多道瞬态瑞雷面波在滑坡探测中的应用分析

陈先童

摘要：在各种类型的地质灾害中，滑坡灾害构成了其中典型性的灾害类型。近些年以来，滑坡探测涉及的各类技术措施都在获得突显的改进，上述现状在客观上有助于及早预测某些潜在性的滑坡现象。与传统的探测手段相比，多道瞬态的瑞雷面波更加有助于简化整个探测流程，对于探测结论具备的精准度也能予以全面的提升。因此在现阶段的滑坡探测具体实践中，应当深入探析瞬态瑞雷面波的基本技术特征及其技术内容，因地制宜适用上述的探測措施来实现全过程的滑坡探测操作。

关键词：多道瞬态瑞雷面波；滑坡探测；具体应用

基本特征来讲，出现滑坡的根源就在于某些岩土体呈现瞬间下滑的现象，其中涉及剪切面的纵向作用力。受到上述作用力带来的影响，滑坡现象将会给周边民众的平日生活以及各个行业生产带来突显的威胁。近些年以来，信息化手段正在全面融入当前现有的滑坡探测中，确保能够紧密结合滑坡几何形态、滑坡治理方案以及坡面的整体构造来优化现有的检测措施。此外，滑坡探测中如果能够全面适用瞬态瑞雷面波来辅助探测操作，那么能够杜绝起伏较大的坡面形态给检测过程带来某些影响，杜绝探测误差并且全面保障了探测流程应有的精确度。

1.多道瞬态瑞雷面波的基本原理

具有瞬态特征的瑞雷面波，指的是来源于弹性分界面的干涉波，从而集中于附近界面的波动弹性波。通常情况下，瑞雷面波应当能够沿着分界面来实现自身的传播，其具备弹性与集中性的基本特征。具体来讲，多道的瞬态瑞雷面波体现为如下的特性：

首先是频散特征。瑞雷面波如果处于均匀度较差的介质中，那么其传播频率以及传播速度之间具备特定的函数联系。受到瞬态传播的影响，瑞雷面波体现为较强的频率分散特征。然而与之相比，如果将其置于均匀介质的内部，则不会呈现频散性的特征。因此可以得知，瑞雷面波存在较大可能将会受到周围介质给其带来的影响。在涉及均匀性或者非均匀性的两类不同介质时，瑞雷面波将会呈现差异性的频散特征。

其次是波长对于传播的影响。受到多层介质的影响，瑞雷面波将会呈现更为显著的频散趋势。这主要是因为，沿着地表传输的瑞雷面波涉及特定的波长，而传播频率与上述的波长特征之间应当具备显著的关联性。在遇到特殊状况时，如果涉及各异的地质条件，那么与之有关的传播特性也将会呈现较大差异。因此经过推断可知，如果设计为不同频率或者不同波长，则可以获得竖直方向的不同波形长度。

第三是横波波速以及瑞雷波速之间的关联性。从能量传输的视角来看，针对瑞雷面波应当能够将其限制于同个深度的波长范围，而与之有关的面波能量也呈现显著的集中性趋势。因此在勘察时，可以将波长设计为勘察深度。除此以外，横波的传播速率大体上相当于面波现有的波速，二者呈现特定的正比关系。通过运用野外采集的方式，针对当前现有的横波波速应当能够予以精确换算，进而将其表示为特定比例的瑞雷波速。

2.滑坡探测的具体技术运用

（1）滑坡探测的流程。具体在完成滑坡探测的全过程中，针对瑞雷面波应当运用叠加多次信号的手段来增强其现有的波形强度。在必要时，应当运用锤击激发的措施来辅助上述的探测过程，对此需要增加沙袋垫或者铁板等辅助设施。如果能够用到低频检波器，则最好将其限定于2Hz的主频率。具体在设置相应的野外参数时，应当将其设计为0.5ms的采样间隔以及2m的道间距，同时也要控制于10m的偏移距。

针对滑坡探测运用单边激发的措施，运用人工震源作为其中的辅助，在此前提下形成了特定频率的瑞雷波。在这之后，应当将分析重点限定于最小幅度的相位谱以及振幅谱，确保能够分离特定频率的探测信息。通过运用相关运算的方式，应当能够算出精确性较高的面波传播速率，进而归纳得出与之相适应的频散曲线。此外，针对当前现有的横波波速以及土层深度而言，应当据此完成清晰度较高的影像图绘制。

（2）获得探测结论。进行滑坡探测的侧重点应当在于把握现有的道间距、偏移距以及采样间隔。在运用同源激发的基础上，通常能够忽视水平地层的某些细微变化。因此经过观察可知，通过运用24道的检波方式，可以获得相对丰富的低频段信号以及较大的数据量。在全面观测频散曲线的同时，可以对应给出与之相应的原始计算结论，其中涉及特定比例的反射波、折射波或者直达波。与此同时，频散曲线涉及3个十分明显的拐点，因此便于对其实现全方位的分层。

2.运用面波进行勘测的实例

在某次野外勘察中，运用了Visor XP型号的地震仪并且调整为30磅的锤击震源。具体在勘测时，将其设计为2米的道间距并且控制于1024ms的采样长度。经过换算可知，针对覆盖土层的特殊部位来讲，最好控制于90m/s～120m/s范围内的波速，以便于杜绝异常性的低速波产生。与12道的勘测方式相比，如果能够选择24道的勘测方式，那么将会有助于提升分辨率并且增大了原有的探测深度。

通过上述分析可以得知，勘察瑞雷波的土层分界面以及频散曲线的转折点应当呈现一致性的频散特征。具体在勘察此种类型的面波时，应当将其限制于土层分界面的范围内。如果涉及风化层或者硬塑性的砂质粘土，那么瑞雷波将会表现为更高层次的传播速率，其甚至可以超出覆盖土层。在最大的限度内，其波速能够达到250m/s的传播速率。如果待测的滑坡土层并没有超出20m的深度，则会表现为稀疏性的频散点，与之有关的拐点也将会呈现模糊性。据此可以推断得出，受到各异地质条件带来的强烈影响，在相对较浅的土层中通常都很难精确分辨瑞雷面波。某些地层呈现相对较小的水平变化幅度，因此在确定探测深度时应当密切结合道间距与最小偏移距的要素。为了全面杜绝粗略性的探测效果，那么应当更多关注探测的可信度以及分辨率。

对于现有的探测频率如果要加以适度的调整，则要将其限制于特定比例的面波能量以及有效深度范围内。具体在操作时，应当可以运用橡胶垫、激发板以及沙袋等辅助设施来调整其低频成分，对于当前的激发信号予以全面提高。在低频检波设施的配合下，对于某些潜在性的误差能够予以全面减少，同时也优化了分辨率。此外，针对岩层揭露的探测过程应当辅以相应的钻探措施，确保将其作为后期勘察的必要条件，对于解释精度着手进行全面优化。