面波仪的原理基于面波的传播特性，通过检测地面微小振动来分析地下结构。以下是具体说明：

一、面波的定义与分类

面波是沿地表传播的弹性波，与纵波（P波）和横波（S波）不同，面波属于 地滚波，其传播路径贴近地表。根据波的成因，面波可分为：

拉夫波（R波）：

由SH波与P波干涉形成，能量集中在介质自由表面附近，衰减速度较慢（与距离平方根成反比）；

瑞利波（SV波）：

由SV波与P波干涉形成，同样以地表为能量集中区域。

二、面波传播特性

传播形态：介质质点沿椭圆轨迹运动，长轴垂直于地面，旋转方向通常为逆时针；

衰减规律：R波衰减速度比体波（P、S波）慢，与距离平方根成反比；

波前形态：以波长为圆柱体半径向外扩散。

三、面波勘探原理

激发机制：

通过扫频仪产生高频谐波电流，经功率放大器驱动电磁激振器产生地面振动（如重物敲击或自由下落）；

信号接收：

在地面布置多个拾振器，同步接收反射回来的面波信号，并转换为电压信号；

数据处理：

通过频谱分析仪对电压信号进行频散分析，生成频散曲线，反映地下岩层的孔隙性和含油性等特性。

四、应用与优势

优势：R波因衰减慢，可穿透较厚地层，且对含油、气、水等异常体较敏感；

应用：常用于油气勘探、地层评价及工程地质调查。

总结

面波仪通过发射和接收地表传播的拉夫波和瑞利波，利用其衰减特性和频散特征，间接反映地下岩层结构。其原理结合了弹性波理论、电磁激振技术及信号处理方法，是地球物理勘探中的重要工具。