浅层高频瑞利面波群速度频散分析

面波多道分析法(MASW)是一种利用瑞利面波频散特征获得剪切波速垂直剖面的有效方法。除了少数MASW研究者利用面波群速度估计剪切波速外,大部分都是利用瑞利面波相速度频散估计剪切波速。在此,我们通过三个四层模型,其中分别包含一个低速夹层或一个高速夹层,首先来比较基阶瑞利面波相速度和群速度的敏感性。然后通过有限差分模拟生成合成数据。合成数据的群速度频散能量图是利用多重滤波分析法MFA生成的。最后我们结合实例,对高频面波群速度频散曲线进行反演。结果证明:①群速度的敏感性比相速度的高,并且可利用的频率范围比相速度宽,这对提高反演稳定性非常有用,因为对于一个稳定的反演系统,相速度的微小变化不能对反演的剪切波速产生较大影响;②如果基阶面波能量占主要成分,那么利用一道数据就可以得到群速度频散能量图,这意味着利用群速度频散分析可以大量减少数据采集时的炮点数,且水平分辨率也可以大大提高;③应用实例的检测资料证明,利用MFA法进行的群速度反演可以成功估测出浅地表的剪切波速。     

分层固体板中导波的激发与频散特性

针对无限大弹性分层固体板,研究了结构中导波的频散和激发特性。首先使用传递矩阵法推导分层板模型中导波的频散方程,然后用二分法求取导波各模式的频散曲线,进而分析结构中导波的频散特性。结果表明:在速度递增或递减的分层板中,基阶模式和高阶模式的高频极限分别等于低速层的瑞利波速和横波波速。对于含低速夹层的分层板,所有模式的高频极限都等于低速层的横波速度。在导波激发特性方面,研究了在具有一定宽度的法向力源作用下的分层板中导波各模式在结构中的法向位移谱。发现在速度递增的分层板结构中基阶模式是主导模式,而对于速度递减和含低速夹层模型,主导模式在不同的频段范围内对应不同的导波模式。     

浅层三层地基的SASW法模拟勘测研究

掌握瑞利波在分层地基中的传播和能量分布特征是进行瑞利波勘测的关键。建立了3类工程常见土质及其分布的浅层3层地基模型:规则地基、含硬夹层地基和含软夹层地基,基于传递矩阵法研究了瑞利波在三类地基中的传播和能量分布特征,将计算得到的地表处瑞利波时间域内的振动信息作为表面波谱分析(SASW)法的测试数据进行模拟测试。结果表明,实测频散曲线与理论频散曲线中能量占优的模式相对应,SASW法适用于大部分土层分布情况的几十米深度范围的浅层工程地质勘测。研究成果可用来指导现场测试和土层反演。     

地基低速层的瞬态瑞利波法数值模拟

针对面波勘探法探测低速层所提取的频散曲线特征进行研究。采用FLAC3D建立模型,模拟瞬态面波法提取面波信号,并用f-k法对频散曲线提取及速度剖面绘制,分析频散曲线呈"之"字形原因,验证了瞬态面波法探测低速层效果较好。     

基于遗传算法的多模式表面波联合反演研究

传统的表面波反演主要是利用基阶瑞雷波,当地质结构简单且基阶波具有较高的信噪比时,该方法一般能获得较好的地质解释。然而,当地层中出现速度倒转等复杂地质结构时,高模式表面波将变得极为发育,高阶波在高频段将包含更多的能量,当这种低速层出现时,仅利用基阶波反演将很容易得出错误的地质解释。为此,本文成功地将遗传算法引入到多模式表面波联合反演中来,并通过某高速公路路基典型实例演示了充分利用多模式表面波联合反演不仅可使反演过程稳定,而且还能提高横波速度的反演精度和计算结果的可靠性。     

低速软弱夹层二维横波速度结构的OCCAM反演

高速公路路基中的低速软弱夹层若处理不当，将会给高速公路的后期正常运行留下安全隐患，甚至将会导致路基结构严重的下陷和变形。本文成功地将OCCAM算法引入到瑞雷波频散曲线反演中，并获得了某路基低速软弱夹层地质结构的二维横波速度剖面。在反演过程中，权重矩阵的应用，提高了解的纵向分辨率；拉格朗日乘子光滑参数的应用改善了迭代效果并提高了解的稳定性，使其可以在解的精度和模型分辨率中取最佳折中解。实例分析结果表明，OCCAM算法用于反演低速软弱夹层瞬态瑞雷波频散曲线不但具有稳定性好、精度高及分辨能力强的优点，而且能自动分层和反演地层参数。     

基于改进遗传算法的瑞利波频散曲线的反演

对勘探介质中参数对频散曲线的影响进行了探讨,提出了应用改进遗传算法反演Rayleigh波频散曲线的问题,针对青藏铁路北麓河场地进行了频散曲线的反演,验证了改进遗传算法的有效性,实验验证:利用改进遗传算法可对Rayleigh波频散曲线进行反演,提高了计算速度和精度。     

瑞利波频散曲线影响因素的正演模拟研究

通过对瑞利波频散曲线的研究可以了解瑞利波在分层介质中的传播规律,指导并判断现场瑞利波频散曲线的测取,以及为反演瑞利波剪切波速曲线提供充足的资料。不同场地条件的瑞利波频散曲线会有很大的区别,本文基于传递矩阵理论的Knopoff快速算法,编制了求取分层介质瑞利波频散曲线的计算程序,分别模拟研究了压缩波、剪切波、泊松比和密度对频散曲线的影响。结果表明:当泊松比恒定时,压缩波速与剪切波速的比值影响着频散曲线,其实质是剪切波速的影响很大,而压缩波速的影响相当小;泊松比和密度对频散曲线的影响比较小,但有些情况下并不能忽视泊松比的影响。     

SASW测试相位差不确定性分析

在SASW测试中，受高阶振型波及道距等的影响，从折叠相位差曲线中无法通过折叠展开方法确定各离散频率点的绝对相位差．绝对相位差与折叠相位差相差2面弧度)的整数倍，整数取值不同，由一条折叠相位差曲线计算的相速度．频率曲线也不同，它们并不完全与表面波各阶振型频散曲线对应．若不同振型表面波影响在频率域是分离的，可以得到相应频率范围该振型波的频散曲线。在这些曲线中，总有一条相速度．频率曲线与常规折叠展开方法得到的相速度．频率曲线对应．将不同道距下得到的这些相速度-频率曲线堆叠在一起，并用灰度来表示各频散点出现的概率，由此可以研究基阶振型以及高阶振型波的频散．     

Love波相速度频散曲线敏感性比较

编写了基岩弹性半空间上水平成层覆盖土层Love波相速度频散曲线的程序,通过一个简单模型,比较了各土层参数对Love波频散曲线的敏感性,表明剪切波速度和土层厚度对Love波的频散特性影响较大,为反演参数选择提供了依据。     

瑞利波分析方法及应用进展

介绍了瑞利波平面及轴对称分析方法，这两种方法对数值模拟场地信号、实测频散曲线及研究各阶振型瑞利波频散曲线十分重要。用二维傅里叶变换或多次滤波，在一定程度上可将信号中瑞利波不同振型分离，得到不同振型频散曲线，而用相位差或互相关分析方法得到的频散曲线可认为是各阶振型瑞利波频散曲线加权平均．瑞利波频散曲线与半无限体分层介质力学参数有关，通过对频散曲线正、反分析可得到各层介质力学参教．此外，还介绍了瑞利波在地下目的物探测中的应用。     

瞬态瑞利波法在强夯地基检测中的应用分析

在强夯地基检测工作中,要求对强夯处理后地基的均匀性、有效加固深度、强夯置换墩着底情况等进行检测。本文通过分析瑞利波波速和频散曲线特征,进行强夯地基瑞利波法检测试验工作:采用强夯后的瑞利波分层波速分析强夯后地基的均匀性,通过夯前、夯后瑞利波频散曲线特征分析强夯地基的有效加固深度,通过瑞利波频散曲线特征分析强夯置换墩着底情况并与钻探结果进行对比,试验表明采用瑞利波法对强夯地基进行检测能取得较好效果。     

参数自适应差分演化算法在面波频散曲线反演中的应用

针对传统差分演化算法在反演瑞雷波频散曲线中存在交叉概率和缩放因子选取不当导致反演结果不准确等问题,在传统差分演化算法的基础上,把控制参数直接编码到个体中,即采用参数自适应差分演化算法对高频瑞雷波频散曲线进行反演来获得近地表的横波速度结构。合成和实际数据的反演实验结果表明:参数自适应差分演化算法继承了传统差分演化算法简单、高效的特点同时,还可在频散曲线的反演中自动地选取合适的参数值并正确地进行反演迭代,无需再通过试验获得交叉概率和缩放因子两个控制参数;频散曲线反演中目标函数的收敛性好,改进算法在迭代的过程中能够快速收敛到全局最优;模型参数的概率分布高,即在大的空间搜索范围内,参数自适应差分演化算法仍然能够准确地搜索到真值范围并找到全局极小值,保证了反演的结果可靠度,使其能有效地应用于瑞雷波频散曲线的反演和解释。     

桩斜检测中的瑞雷波法

瑞雷波在层状介质中具有频散特性,利用这一特性,用瑞雷波解决工程中的桩斜检测问题,是一次新的尝试和探索.本文简要介绍了瑞雷波检测桩斜的方法,并通过实例验证了该方法的可行性.     

瑞利波技术在地基加固效果评价中的应用研究

结合厦门环东海域填海造地工程,对瞬态瑞利波测试技术在地基加固效果评价方面的应用进行了研究,从现场测试技术、测试曲线的选取、相关分析得到频散曲线、半波分析得到剪切波速等方面对瑞利波测试技术进行了详细的介绍,通过和现场其他测试结果对比分析,表明瑞利波测试技术在地基加固处理效果评价方面有较好的效果,可为类似工程提供借鉴。     

瑞雷波频率-慢度域的工程应用

利用频率-慢度域（f-p域）来有效地实现瑞雷波时域记录中各模态的分离和识别,充分利用瑞雷波基阶和各个高阶模态并发挥它们在勘探中的作用,同时结合实例说明其应用效果。     

Rayleigh波在工程勘察中的解释方法探讨

介绍了 Ｒａｙｌｅｉｇｈ 波在工程勘察中的常用解释方法,分析了影响勘探精度的主要因素,并提出了一种简单的解释方法。利用两个不同模型的理论频散进行计算表明,即使模型中含明显的低速层,该方法所得剪切波速度结构与真实值也非常接近。对实测地震波处理所得结果与单孔测井所得结果也较为吻合。     

瑞雷波和瞬变电磁法在探测隧道含水破碎带中的综合应用

在隧道施工过程中经常会遇到含水的破碎带,如果不能提前采取处理措施,将会引起突水、塌方等地质灾害,严重威胁施工安全.由于含水破碎带通常表现为地震波速降低,瑞雷波发生速度频率分散;而对于电法勘探则表现为低电阻率.本文提出了应用瑞雷波和瞬变电磁法相结合的综合探测方法,即综合分析低波速、低电阻率的"双低"区,能够较为准确的确定...     

瑞雷波法对液化地基的评价研究

研究采用瑞雷波法对碎石桩法加固液化地基的处理效果进行评价 ,瑞雷波法检测结果与标准贯入试验结果对比相一致 ,并建立了这两者之间的相关关系式 ,有利于瑞雷波的进一步推广应用     

浅部地下洞穴散射波对波场扰动分析

均匀介质体表面源激发的瑞利波能量在介质浅部占主导地位,当前行瑞利波遇体浅部洞穴时,质点位移形状及轨迹会发生改变,瑞利波在洞穴发生散射。散射波导致波场能量出现扰动,波场不同区域扰动特征不同。在洞穴前方,反射瑞利波与入射瑞利波相干,能量谱出现干涉条纹;在洞穴上方,透射波发生频散,相速度不同于瑞利波,在某些条件下,透射波传播特性类似于自由板中兰姆波,透射波在洞穴后边界面绕射会导致表面波场能量减小;在后方区域,受几何衰减影响,表面波场逐渐由透射瑞利波主导,其低频成份相对高频成份能量减少较多。本文基于散射波理论,分析洞穴埋深/波长比对波场扰动影响,由数值模拟计算验证理论分析,结果表明由测点距—波长域能量谱扰动对应的临界波长可预测洞穴埋深。