發(fā)布時間：2020-11-08 07:15

　　 瑞雷波是一種沿著地表與空氣界面?zhèn)鞑サ拿娌?攜帶了近地表橫波速度的信息,因此在環(huán)境和工程勘查中常被用于研究淺部地層的速度結(jié)構(gòu)。自然界中的瑞雷波具有頻散特性,面波頻散特征反映了近地表介質(zhì)彈性參數(shù)的垂向變化。如何充分利用面波的頻散特征,最大限度地獲取地下目標層的空間分布及其彈性參數(shù)是時興的面波勘探技術(shù)急需解決的瓶頸問題。由于瑞雷面波頻散方程具有高度非線性,因此本文主要研究了瑞雷面波頻散曲線遺傳算法反演近地表參數(shù)的相關(guān)方法。傳統(tǒng)的瑞雷面波遺傳算法反演效率較低,運算量非常大,若能改進反演方法,提高反演效率,可以充分利用瑞雷面波信息得到高精度的近地表參數(shù)信息。本文首先對瑞雷面波正演進行了闡述,對瑞雷面波在均勻半空間與水平層狀介質(zhì)中的傳播進行了理論推導(dǎo),得到瑞雷面波頻散方程,然后研究了瑞雷面波頻散曲線對于不同近地表參數(shù)的敏感性以及不同地震模型所對應(yīng)的頻散曲線形態(tài)特點,為初始模型的構(gòu)建打下基礎(chǔ)。由于本文缺乏實際資料,因此進行了瑞雷面波有限差分正演模擬,得到瑞雷面波波場地震記錄之后,通過幾種頻散曲線提取方法的效果對比分析確定了相移法作為頻散提取的方法。在進行瑞雷面波遺傳算法反演時,重新設(shè)計了一種新的目標函數(shù)定義方法,通過與傳統(tǒng)方法的對比,證實了新方法的有效性與穩(wěn)定性,極大地提高了反演的計算效率,此外,還對遺傳算法部分步驟進行了調(diào)整,提高了遺傳算法反演的精度,設(shè)計了一個地下二維剖面,得到了其反演結(jié)果。最后對地震面波非線性反演工作進行了一定的總結(jié)與分析。
【學(xué)位單位】：中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：P631.4;P618.13
【部分圖文】：

圖 2-1 層狀地質(zhì)模型示意圖同時設(shè)定： 221;1m mmm mc cri c c 當(dāng)當(dāng) 221;1m mmm mc csi c c 當(dāng)當(dāng) 22 ;m m c,m mu w ：瑞雷面波傳播引起的介質(zhì)質(zhì)點沿x, z方向的位移；m zx p：切向應(yīng)力；m zz p：法向應(yīng)力；k c 2 ：波數(shù)； , , 1m m m m m m m m kr z z ks z z 。當(dāng)m n時，即半空間情況下：

第二章 瑞雷面波波場頻散特性與波場模擬及一個三層介質(zhì)模型，使用上述有限差分方法對瑞雷面波進行了正演模擬，均勻完全彈性地質(zhì)模型具體參數(shù)設(shè)置見表 2-4。表 2-4 均勻完全彈性地質(zhì)模型相關(guān)地層參數(shù)層號sv （ m/s ） 層厚（ m ） （3g/cm ）pv（m/s）1 600 100 2.0 1200在進行均勻完全彈性地質(zhì)模型波場數(shù)據(jù)模擬時，水平與垂直方向的采樣步長均為1.0m，網(wǎng)格點數(shù)為 500×100，時間采樣步長為 0.1ms，采樣長度為 0.6s。采用峰值頻率為 20Hz 的零相位雷克子波，震源加載于水平面上，采用中間激發(fā)的方式，在水平自由表面接收地震記錄，空間偏導(dǎo)數(shù)采用四階有限差分計算，結(jié)合自由地表邊界條件，獲得該模型的瑞雷面波正演記錄。

29圖 2-17 均勻完全彈性地質(zhì)模型地震記錄圖 2-16 為均勻完全彈性模型正演所得的 0.3s、0.5s 所對應(yīng)的波場記錄，圖 2-17為該模型正演所得的地震記錄，由圖中可以看出，針對簡單的地質(zhì)模型，上述有限差分方法可以有效消除數(shù)值反射，得到較好的瑞雷面波地震記錄。下面對三層地質(zhì)模型進行正演模擬，相關(guān)模型參數(shù)如下：表 2-5 三層地質(zhì)模型相關(guān)地層參數(shù)層號sv （ m/s ） 層厚（ m ） （3g/cm ）pv（m/s）1 300 20 2.0 6002 600 20 2.0 12003 900 2.0 1800在進行三層地質(zhì)模型波場數(shù)據(jù)模擬時，水平與垂直方向的采樣步長均為 1.0m，網(wǎng)格點數(shù)為 500×200，時間采樣步長為 0.1ms，采樣長度為 1.2s。采用峰值頻率為 20Hz的零相位雷克子波
【參考文獻】

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本文編號：2874457