2	R4S3	R4S4	R4S5
R5S1	R5S2	R5S3	R5S4	R5S5

Aby obliczyć poprawki statyczne należy najpierw obliczyć: h₁, V₁, V₂, które wyznaczono metodą sondowania refrakcyjnego, mają następujące dane:

X_p⁺=70 [m] X_p^-=146 [m]

t_p⁺=0,165[s] t_p^-=0,33 [s]

T_w=1,42 [s].

Na podstawie tych danych wykreślono hodografy refrakcyjne zbieżne, h₁, V₁, V₂ wyznaczono z interpretacji wykreślonych hodografów.

Obliczenie V₁ z danych wyjściowych

V₁⁺=


[m/s]

V₁^-=


= 437,5 [m/s]

V_1sr⁺=

445,49[m/s]

Obliczanie prędkości pozornej V^*

V^*=
[m/s]

Dane z gałęzi nr1

Nr trójkąta	Δx [m]	Δt [s]	V^* [m/s]
1	288,0	0,085	3388
2	302,4	0,090	3360
3	417,6	0,130	3212

V_śr^*+=3320 [m/s]

Dane z gałęzi nr2

Nr trójkąta	Δx [m]	Δt [s]	V^* [m/s]
1	360,0	0,090	4000
2	417,6	0,105	3977
3	331,2	0,080	4140

V_śr^*-=4039 [m/s]

Obliczanie prędkości w podłożu utwardzonym V₂

V₂=
=
=
= 3644,37 [m/s]

Obliczenie kąta krytycznego

i=

= 7,02°

Obliczanie kąta upadu φ

φ=
=0,69°

Obliczanie głębokości zalegania warstwy załamującej - miąższości SMP metodą linii t₀

h_i=

t₀ = t₁ + t₂ - T_w

V_1śr= 445,49 [m/s]

2cosi = 1,98

Wartości t₁ i t₂ odczytano z hodografu i przedstawiono je w tabeli nr 2.

Tabela nr 2 zawiera również czas podwójny pionowy (t₀) i głębokość (h).

Tabela nr 2

Pkt	t1 [s]	t2 [s]	Tw [s]	t0 [s]	hi [m]
S1	-	-	1,46	0,37	83,25
Xp+	0,43	1,41	1,46	0,38	85,50
R1	0,55	1,31	1,46	0,40	90,00
S2	0,64	1,24	1,46	0,42	94,50
R2	0,73	1,17	1,46	0,44	99,00
R3	0,91	1,02	1,46	0,47	105,75
S3	0,92	1,01	1,46	0,47	105,75
R4	1,08	0,88	1,46	0,50	112,50
S4	1,19	0,79	1,46	0,52	117,00
R5	1,27	0,73	1,46	0,54	121,50
Xp-	1,37	0,64	1,46	0,55	123,75
S5	-	-	1,46	0,57	128,25

Obliczanie prędkości w podłożu utwardzonym V₂ za pomocą hodografu różnicowego

t_θ = t₁ - t₂ + T_w

Czas wyznaczono dla punktów

Punkt	t1	t2	Tw	t0
R1	0,55	1,31	1,46	0,70
R2	0,73	1,17	1,46	1,02

Na podstawie punktów wykreślono hodograf różnicowy (rys.3)

V₂=

Z otrzymanego hodografu odczytano Δx i Δt

Nr trójkąta	Δx [m]	Δt [m]	V2 [m/s]
1'	187,20	0,10	3744,00
2'	273,60	0,14	3908,57

V_2śr=3826,29[m/s]

Obliczanie poprawek statycznych

Poprawki statyczne oblicz się dla każdego punktu wzbudzenia (ZS) i dla każdego punktu odbioru (ZR), następnie rozrzuca się je na wszystkie trasy.

- poprawka na punkt odbioru

t_r =
[s]

t_R1 =
= 0,16 [s]

t_R2 =
= 0,28 [s]

t_R3 =
= 0,22 [s]

t_R4 =
= 0,17 [s]

t_R5 =
= 0,21 [s]

- poprawka na punkt wzbudzenia

t_s=
[s]

t_S1=
= 0,14 [s]

t_S2=
= 0,25 [s]

t_S3=
= 0,19 [s]

t_S4=
= 0,19 [s]

t_S5=
= 0,24 [s]

- poprawki dla tras

Δt = t_S + t_R [s]

Trasa	tS	tR	Δt
R1S1	0,14	0,16	0,30
R2S1			0,28	0,42
R3S1			0,22	0,36
R4S1			0,17	0,31
R5S1			0,21	0,35
R1S2		0,25	0,16	0,40
R2S2			0,28	0,53
R3S2			0,22	0,46
R4S2			0,17	0,42
R5S2			0,21	0,45
R1S3		0,19	0,16	0,35
R2S3			0,28	0,48
R3S3			0,22	0,41
R4S3			0,17	0,37
R5S3			0,21	0,40
R1S4		0,19	0,16	0,35
R2S4			0,28	0,48
R3S4			0,22	0,41
R4S4			0,17	0,37
R5S4			0,21	0,40
R1S5		0,24	0,16	0,40
R2S5			0,28	0,53
R3S5			0,22	0,46
R4S5			0,17	0,42
R5S5			0,21	0,45

---