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。     

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。     

多阶模态瑞利面波频散曲线的BP神经网络反演

瑞利面波勘探已经广泛应用于工程地质勘探和工程质量检测等领域中。瑞利面波勘探频散曲线反演解释时主要考虑基阶模态面波。当地层中含有软弱层以及表层为高速层时,在高频段高阶模态面波相对基阶模的能量更占优势。在瑞利面波勘探频散曲线反演解释中,必须考虑高阶模态面波的信息;在高阶模态面波占优势时,同时利用多阶模态组合频散曲线（包括基阶、二阶、三阶、四阶等）进行反演解释。本文通过对软夹层型和地表为高速层两种高阶模态面波能量较强的地层结构的理论和实测多阶组合模态频散曲线的反演研究,获得了比仅利用基阶模态面波解释更好的效果。     

瑞利面波最大模频散曲线的反演解释方法

讨论了高阶模态面波位移幅度占优势并由于高阶模态面波的影响、难以提取完整的基阶模态面波的频散曲线的情况下,利用"最大模"频散曲线进行反演解释的必要性.对软夹层型和地表为高速层两种高阶模态面波位移幅度较强的地层结构的理论和实测"最大模"频散曲线进行反演研究,获得了比仅利用基阶模态面波解释更好的效果.同时还讨论了初始模型建立和反演方法等问题.     

高阶模态面波在软弱薄层探测中的应用

面波勘探在浅地层波速测试及速度分层工作中取得了较好的地质效果．在一般情况下主要利用面波的基阶模态．有低速薄层存在时,瑞利面波的能量不仅分配在基阶面波中,有些高阶模态的面波还具有较高的能量,高阶模态面波的高能量反映了低速层的存在．在以高能量为标准的方法合成频散曲线时,各阶面波的综合作用使频散曲线上出现“之”字形特征．根据这些特征可以确定软弱薄层的空间位置．在实测资料解释中,注意利用高阶模态面波。取得了较好的地质效果．证明地震瞬态面波法对低速薄层有较高的探测能力。     

基于数字滤波法的瑞利面波高阶基阶模态分离试验及实例分析

瑞利面波勘探中软夹层型地层结构是常见的病害结构,其危害性极大,是许多工程和地质灾害调查的目的层,历来备受关注。该地层结构条件下,高能量的高阶模态面波存在影响了基阶模态面波频散曲线的解释精度,为了采用基阶模态面波进行资料解释,则有必要研究分离高阶模态和基阶模态面波的方法技术。模拟软夹层型地层结构的多阶模态面波理论记录,利用二维数字滤波法分离高视速度的高阶模态面波,分析了滤波效果。结合软夹层型地层的工程实例,验证二维数字滤波法的有效性,并分析其在实际应用中取得的效果及其存在的问题。研究表明,二维数字滤波法具有较好的应用价值,运用滤波方法可对软夹层型地层中视速度差异明显的高、基阶模态进行有效分离。     

线性Radon变换在地震面波压制中的应用

面波的高振幅、强能量和频散特性,降低了反射地震记录的信噪比。为了压制反射记录中的面波信息,提高反射资料的信噪比,先利用有限差分对几种典型的地质模型进行了正演模拟,借助于线性Radon变换对合成记录进行面波压制;采用曲线速度滤波消减Radon变换产生的端点效应和假频的影响。通过对大量理论模型的研究,证明了Radon变换对压制相干噪声有较好的的应用效果,可有效地压制地震面波的干扰。经对实际的地震数据应用线性Radon变换方法压制面波,对处理后的数据进行分析,取得了较好的效果。     

瑞雷波频散曲线的分模态提取与联合反演

瑞雷波在层状介质中传播具有频散特性,利用地震记录中的面波信息,提取面波的频散曲线,反演可以建立近地表的横波速度结构模型.本文建立了一个理论地质模型,理论合成面波地震记录,研究了频率波数域中而波频散曲线的分模态提取,并利用等厚分层阻尼最小二乘反演方法对面波各模态的频散曲线进行了分模态反演和联合反演.反演结果表明:瑞雷波基阶频散曲线的浅层(＜10m)反演结果与理论模型吻合最好,一阶高阶频散曲线在15～30m的反演结果与理论模型吻合最好,联合反演在整个深度范围内都可以很好的吻合理论模型,且反演结果的相对误差要低于分模态反演.     

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.     

层状介质瑞利面波的波形模拟研究

对地质模型进行瑞利面波正演计算可以模拟地震波在地下介质中的传播规律,以明确地质体瑞利面波记录特征。在瑞利面波资料解释过程中,对地质模型的正演计算可以对解释结果进行验证,并能提供地下地质体地震波岩石物理响应特性。本文首先根据地震波叠加原理,模拟计算3种常见速度结构地层条件下的瑞利面波波形记录;然后分析讨论了不同速度和厚度结构地层的高阶和基阶面波的能量分布和面波波形记录特征,研究结果证明由于地层速度和厚度结构的差异,各阶模态面波的能量分布不同,形成特征不同的波形记录。模拟面波波形能够帮助判断地层速度特征、指导野外施工参数设计等工作。在面波勘探工作中,具有重要的实用价值。     

在τ-p域多道分频自适应匹配减法压制多次波

在τ-p域分频对多次波模型和地震数据进行能量和相位匹配,是多次波匹配衰减的一种有效的方法。海上多次波非常发育,常规的3DSMRE技术与2DSRME相比,预测出的多次波模型精度将得到较大的提高,但是在t-x域进行匹配衰减后,仍然有一部分模型预测出来的多次波未被衰减,这些残留的多次波给后续剩余多次波衰减带来了难度。在SRME准确地预测出多次波模型的基础上,采用小波变换分频技术,在τ-p域实现多道分频自适应匹配减法压制多次波。实际地震资料的多次波压制效果表明,该方法不仅有效地分离了衰减多次波,而且最大限度地保护了有效波的低频能量。     

基于多模式的多重滤波方法提取瑞雷面波频散曲线

为了验证多重滤波方法对两道地震信号提取频散曲线的有效性,通过设计层状与倾斜介质模型,采用交错网格高阶有限差分法进行正演模拟,利用F-K变换分离出时间—空间域不同模态瑞雷面波记录,再利用多重滤波法对频散曲线进行提取,将求取的相速度和群速度与相移法、互相关法提取结果并与理论值进行对比分析。结果表明:利用多重滤波法提取瑞雷面波频散曲线是可行的,且能够提取到高阶模式频散曲线。多重滤波法在低频段更具有稳定性,横向分辨率更高。最后通过实例证实了多重滤波方法的实际效果。     

双曲Radon域预测反褶积和反馈循环的多次波压制综合方法

针对预测反褶积未能有效压制中长周期或速度逆转的多次波,以及反馈循环法在未知声源子波和地层结构情况下多次波压制不显著等问题,提出了双曲Radon域预测反褶积和反馈循环的多次波压制综合方法,有效突破了两种方法的局限性.首先分别从预测反褶积和反馈循环两种途径进行处理预测出多次波成分,然后进行双曲Radon变换,由于预测反褶积预测误差中仍然存在长周期多次波,通过设计自适应滤波器将有效一次波滤掉,进而获得双曲Radon域多次波能量模型;再通过双曲Radon反变换,从原始浅地层剖面记录中减去多次波模型数据,获得多次波压制后的高可靠性浅地层剖面数据.实验证明,综合法压制多次波效果显著,峰值信噪比和图像结构相似度相对单独使用预测反褶积或反馈循环法分别高出约5%和0.12.该方法具有较好的可行性,在海底浅表层多次波压制方面具有借鉴意义.     

λ-f域抛物Radon变换多次波压制方法

空间截断效应降低传统Radon变换压制多次波的精度.提出一种λ-f域抛物Radon变换方法,与传统最小二乘抛物Radon变换相比,地震数据变换到λ-f域后表现为直线的映射,更便于设计滤波函数,从而有效消除传统多次波压制过程中空间截断效应的影响.另外,新变量λ的引入,使Radon正反算子成为与频率无关的矩阵,可大幅度提高计算效率.理论模型和实际海洋地震数据多次波压制试算结果表明,提出的λ-f域抛物Radon变换法可有效实现多次波压制,提高地震数据的信噪比,具有较强的实用性.     

动力相互作用体系动态参数识别与三维面波特征研究

目的对动力机器-基础-地基动力相互作用体系进行了现场动力测试和试验模态分析试验,探讨振害成因,提出加固处理措施.方法通过现场考察和对试验数据的综合分析,对体系进行了动态参数识别和三维面波时频联合分析.结果获得了机组振动特性、振害成因以及三维面波传播与衰减规律.机组振害主要是由于机器三阶扰频和主机一阶固有频率接近引起,长期的不良振动又使机器磨损严重;面波各分量在基础半径2~3倍距离衰减快,以外衰减不明显,且高频分量衰减快.结论对相互作用体系提出了压力灌浆地基加固处理和隔振沟设置的推荐距离.该方法可为动力机器-基础-地基体系的动态参数识别以及机组故障诊断和处理提供参考.     

基于变分模态分解和希尔伯特变换的转子非平稳信号故障特征识别

为了提升传统希尔伯特黄变换在处理复杂非平稳信号时的时频分析能力,本文将变分模态分解和希尔伯特变换进行结合,提出了一种时频分析方法变分模态分解和希尔伯特变换。此外,为了对变分模态分解的模态数进行自动调整,还提出了一种基于相关系数的希尔伯特黄变换参数优化方法,有效避免了由于希尔伯特黄变换模态数设置不合理而导致的信号分解不足和分解过剩的问题。利用转子故障信号对变分模态分解和希尔伯特变换方法的时频分析能力进行了验证,并且与传统希尔伯特黄变换的对比突出了该方法在处理非平稳信号中的优势。     

基于自适应多元变分模态分解的电力系统低频振荡模态辨识

针对电力系统多元非线性信号模态辨识困难的问题,提出一种自适应多元变分模态分解方法(自适应MVMD)对多元低频振荡信号进行辨识.自适应MVMD法通过对构建的多元约束变分模型迭代求解获得最优分离模态集合,避免了噪声扰动下的模态混叠及虚假模态等问题.首先通过最大复原近似度确定分离模态数K,然后利用自适应多元变分模态分解法对多元信号进行辨识以获得模态集合,对各信号中同频模态分类提取,并利用Hilbert变换以及傅里叶变换频谱分布对振荡参数进行辨识.测试算例及仿真算例证明了该方法的有效性,与经验模态分解法对比结果显示自适应MVMD法对含噪声信号辨识能力更强.     

经验模态分解与水上地震反射数据处理方法

受水流及船舶发动机干扰,水域地震反射法勘探资料判别异常体存在很大的困难,本文采用经验模态分解方法获得地震记录的多阶本征模态函数,每一阶本征模态函数代表了信号在某一特征尺度上的信息,为地震数据的处理和解释提供了更多的参考信息。实例证明,基于经验模态分解的地震反射数据处理方法,有助于压制随机噪声,提高地震反射数据的解释精度和准确性。     

小波变换在地质雷达干扰波压制中的应用

小波变换方法是近年来发展起来的一种新的数学方法,具有强大的时频分析能力,并广泛地应用到信号处理的各个领域。本文首先简要地介绍了小波变换原理及去噪方法,然后通过阻尼震荡信号、一维地质雷达合成记录和二维地质雷达合成剖面等模型,用db4小波进行了三阶分解,然后根据干扰波的特征进行了小波去噪和干扰波压制,结果表明,小波多尺度分解后,随机噪声主要集中在较低阶的小波细节之中,用小波变换去噪方法,可有效去噪和压制干扰波。对实测的地质雷达资料也进行了处理,取得了较好效果。     

基于神经网络的面波迭代反演应用研究

根据滩浅海近地表结构特征,尝试利用地震记录中的面波进行近地表结构研究,以便了解滩浅海地区的近地表地层介质结构变化,为深层油气勘探提供准确的低降速带资料.针对面波频散反演已有方法存在的不足,引入一种基于BP神经网络的迭代反演方法对面波的频散曲线进行拟合迭代,用于反演预测滩浅海低降速带地层参数.由于神经网络具有很强的自学习、自适应、自组织和容错能力,它的反演预测能力非常强大,能够较精确地预测出所要求解的目标数据,同时结合传统迭代反演方法的优点,增强了该方法的反演预测能力.通过对滩浅海近地表结构模型试算,获得好的效果,同时进一步对实际记录进行了计算,也取得了比较满意的结果.