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.     

基于模式分离的瑞雷波频散曲线的计算

为了计算出更准确的瑞雷波频散曲线,利用F-K法分离相邻两道地震记录中所需模态瑞雷波的频散曲线,能较好地避免各模式波的相互影响。用相移法和S变换计算三层层状模型的瑞雷波频散曲线,并与理论值对比分析可知:相移法能较准确地提取多道地震记录中瑞雷波的频散曲线;利用S变换计算F-K分离后的所需模态瑞雷波的频散曲线,能有效地提高计算精度。在实际算例中验证了该方法的准确性。     

瑞雷波勘探的f-k域能量最大模方法

瑞雷波的频散特性已在地震勘探及工程勘察等领域得到了大量应用,但目前存在一些问题亟待解决,例如当层状介质中存在低速层时,提取的频散曲线会发生"之"字形回折,利用传统的基阶模反演不能得到正确的结果.本文主要针对"之"字形频散曲线问题,提出f-k域能量最大模的概念,并成功地将最大模应用于频散曲线的f-k域提取及对地层结构的反演分析.通过反演模拟以及实测数据发现,最大模方法可以较好地解决基阶模反演所不能解决的"之"字形频散曲线反演问题.     

瞬态瑞雷波法在滑坡勘查中的应用及其效果评价

瞬态瑞雷波法是一种新型物探方法,其勘探实质是：通过测量不同频率的瑞雷波的传播速度,来探测不同深度（距离）的岩土力学性质,进而分析、判断地质异常。本文介绍了瞬态瑞雷波法的原理及其相应的数据处理和解释方法。通过面波的频散曲线可对浅部地下岩层进行速度分层,并通过瑞雷波速度转化为横波速度,分析岩土的性质及介质的变化,并且还可调查地层中的软弱夹层、地下空洞等。与折射波勘探相比,面波法反演地层具有其无可比拟的优点,将该方法应用于地质灾害调查可达到较好的效果。文中结合二连浩特至广州国家公路湖南永州境内的一滑坡勘查实例,展现了面波勘探在滑坡调查中的可行性、有效性和勘探优势。     

低速带对瑞雷波振幅变化特征的影响研究

在地震勘探中,地球表面往往存在一个低速覆盖层,为了研究在理想条件下传播和有低速覆盖层时传播的振幅变化特性,从瑞雷波的基本性质出发展开公式推导,得出瑞雷波的速度方程和位移方程,然后对模型进行地球物理参数赋值,最后进行数值试算,画出瑞雷波的频散曲线和振幅曲线。根据频散曲线和振幅曲线研究不同模型因素影响下的瑞雷波的速度特征和振幅特征变化,进而由此综合分析推断出瑞雷波在非理想自由界面条件下的瑞雷波性质和瑞雷波振幅随低速覆盖层不同参数的变化曲线。通过数值计算可以得出瑞雷波在有低速带的时候会发生频散现象,振幅会随深度的增加发生衰减,而且频率越高,衰减的速度越快,当低速层越厚,衰减速度会更快,而当横波速度变大,会减缓衰减速度。     

基于SVD算法的瑞雷波频散曲线的快速稳定反演

利用奇异值分解算法对瑞雷波频散曲线进行反演,提高横波速度的反演精度,引入权重矩阵提高数据分辨率,采用自适应修改阻尼因子提高迭代效果并协调分辨率与解的关系。某高速公路软土路基实测资料试算结果表明,用该算法对瞬态瑞雷波频散曲线进行反演,不但具有稳定性好、精度高、分辨能力强的特点,而且能自动分层和反演地层参数。     

面波技术在高铁临近既有铁路路基检测中的应用

高铁在迅速发展,为我国经济的快速发展起到了巨大助推作用,但其对临近既有铁路路基也造成巨大的影响.瑞雷波法在分层介质中具有频散特性,以及瑞雷波传播速度与介质物理力学性质具有密切相关,为铁路路基的病害探测提供了理论基础,本文利用瑞雷面波法对高铁临近既有铁路路基勘探,并作出评估,为其在高铁临近既有铁路路基病害的确定、整治及预...     

瞬态瑞雷波法在建筑场地类型及类别勘察中的应用

瞬态瑞雷波法是一种较新的技术,在工程勘察中有着广泛的应用,在建筑场地勘察中,瞬态瑞雷波法能快速地提供地层的剪切波速度,评价建筑场地类型及类别。本文介绍了几个典型的应用实例,展示了瞬态瑞雷波法典型的原始记录,同时指出在瞬态瑞雷波法应用的优势和不足。     

瑞雷面波勘探法的资料处理与解释

瑞雷波常称为面波。瑞雷面波勘探方法是一种新型的地球物理勘探方法,是近期发展起来的一种浅层工程地球物理新方法。瑞雷面波勘探法最基本的理论是其频散特性。当介质为半无限弹性介质时,在自由空间和弹性介质分界面上将会出现一种波,这就是瑞雷波。面波勘探法主要有稳态法和瞬态法,两种勘探方法的区别在于震源不同,前者是以一单频率的瑞雷波来获取速度曲线,而后者需要分析叠加在一起的瑞雷波。两种方法最后得到的结果相同,但实现的技术路径截然不同,表现出各自的特点。     

软弱夹层瑞雷面波频散曲线特征

当瑞雷波在层状介质半空间中传播时,可以证明除了瑞雷面波以外,会出现多个模式的导波,特别是在有低速的软弱夹层情况下。利用基于基模式瑞雷波理论,实际解释工作中常常会出现问题。论文针对这些问题,对含低速夹层的三层模型的瑞雷波相速度频散曲线进行了正演计算,描述了频散曲线特征与介质参数的关系,并对其特征进行了归纳,指出了在实际工作中需注意的问题。     

瑞雷波法和地质雷达法在查找填埋垃圾充填边界中的综合应用

介绍了瑞雷波法和地质雷达法的基本原理、野外工作方法等,通过瑞雷波法和地质雷达法在查找实际工程填埋垃圾充填边界中的综合应用,查明了垃圾填埋场充填边界的分布位置、分布形态等,并通过对比分析同时结合钻探验证结果综合反映了这两种方法的探测结果具有较好的一致性,从而证明了采用瑞雷波法和地质雷达法的综合探测手段查找垃圾填埋场充填边界是有效的、可靠的,探测结果为下一步勘察设计提供了可靠的地质依据及地球物理参数,为今后其它同类的勘探工程实际资料解释积累了经验。     

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.     

瑞利面波勘探在坝体隐患探测中的应用研究

瑞利面波勘探是近年发展起来的一种新的浅层地球物理勘探方法,具有简便、快速、经济、分辨率高、成果直观、适用场地小等优点,已在许多领域得到应用,并取得了良好的应用效果。瑞利面波是一类频率较低、能量较强的次生波,主要沿着介质的分界面传播,其能量随着与界面距离的增加迅速衰减。瑞利面波与反射波、折射波一样都含有地下介质的地质信息。本文介绍了瑞利面波的概念、工作原理及方法、频散特征、反演研究以及实际资料的应用等方面,用多道检波器测量来了解面波勘探在坝体隐患探测中的应用。     

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。     

瑞雷波速度与横波速度在第四系勘察中的相关性探讨

以第四系勘察中的实测数据为基础,通过统计分析,对瑞雷波速度与横波速度的相关性进行探讨,进一步证实了瞬态瑞雷波勘探在浅层工程地质勘察中的准确性和可靠性。     

利用多道面波勘探技术调查路基岩溶地质条件

多道瞬态瑞雷面波勘探技术近年来在工程地质勘察中得到广泛应用.本文在简要介绍多道瞬态瑞雷面波勘探野外数据采集以及室内数据处理方法的基础上,利用该方法对合福高铁某段路基强风化钙质页岩中初期岩溶注浆效果进行评价.选取合适采集参数并利用f-k法和相位差法联合提取频散曲线,解决了岩体破碎等不良地质条件对数据质量的影响,从而在一定程度上提高纵、横向分辨率.通过与现场实际情况对比验证分析,表明该方法在强风化路基岩溶地质调查中应用效果显著.     

浅层地震折射波法在候家梁隧道地质勘查中的应用

浅层地震折射波法勘探受地形起伏影响小,资料解释比较容易,能够提供基岩覆盖层厚度及覆盖层、基岩的纵波波速,而广泛应用于工程地质勘察。候家梁隧道工程测区部分地形起伏较大,工区基岩上覆地层有相对低的速度,应用地震折射波法勘查,得出的资料解释与实际情况相符,可信度高,为工程建设提供了有效的地质依据。     

弹性介质瑞雷面波交错网格有限差分法数值模拟

为了研究瑞雷面波在复杂地质条件下的传播规律和波场特征,采用交错网格高阶有限差分方法对浅层各向同性弹性介质进行了包括瑞雷面波和体波在内的全波场模拟.通过均匀半空间模型和层状介质模型的模拟,验证了含有瑞雷面波的全波场理论的正确性.