SSP地震散射剖面技术的基本原理及观测方式|ssp|剖面|地震波|波速|震源

SSP地震散射剖面系统是为地形地质条件复杂的山区、场地而设计。具有分辨率高、图像直观的特点。它以非均匀地质模型为基础，适合各种复杂条件下的精细地质结构勘探。适于采空区、岩溶、孤石、软弱结构面的勘探。

SSP是一种地震波散射成像技术。通过使用多点激发和多点接收的散射记录，反演重建地下介质的散射体与波速分布的方法。散射波法勘探可以获得两种结果，一个是反应散射强度即波阻抗差异界面的的偏移图像，另一个是反应局部地层力学特性的波速图像。低波速对应松散层、风化层、疏松区、岩溶、空洞、断层带等地质对象；高波速对应完整基岩、孤石、注浆体等地质与工程对象。

SSP地震散射剖面技术的基本原理

SSP地震散射剖面技术是建立在波动理论的基础上，它比反射理论具有更广泛的适应性。传统的反射地震勘探理论是建立在均匀层状介质模型基础之上。假定地震波在层内传播满足均匀介质的波动方程，而在层间界面上满足边界位移和应力的连续条件，形成反射、折射与波型转换。

这是反发射理论的应用基础。实际的工程场地内很少遇到均匀层状地质条件，绝大多数场合波阻抗在横向和垂向上都有剧烈变化，为非均质场合。散射理论就是描述这种非均质地质条件地震波传播的理论。在射理论中地质介质的非均匀分布可用分布速度v和异常参数α(r)来描述，异常参数α(r)的物理含义是介质弹性模量相对变化率。地质界面和局部异常体的特征可以用波速v和异常参数α(r)来描述：

式中v0为背景波速。α(r)正时波速增高，负时波速降低。注意到此事波场由入射波Ui与散射波US组成，将（2）式带入（1）式，并注意到入射波UI满足波速v0的波动方程(1)，在Born近似下【1】，散射波的波动方程化为：

波动方程（4）说明散射波是一个有源方程，右端项就是一个等效震源。该方程表明在入射波的作用下，波速异常体作为二次震源，向周围发射地震波。震源的强度与入射波强度、异常参数成正比。根据观测到的散射波的运动学与动力学记录就可确定异常体的位置、形状与力学性状。这就是散射波法勘探的理论基础[5]。

地震散射勘探的观测方式

散射勘探无论对于大尺度界面还是小尺度的构造、岩溶、采空区，都能适用。其观测方式与地震反射的观测方式相近。常用的观测方式有两种，一种是大排列方式，另一种是滚动式方式。大排列观测方式是使用数量较多的检波器接收，敲击点从一端移动到另一端，两端预设足够的偏移距，以便于相邻排列的覆盖衔接。滚动观测使用较少量的检波器，一端敲击，并保持这种观测方式向前移动。在场地勘查中，检波器的距离一般2-3m，敲击点间距4m-6m。图1所示为大排列观测。