题目：地下浅层目标声学探测的研究

　　西安是十三代帝王的古都，城区附近古墓非常多，如何快速有效地探测地下古墓的有无，是考古方面目前一个难题。随着我国工业的日益发达，对埋在地下浅层的石油、煤气，上、下水，电力与通信，电缆等管道会越来越多。在大型土建工程开始之前，探查这些地下埋设物的有无和位置是很重要的。此外，高速公路、飞机跑道的路基及河堤等，都需要了解地下情况。目前地下探测主要依靠破坏性的钻探手段，且探测深度有限，效率低，因此，迫切需要发展非破坏性的探测技术，提供相应的探测设备。 人们当前探测地下物体的手段有：地下雷达法，磁法和电法，地震勘探法。电磁波探法由于其在土中衰减较大，故其探测深度有限；而工程地震勘探法由于地震波频率较低，则其探测分辨率较低；电法和磁法又受到目标是否为金属的限制。相比之下，声波探测法是一种较为有效的方法。利用声波反射法对地下浅层物体进行探测即是本文的研究内容。 我们在地面激发声波，声波在土中传播，遇到异物后，由于波阻抗的不同，将有一部分能量被反射，形成目标的反射信号，经过数字处理及运算，可得出目标的方位坐标，从而进行断面显示。 由于接受系统接受到的信号中，有很大一部分属于干扰信号，分析其来源，它主要是以横波与表面波为主的直达波干扰，使得有效波信号受到抑制，甚至被淹没，从而限制了系统的探测性能。因此，我们利用强干扰直达波与反射波之间在视速度上的差异，首次借鉴地震勘探法中的数据处理结论：频率--波数滤波技术，有效地抑制了强干扰，较大幅度地提高了信噪比。使声探系统得到了进一步完善。 本声探系统采用了带有MSADS-1采集板的微机，编制了数据处理及断面显示软件，实现了声探系统的快速、在线的数据采集与处理及断面显示，为浅层声探系统的实际应用提供了方便。 为进一步提高探测深度及分辨率，我们研制并应用了一种新声源--枪击声源，通过实验对枪击声源及锤击声源进行时域而后频域上的比较，证明枪击声源具有较窄的脉冲宽度、较宽的频带及较大的辐射能量，该声源首次在国内浅层声探系统中应用，为声探系统提供了良好的入射声波，提高了声探系统的探测深度及探测精度。 此外，对西安南郊一处不同深度（三米以内）的黄土进行了物理特性的分析，得出其含水量、密度、粒径度、空隙率等物理量。同时利用声波透射法对不同深度、不同声源的声波纵波速度进行了实际测量，得到了若干组速度数据。这些数据为系统的建立、软件的编制提供了依据；而且对类似课题的研究提供了参考数据。经过实验，发现了在土壤中声波衰减具有一种"窗口"特性的现象。 本文通过实际探测，给出了某防空洞及西安北郊古汗墓的实际探测数据及结果，这些结果与实际情况相吻合，从而证明了该方法是正确和可靠的。