多道瞬態(tài)瑞雷面波在滑坡探測中的應用分析

陳先童

摘要：在各種類型的地質(zhì)災害中，滑坡災害構(gòu)成了其中典型性的災害類型。近些年以來，滑坡探測涉及的各類技術措施都在獲得突顯的改進，上述現(xiàn)狀在客觀上有助于及早預測某些潛在性的滑坡現(xiàn)象。與傳統(tǒng)的探測手段相比，多道瞬態(tài)的瑞雷面波更加有助于簡化整個探測流程，對于探測結(jié)論具備的精準度也能予以全面的提升。因此在現(xiàn)階段的滑坡探測具體實踐中，應當深入探析瞬態(tài)瑞雷面波的基本技術特征及其技術內(nèi)容，因地制宜適用上述的探測措施來實現(xiàn)全過程的滑坡探測操作。

關鍵詞：多道瞬態(tài)瑞雷面波；滑坡探測；具體應用

基本特征來講，出現(xiàn)滑坡的根源就在于某些巖土體呈現(xiàn)瞬間下滑的現(xiàn)象，其中涉及剪切面的縱向作用力。受到上述作用力帶來的影響，滑坡現(xiàn)象將會給周邊民眾的平日生活以及各個行業(yè)生產(chǎn)帶來突顯的威脅。近些年以來，信息化手段正在全面融入當前現(xiàn)有的滑坡探測中，確保能夠緊密結(jié)合滑坡幾何形態(tài)、滑坡治理方案以及坡面的整體構(gòu)造來優(yōu)化現(xiàn)有的檢測措施。此外，滑坡探測中如果能夠全面適用瞬態(tài)瑞雷面波來輔助探測操作，那么能夠杜絕起伏較大的坡面形態(tài)給檢測過程帶來某些影響，杜絕探測誤差并且全面保障了探測流程應有的精確度。

1.多道瞬態(tài)瑞雷面波的基本原理

具有瞬態(tài)特征的瑞雷面波，指的是來源于彈性分界面的干涉波，從而集中于附近界面的波動彈性波。通常情況下，瑞雷面波應當能夠沿著分界面來實現(xiàn)自身的傳播，其具備彈性與集中性的基本特征。具體來講，多道的瞬態(tài)瑞雷面波體現(xiàn)為如下的特性：

首先是頻散特征。瑞雷面波如果處于均勻度較差的介質(zhì)中，那么其傳播頻率以及傳播速度之間具備特定的函數(shù)聯(lián)系。受到瞬態(tài)傳播的影響，瑞雷面波體現(xiàn)為較強的頻率分散特征。然而與之相比，如果將其置于均勻介質(zhì)的內(nèi)部，則不會呈現(xiàn)頻散性的特征。因此可以得知，瑞雷面波存在較大可能將會受到周圍介質(zhì)給其帶來的影響。在涉及均勻性或者非均勻性的兩類不同介質(zhì)時，瑞雷面波將會呈現(xiàn)差異性的頻散特征。

其次是波長對于傳播的影響。受到多層介質(zhì)的影響，瑞雷面波將會呈現(xiàn)更為顯著的頻散趨勢。這主要是因為，沿著地表傳輸?shù)娜鹄酌娌ㄉ婕疤囟ǖ牟ㄩL，而傳播頻率與上述的波長特征之間應當具備顯著的關聯(lián)性。在遇到特殊狀況時，如果涉及各異的地質(zhì)條件，那么與之有關的傳播特性也將會呈現(xiàn)較大差異。因此經(jīng)過推斷可知，如果設計為不同頻率或者不同波長，則可以獲得豎直方向的不同波形長度。

第三是橫波波速以及瑞雷波速之間的關聯(lián)性。從能量傳輸?shù)囊暯莵砜?，針對瑞雷面波應當能夠?qū)⑵湎拗朴谕瑐€深度的波長范圍，而與之有關的面波能量也呈現(xiàn)顯著的集中性趨勢。因此在勘察時，可以將波長設計為勘察深度。除此以外，橫波的傳播速率大體上相當于面波現(xiàn)有的波速，二者呈現(xiàn)特定的正比關系。通過運用野外采集的方式，針對當前現(xiàn)有的橫波波速應當能夠予以精確換算，進而將其表示為特定比例的瑞雷波速。

2.滑坡探測的具體技術運用

（1）滑坡探測的流程。具體在完成滑坡探測的全過程中，針對瑞雷面波應當運用疊加多次信號的手段來增強其現(xiàn)有的波形強度。在必要時，應當運用錘擊激發(fā)的措施來輔助上述的探測過程，對此需要增加沙袋墊或者鐵板等輔助設施。如果能夠用到低頻檢波器，則最好將其限定于2Hz的主頻率。具體在設置相應的野外參數(shù)時，應當將其設計為0.5ms的采樣間隔以及2m的道間距，同時也要控制于10m的偏移距。

針對滑坡探測運用單邊激發(fā)的措施，運用人工震源作為其中的輔助，在此前提下形成了特定頻率的瑞雷波。在這之后，應當將分析重點限定于最小幅度的相位譜以及振幅譜，確保能夠分離特定頻率的探測信息。通過運用相關運算的方式，應當能夠算出精確性較高的面波傳播速率，進而歸納得出與之相適應的頻散曲線。此外，針對當前現(xiàn)有的橫波波速以及土層深度而言，應當據(jù)此完成清晰度較高的影像圖繪制。

（2）獲得探測結(jié)論。進行滑坡探測的側(cè)重點應當在于把握現(xiàn)有的道間距、偏移距以及采樣間隔。在運用同源激發(fā)的基礎上，通常能夠忽視水平地層的某些細微變化。因此經(jīng)過觀察可知，通過運用24道的檢波方式，可以獲得相對豐富的低頻段信號以及較大的數(shù)據(jù)量。在全面觀測頻散曲線的同時，可以對應給出與之相應的原始計算結(jié)論，其中涉及特定比例的反射波、折射波或者直達波。與此同時，頻散曲線涉及3個十分明顯的拐點，因此便于對其實現(xiàn)全方位的分層。

2.運用面波進行勘測的實例

在某次野外勘察中，運用了Visor XP型號的地震儀并且調(diào)整為30磅的錘擊震源。具體在勘測時，將其設計為2米的道間距并且控制于1024ms的采樣長度。經(jīng)過換算可知，針對覆蓋土層的特殊部位來講，最好控制于90m/s～120m/s范圍內(nèi)的波速，以便于杜絕異常性的低速波產(chǎn)生。與12道的勘測方式相比，如果能夠選擇24道的勘測方式，那么將會有助于提升分辨率并且增大了原有的探測深度。

通過上述分析可以得知，勘察瑞雷波的土層分界面以及頻散曲線的轉(zhuǎn)折點應當呈現(xiàn)一致性的頻散特征。具體在勘察此種類型的面波時，應當將其限制于土層分界面的范圍內(nèi)。如果涉及風化層或者硬塑性的砂質(zhì)粘土，那么瑞雷波將會表現(xiàn)為更高層次的傳播速率，其甚至可以超出覆蓋土層。在最大的限度內(nèi)，其波速能夠達到250m/s的傳播速率。如果待測的滑坡土層并沒有超出20m的深度，則會表現(xiàn)為稀疏性的頻散點，與之有關的拐點也將會呈現(xiàn)模糊性。據(jù)此可以推斷得出，受到各異地質(zhì)條件帶來的強烈影響，在相對較淺的土層中通常都很難精確分辨瑞雷面波。某些地層呈現(xiàn)相對較小的水平變化幅度，因此在確定探測深度時應當密切結(jié)合道間距與最小偏移距的要素。為了全面杜絕粗略性的探測效果，那么應當更多關注探測的可信度以及分辨率。

對于現(xiàn)有的探測頻率如果要加以適度的調(diào)整，則要將其限制于特定比例的面波能量以及有效深度范圍內(nèi)。具體在操作時，應當可以運用橡膠墊、激發(fā)板以及沙袋等輔助設施來調(diào)整其低頻成分，對于當前的激發(fā)信號予以全面提高。在低頻檢波設施的配合下，對于某些潛在性的誤差能夠予以全面減少，同時也優(yōu)化了分辨率。此外，針對巖層揭露的探測過程應當輔以相應的鉆探措施，確保將其作為后期勘察的必要條件，對于解釋精度著手進行全面優(yōu)化。