武传鹏，佟 弢

（中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300220）

引言

近年来，我国经济实现了高速发展，各大港口、码头和航道等工程也在蓬勃的兴建中。在工程前期，需要对拟建工程场地的海底地层及不良地质状况有详细的了解，尤其是海底的软弱地层、强风化岩面、滑坡、断层等。常规的地质钻探勘察虽然能准确的揭露钻孔位置单点的地层状况，但它不能全面反映拟建场区内的地层状况，因此需要一种可以全面探测拟建场区内海底地层状况的手段。

浅地层剖面探测是一种地球物理探测方法，它主要利用声波在海底沉积物中的传播及反射特性和规律对海底地层结构及构造进行连续走航式探测，以获得海底浅部地层状况。

浅地层剖面探测因具有探测效率高、探测映像直观、工程造价低等优点，被广泛地应用于水域工程海底地层和结构探测。

1 工作原理

浅地层剖面探测利用声波反射原理来进行海底地层和结构探测。声波在传播过程中会因海底岩土层结构及密度的不同，存在能量衰减、速度及频谱成分的变化，在地层的分界面上会产生反射及透射。ρ1和v1（ρ2和v2）分别为界面上部（下部）介质的密度和声波在该介质中传播的速度。

图1 声波的反射及透射

声波在不同介质中传播时，反射系数R与介质的密度ρ和声波在此介质中的传播速度v密切相关，其关系如下：

（z为介质的波阻抗，R为反射系数）

声波在海底不同地质年代、沉积环境形成的地层中传播时，会因土层的密度ρ及传播速度v差异，反映出不同的声学反射特征，在反射界面处产生比较亮的反射条纹，并且同一地层会产生明显的同向轴。……