【摘要】：高頻面波方法基于面波的頻散特性而建立,目前已發(fā)展了穩(wěn)定可靠的各類算法用于面波相速度頻散曲線的提取和反演,獲取地下的橫波速度結(jié)構(gòu)。高頻面波以其非侵入性、無(wú)破壞性和高效性的特點(diǎn),被廣泛地應(yīng)用于解決各類淺地表地球物理和地質(zhì)工程問題。在常規(guī)的面波勘探應(yīng)用中,各層的橫波速度一般隨深度遞增,使用高頻面波方法可以較好地刻畫地下的橫波速度結(jié)構(gòu)。然而,淺地表的介質(zhì)是復(fù)雜的,自然界中存在著大量速度非遞增的地質(zhì)結(jié)構(gòu),其中最常見的有低速夾層和高速夾層。面波在這類地下結(jié)構(gòu)中的傳播機(jī)制和頻散特性會(huì)變得復(fù)雜。目前高頻面波方法對(duì)于這類模型的研究尚不完善,應(yīng)用效果有待改進(jìn)。因此,本論文針對(duì)速度非遞增層狀模型,對(duì)高頻面波方法數(shù)據(jù)處理流程中的成像、正演和反演部分都進(jìn)行了系統(tǒng)性的研究。本論文提出了一種數(shù)據(jù)處理方法,可以提高τ-p變換法、f-k變換法、相移法、頻率分解和傾斜疊加法這四種面波頻散能量成像方法的成像分辨率,使其能成像出與高分辨率線性拉東變換相同分辨率的頻散能量,并證明了對(duì)于無(wú)噪聲的合成數(shù)據(jù),這五種頻散能量成像方法的分辨率本質(zhì)上是一致的。通過(guò)正演計(jì)算理論頻散曲線和本征位移,并與合成地震記錄的頻散能量對(duì)比分析,區(qū)分了速度非遞增層狀模型中面波和槽波這兩類波的多階模式頻散曲線,并分別研究了它們的頻散特性,為這類模型的面波頻散曲線反演提供了可靠依據(jù)。本論文研究表明,僅考慮表層頻散函數(shù)的廣義反射透射系數(shù)法計(jì)算得到的理論頻散曲線即能完全地匹配頻散能量,且可以驗(yàn)證是面波頻散曲線,適用于速度非遞增層狀模型的面波頻散曲線正演計(jì)算。此外,本論文計(jì)算了速度非遞增層狀模型的相速度頻散曲線關(guān)于各層橫波速度變化的敏感度。分析結(jié)果表明,低速夾層的敏感度高,通過(guò)反演能準(zhǔn)確地獲取低速層的橫波速度;但高速層以及異常層(低速夾層或高速夾層)以下層的敏感度低,其反演橫波速度結(jié)果的可信度較低,在反演時(shí)最好能夠加入先驗(yàn)信息。最后,基于面波在低速夾層模型中的頻散特性,通過(guò)合理地設(shè)定初始模型,利用線性反演算法中的阻尼最小二乘算法可以快速有效地解決連續(xù)頻散曲線(弱低速夾層或薄低速夾層)的面波頻散曲線反演問題。當(dāng)?shù)叵掠袕?qiáng)低速夾層或厚低速夾層存在時(shí),利用非線性反演算法中的差分進(jìn)化算法可以克服由于頻散曲線間斷帶來(lái)的反演難題。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P631.4

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本文編號(hào)：2497330