基于弹性介质模型的近地表波场模拟及分析

为研究近地表波场特征,特别是瑞雷面波的波场特征,即瑞雷面波的形成机理及传播规律,根据弹性波方程,采用交错网格有限差分算法对基于浅层各向同性弹性介质模型的近地表波场进行了模拟和分析。利用对均匀半空间模型的模拟,分析了瑞雷面波能量在水平和垂直传播方向上的衰减情况以及震源埋深对面波能量的影响;利用对不同均匀层状介质模型的模拟,分析了瑞雷面波的基本特性及近地表构造对波场的影响。     

含层状液体介质瑞雷面波频散曲线正演分析

瑞雷面波在地球物理勘探和工业无损检测中起着重要的作用.自由界面激发的瑞雷面波有多个导波模式,瑞雷面波频散曲线特征可以清楚反映各层介质的力学参数.很多文献已经讨论了横向均匀层状固体介质中瑞雷面波的传播模式和特征,为了研究含层状液体介质自由界面瑞雷面波的传播特征,本文用传递矩阵法,结合位移应力的边界条件,推导出不同情况下含层状液体介质的瑞雷面波频散方程,频散函数表现为实数域的行列式,所以可用二分法求解,数值计算出三种不同情况下含层状液体介质模型的多模式瑞雷面波频散曲线,并对频散曲线的特征和影响因素作了简单分析,发现频散曲线可以清晰反映某些介质的层速度参数.     

起伏地表条件下坐标变换的瑞雷波场正演模拟

利用高精度交错网格有限差分技术模拟起伏地表条件下的瑞雷波全波场正演,通过坐标变换的方式实现起伏地表自由边界条件。与一个已知模型结果对比,验证该算法的可行性与正确性,并通过在一个地表起伏的均匀介质中瑞雷波的模拟,结果说明了该方法的适应性。两个模型的模拟结果均表明,即使是地下室均一的介质,但由于地表起伏的存在不可避免地会产生波型的转换与能量的再分配,瑞雷波波场必然受到一定的影响。     

全波场正演模拟技术在ZBTD区块的应用与分析

在复杂地表条件下的地震资料处理中,正确识别和应用各种波非常重要。应用全波场正演模拟技术,可以在地震资料处理中数值模拟实际资料的理论模型,从而分析各种波在地层中的传播规律,利用波场快照识别有效波和干扰波。全波场正演模拟可将看不到,摸不着的波场,形象地展现出来,有助于观察地质结构与地震反射同相轴之间的因果联系。全波场正演模拟成为地质和地球物理学家之间实现相互理解和达成共识的最有效的工具。     

瑞雷面波勘探的过去、现在和未来

回顾了瑞雷面波勘探发展的历史,剖析了面波频散曲线正反演的进展及存在的问题,重点指出在石油 和煤炭反射地震中,应从剔除面波转变为利用面波,并借助现有石油“大炮”反射地震资料中“有害的”瑞雷面波 提取浅层地质结构信息,为反射地震静校正、近地表工程地质评价等提供物性参数,把反射地震的面波干扰变为 对勘探十分有利的参数提取源,实现以强干扰面波为主要数据源的浅层结构探测,以促进瑞雷面波勘探技术的 进一步发展。     

瑞雷面波勘探技术研究述评

回顾了瑞雷面波的正反演、频散曲线的提取及工程应用进展情况,分析讨论了其现状及存在的一些问题,提出了解决问题新设想,并着重分析了高模式瑞雷面波在地质勘探和工程质量检测中的应用前景。     

振动目标产生的瑞雷波的识别方法研究

在地下介质模型参数已知的情况下,利用二维弹性波动方程在网格中离散化的方法来数值模拟出地震波在二维各向同性介质中的运动规律,通过地震波场正演模拟的同时可以观察到地表附近的瑞雷面波运动传播情况,通过在自由表面分离出的径向和垂直方向的质点运动曲线,可以观测并区分出初至波和瑞雷波,并得出瑞雷波传播速度、传播形式等传播特点。     

瑞雷面波在弹性楔状体中的传播特性研究

瑞雷面波在弹性楔状体中传播特性的研究,由于其涉及地形对面波传播的影响等,因而是一个长期受到地球物理学家关注的问题。瑞雷波在弹性楔状体中传播时,不仅与介质的性质有关,而且与楔状体的角度（地形起伏）有关。由于人射面波总是和体波耦合在一起,精确而完备的分析方法目前尚处于探索之中。本文着重对负地形进行了分析,以势函数表示波的传播,并使其交替地满足楔状体两侧界面的边界条件。通过模型正演分析,得到了不同楔状体角度与泊松比、透射能量的定量关系以及剩余场位移的极化曲线。正、负地形的数值计算结果,可以在实际应用中分析地形对瑞雷面波的影响时参考。     

基于BP神经网络的瑞雷面波智能优化反演

由于人工神经网络具有高度并行性、自组织、自学习和联想记忆能力,它的反演预测能力非常强,能够较准确地预测出目标参数,因此引入BP(Back Propagation)人工神经网络的地震面波智能优化反演.通过快速矢量传递算法计算频散曲线,为人工神经网络训练提供模型,并对层状介质模型试算,取得了好的效果.对实测瑞雷面波记录进行反演计算,并与其他反演方法进行对比,证明了BP人工神经网络反演瑞雷面波时的收敛速度快、对初始模型要求低等优点.     

面波勘探技术在工程勘察中的应用进展

回顾了瑞雷面波勘探技术的发展历史,介绍了主动源瞬态面波的互相关法、表面波谱分析法、相位展开法、τ-p户变换法、Ptony法、多道面波分析法等处理法,被动源面波(微动)的空间自相关法、频率波数法、HV谱比法,折射微动法等处理方法,分析了各种方法的优缺点以及适用条件.结果表明,主动源和被动源面波法可确定横波速度结构,其应用...     

基于Rayleigh波的薄壁容器温度与压力测量方法

为了提高薄壁容器抗压能力,保证薄壁容器的安全运行,提出了一种压力与表面温度的非侵入式测量方法.基于Rayleigh波传播速度与传播介质的应力、温度有关这一原理,通过理论推导和实验研究,建立了Rayleigh波传播时间与容器表面温度、容器压力之间的实用模型.基于这一模型,通过测量Rayleigh波沿容器壁面轴向和切向固定距离上的传播时间可以同时测量容器的表面温度和内部压力.实验结果表明,这种表面温度测量方法响应速度快,且对被测表面温度场影响小;测量压力时不需要在容器上开孔,实现了无损测量,提高了压力容器的安全性.     

数字滤波法分离高、基阶模态瑞利面波的应用

面波勘探主要利用基阶模态面波频散曲线进行定性或定量解释,而记录中的高阶模态面波对提取基阶模态面波频散曲线是一种规则干扰,本文采用二维数字滤波法去除高视速度的高阶模态面波。模拟了软夹层型和硬夹层型两种地层结构的含多阶模态面波理论记录和频散数据。利用带通切饼式二维数字滤波器对存在视速度差异的高阶模态面波和基阶模态面波进行滤波分离试验,研究证明二维数字滤波方法简单可行,可以在一定程度上压制高阶模态面波的影响。特别对于高阶模态面波影响严重的面波记录有突出基阶模态面波的较好效果。     

Rayleigh波频散曲线两种计算方法的对比

采用两种假定的层状土介质模型,通过快速标量法和薄层刚度法分别计算Rayleigh波的频散曲线,包括两层介质和三层介质两种地基土模型,分析对比了层状介质土Rayleigh波的频散特性,发现在低频阶段薄层刚度法计算效果优于快速标量法,在高频区域二者差别不大。     

浅层地震多阶模态瑞利面波的位移幅度特征

研究了地层速度随深度递增型、地层中有硬层或软夹层型、表层为高速的公路型等4种地层结构在15 m深度内,瑞利面波各阶模态的位移幅度分布特征、多阶模态面波的理论频散曲线特征以及不同地层结构上的"最大模"面波频散曲线的特征.这些特征的研究有助于提高面波资料解释的准确性,在高阶模态面波占优势时,判断地层结构的类型,设计合适的反演初始模型,并有助于利用多阶模态瑞利面波解决复杂的地质问题.     

基于ZnO/金刚石/Si结构的瑞利波频散特性计算

结合声表面波的基本理论和递归刚度矩阵法,通过将瑞利波从声表面波中分离,推导出基于ZNO/金刚石/Si结构的有效介电常数数学模型。根据所建立的数学模型,采用Matlab编制出相应程序,计算得到瑞利波的相速度和机电耦合系数频散曲线。该频散曲线具有较高的精确性,能很好地反映出瑞利波的频散特性。本文从解基本的波动方程理论出发,得到了三层结构的有效介电常数数学模型,并且将其程序化,最终得到了声表面波器件设计中的两个重要参数,为多层薄膜器件的设计奠定了一定的基础。     

Numerical simulation for recognition of coalfield fire areas by Rayleigh waves

Effective recognition of a coalfield fire area improves fire-fighting efficiency and helps avoid potential geological hazards. Coalfield fire areas are hard to detect accurately using general geophysical methods. This paper describes simulations of shallow, buried coalfield fires based on real geological conditions. Recognizing the coalfield fire by Rayleigh wave is proposed. Four representative geological models are constructed, namely; the non-burning model, the pseudo-burning model, the real-burning model, and the hidden-burning model. Numerical simulation using these models shows many markedly different characteristics between them in terms of Rayleigh wave dispersion and Eigen displacement. These characteristics, as well as the shear wave velocity obtained by inverting the fundamental dispersion, make it possible to distinguish the type of the coalfield fire area and indentify the real and serious coalfield fire area. The results are very helpful for future application of Rayleigh waves for the detection of coalfield fire area.     

分离高阶模态面波的τ-p变换方法

用瞬态面波方法提取基阶模态面波频散曲线进行资料解释时,高阶模态面波为干扰波.根据高阶面波和基阶面波的群速度差异,应用Τ-p变换方法压制地震记录中的高阶模态面波.为研究Τ-p变换压制高阶面波的效果,模拟了2种高阶面波能量较强的地层模型的波形记录,应用Τ-p变换压制高阶面波,获得了基阶模态面波频散曲线.对地层中含有软弱层的实测数据进行Τ-p变换法分离高阶面波,较好地压制了高阶面波的影响.对理论模型和实测数据的应用效果表明,Τ-p变换方法压制高阶模态面波方法简单易行.