3.2.5.1　反射面的确定及不良地质体的确定

反射界面及不良地质体规模的确定，其原理如图3.2-10所示：在点A1、A2、A3等位置激发震源。α为不良地质体的俯角，即真倾角；β为不良质体的走向与隧洞前进方向的夹角；γ为空间角，即隧洞轴线与不良地质体界面的夹角。产生的地震波遇到不良地质体界面（即波阻抗界面），发生反射而被Q1位置的传感器接受。在计算时，利用波的可逆性，可以认为Q1位置发出的地震波经过不良地质界面反射而传到A1、A2、A3等点，即可认为波是从像点IP（Q1）发出而直接传到A1、A2、A3等点的。此时的Q1和IP（Q1）是关于不良地质界面（波阻抗面）对称的。因Q1、A1、A2、A3各点的空间坐标已知，由联立方程可得像点IP（Q1）的空间坐标，再由Q1和IP（Q1）的空间坐标求出两点所在直线的空间方程。由于不良地质界面是线段Q1IP（Q1）的中垂面，所以可以求出该不良地质界面相对于坐标原点Q的空间方程，进一步可以求出不良地质界面与隧洞轴线的交点和隧洞轴线与不良地质界面的交角。通过求出的不良地质体两个反射面在隧洞中轴线上的坐标S1和S2，从而求出不良地质体的规模：S=|S1-S2|。

图3.2-9　传感器套管与围岩耦合差的TSP记录

图3.2-10　TSP探测反射原理图

3.2.5.2　岩石力学参数的获取

通过测得的纵波波速vp和横波波速vs利用针对变质岩、火山岩、深成岩和沉积岩四类岩石类型所使用不同的经验公式，TSPWin软件可以获得岩石密度ρ，然后根据下列公式求出各动态参数。

静态弹性模量是从辅助经验公式中计算出来的。

3.2.5.3　Windows环境下TSP软件系统(www.daowen.com)

TSPData Processing Program Application软件，具有很强的通用性，本程序可在以Windows 98&Me，Windows 2000，Windows XP等Windows系列操作系统下直接安装，无需其他辅助工具即可良好运行。TSPwin软件的运行方式与Windows应用软件一样，TSPwin程序启动后就出现工作区，工作区具有以下特点：

（1）标题栏（即工作区顶部的标题栏）：如果是新文件，系统会自动将其分别命名为“Survey1”（测量1）或“Survey（N）”（测量N）。其中，（N）是根据打开的新测量文件依次编的顺序号。

（2）菜单栏里包括运行TSPwin的各种命令。

（3）工具栏里主要包含最常用的TSPwin命令的快捷键。

（4）波场处理栏是专门用于地震波场处理的工具栏。

通过数据调整→带通滤波→首波拾取→拾取处理→炮能量平衡→直达波损耗系数Q估算→反射波提取→P波、S波分离→速度分析→纵向深度位置搜索→反射界面提取等，最终显示掌子面前方与隧洞轴线相交的反射同相轴及其地质解译的二维或三维成果图。

（5）状态栏提供正在执行的任务信息。如果状态栏显示Ready（准备完毕），说明程序已经完成所指定的任务，正在等待下一步指令。

（6）TSPwin支持多文件界面（MDI），即可以同时打开多个同类型或不同类型文件，TSPwin文件有两种类型：

1）测量文件。测量文件（扩展名为.svy）属于基础文件，它是一个通用工作表。主要用于保存并以图表形式显示数据，执行文件的输入/输出以及数据采集、处理和评估等。

2）工程文件。工程文件（扩展名为.tsp）属于数据库文件，其中不同的TSP测量文件被联系在共同的工程文件中。