面元科学仪器节点地震仪在古建筑地基稳定性评估项目案例

使用设备：IGU-16HR 5Hz
设备数量：100 台
1. 项目概述
中国地质大学（北京）的研究人员使用 SmartSolo IGU-16HR 5Hz 单分量节点式地震仪,对
河南登封观星台地基的稳定性进行了探测(观星台是批全国文物保护单位，被列为世界
文化遗产)。
2 . 项目特点
本次项目使用背景噪声来进行地下结构探测。背景噪声指来自具有未知位置、未知源信号
和未知时间源分布的随机噪声。将高密度布设的台站记录到的噪声记录进行两两互相关，可以
得到以其中一个台站作为震源，其他台站接收的虚拟源地震记录，利用虚拟地震单炮记录中的
面波信号提取相应的频散信息，可以反演探测区域内的地下横波速度，即可了解探测区域的地
质构造以及有关性质和相应地层的动力学特征参数，达到岩土工程勘探之目的。背景噪声技术
无需使用夯击、炸药等人工源，适应各种复杂工区，可针对文物进行无损探测，达到文物保护
的初衷。本次项目中使用相移法选择20道面波数据提取频散曲线，设置10m，10层初始模型，
对提取的频散曲线进行反演。从频率-相速度可以看出面波能量团比较集中可以准确提取面波频
散曲线。
3. 数据结果
将 24h 数据切割成 40 s 的小段，相邻段 1 0s 重叠，每道分成 2880 段，相同时
间段做互相关计算并叠加，分别以每一道为虚拟炮点生成虚拟单炮记录。东西向与南
北向测线均可以提取到高信噪比的面波信号，其面波能量强、同相轴连续、清晰可见。
成像结果清楚地显示了横向均匀性和纵向成层性，结合探测数据，速度结构与地
层具有明显的相关性。浅层主要为人工填土为主，速度值较低，深部受卵石影响速度
值较大。S 波速度剖面是均匀变化、层状分布不存在低速异常体、局部突然变化等现
象，因此判断在观星台周围地基中不存在不良地质体