多道瞬態瑞雷面波在滑坡探測中的應用分析

陳先童

摘要：在各種類型的地質災害中，滑坡災害構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，上述現狀在客觀上有助于及早預測某些潛在性的滑坡現象。與傳統的探測手段相比，多道瞬態的瑞雷面波更加有助于簡化整個探測流程，對于探測結論具備的精準度也能予以全面的提升。因此在現階段的滑坡探測具體實踐中，應當深入探析瞬態瑞雷面波的基本技術特征及其技術內容，因地制宜適用上述的探測措施來實現全過程的滑坡探測操作。

關鍵詞：多道瞬態瑞雷面波；滑坡探測；具體應用

基本特征來講，出現滑坡的根源就在于某些巖土體呈現瞬間下滑的現象，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，滑坡現象將會給周邊民眾的平日生活以及各個行業生產帶來突顯的威脅。近些年以來，信息化手段正在全面融入當前現有的滑坡探測中，確保能夠緊密結合滑坡幾何形態、滑坡治理方案以及坡面的整體構造來優化現有的檢測措施。此外，滑坡探測中如果能夠全面適用瞬態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.多道瞬態瑞雷面波的基本原理

具有瞬態特征的瑞雷面波，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，多道的瞬態瑞雷面波體現為如下的特性：

首先是頻散特征。瑞雷面波如果處于均勻度較差的介質中，那么其傳播頻率以及傳播速度之間具備特定的函數聯系。受到瞬態傳播的影響，瑞雷面波體現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的內部，則不會呈現頻散性的特征。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時，瑞雷面波將會呈現差異性的頻散特征。

其次是波長對于傳播的影響。受到多層介質的影響，瑞雷面波將會呈現更為顯著的頻散趨勢。這主要是因為，沿著地表傳輸的瑞雷面波涉及特定的波長，而傳播頻率與上述的波長特征之間應當具備顯著的關聯性。在遇到特殊狀況時，如果涉及各異的地質條件，那么與之有關的傳播特性也將會呈現較大差異。因此經過推斷可知，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性。從能量傳輸的視角來看，針對瑞雷面波應當能夠將其限制于同個深度的波長范圍，而與之有關的面波能量也呈現顯著的集中性趨勢。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有的波速，二者呈現特定的正比關系。通過運用野外采集的方式，針對當前現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有的波形強度。在必要時，應當運用錘擊激發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，針對當前現有的橫波波速以及土層深度而言，應當據此完成清晰度較高的影像圖繪制。

（2）獲得探測結論。進行滑坡探測的側重點應當在于把握現有的道間距、偏移距以及采樣間隔。在運用同源激發的基礎上，通常能夠忽視水平地層的某些細微變化。因此經過觀察可知，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據量。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范圍內的波速，以便于杜絕異常性的低速波產生。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折點應當呈現一致性的頻散特征。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。如果涉及風化層或者硬塑性的砂質粘土，那么瑞雷波將會表現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，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，則會表現為稀疏性的頻散點，與之有關的拐點也將會呈現模糊性。據此可以推斷得出，受到各異地質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。

對于現有的探測頻率如果要加以適度的調整，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。具體在操作時，應當可以運用橡膠墊、激發板以及沙袋等輔助設施來調整其低頻成分，對于當前的激發信號予以全面提高。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化。