發(fā)布時(shí)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(biāo)層的空間分布及其彈性參數(shù)是時(shí)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(yùn)算量非常大,若能改進(jìn)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(duì)瑞雷面波正演進(jìn)行了闡述,對(duì)瑞雷面波在均勻半空間與水平層狀介質(zhì)中的傳播進(jìn)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(duì)于不同近地表參數(shù)的敏感性以及不同地震模型所對(duì)應(yīng)的頻散曲線形態(tài)特點(diǎn),為初始模型的構(gòu)建打下基礎(chǔ)。由于本文缺乏實(shí)際資料,因此進(jìn)行了瑞雷面波有限差分正演模擬,得到瑞雷面波波場(chǎng)地震記錄之后,通過幾種頻散曲線提取方法的效果對(duì)比分析確定了相移法作為頻散提取的方法。在進(jìn)行瑞雷面波遺傳算法反演時(shí),重新設(shè)計(jì)了一種新的目標(biāo)函數(shù)定義方法,通過與傳統(tǒng)方法的對(duì)比,證實(shí)了新方法的有效性與穩(wěn)定性,極大地提高了反演的計(jì)算效率,此外,還對(duì)遺傳算法部分步驟進(jìn)行了調(diào)整,提高了遺傳算法反演的精度,設(shè)計(jì)了一個(gè)地下二維剖面,得到了其反演結(jié)果。最后對(duì)地震面波非線性反演工作進(jìn)行了一定的總結(jié)與分析。
【學(xué)位單位】：中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)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(shí)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(diǎn)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(shí)，即半空間情況下：

第二章 瑞雷面波波場(chǎng)頻散特性與波場(chǎng)模擬及一個(gè)三層介質(zhì)模型，使用上述有限差分方法對(duì)瑞雷面波進(jìn)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(hào)sv （ m/s ） 層厚（ m ） （3g/cm ）pv（m/s）1 600 100 2.0 1200在進(jìn)行均勻完全彈性地質(zhì)模型波場(chǎng)數(shù)據(jù)模擬時(shí)，水平與垂直方向的采樣步長(zhǎng)均為1.0m，網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)為 500×100，時(shí)間采樣步長(zhǎng)為 0.1ms，采樣長(zhǎng)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(jì)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(duì)應(yīng)的波場(chǎng)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(duì)簡(jiǎn)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(duì)三層地質(zhì)模型進(jìn)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(hào)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(jìn)行三層地質(zhì)模型波場(chǎng)數(shù)據(jù)模擬時(shí)，水平與垂直方向的采樣步長(zhǎng)均為 1.0m，網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)為 500×200，時(shí)間采樣步長(zhǎng)為 0.1ms，采樣長(zhǎng)度為 1.2s。采用峰值頻率為 20Hz的零相位雷克子波
【參考文獻(xiàn)】

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1 孫成禹;閆月鋒;藍(lán)陽(yáng);;基于CFS-CPML邊界處理的LOVE面波有限差分模擬[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2015年06期

2 高靜懷;何洋洋;馬逸塵;;黏彈性與彈性介質(zhì)中Rayleigh面波特性對(duì)比研究[J];地球物理學(xué)報(bào);2012年01期

3 邵開勝;潘冬明;胡明順;李娟娟;夏暖;;基于時(shí)頻分析的面波探測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用[J];能源技術(shù)與管理;2011年02期

4 秦臻;張才;鄭曉東;徐基祥;宋建勇;宋雪娟;;高精度有限差分瑞雷面波模擬及頻散特征提取[J];石油地球物理勘探;2010年01期

5 孔令召;侯興民;陳建立;;基于時(shí)頻分析方法提取瞬態(tài)瑞利波頻散曲線[J];地震工程與工程振動(dòng);2008年06期

6 熊章強(qiáng);張大洲;秦臻;周文斌;;瑞雷波數(shù)值模擬中的邊界條件及模擬實(shí)例分析[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年04期

7 周竹生;劉喜亮;熊孝雨;;彈性介質(zhì)中瑞雷面波有限差分法正演模擬[J];地球物理學(xué)報(bào);2007年02期

8 王家映;;地球物理資料非線性反演方法講座(一) 地球物理反演問題概述[J];工程地球物理學(xué)報(bào);2007年01期

9 崔建文;一種改進(jìn)的全局優(yōu)化算法及其在面波頻散曲線反演中的應(yīng)用[J];地球物理學(xué)報(bào);2004年03期

10 鄭祥明,趙玉珍,史耀武;蘭姆波頻散曲線的計(jì)算[J];無損檢測(cè);2003年02期

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1 盧建旗;多道面波分析方法及其應(yīng)用研究[D];中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所;2013年

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4 彭文;利用石油勘探面波信息調(diào)查表層結(jié)構(gòu)的方法研究[D];成都理工大學(xué);2007年

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2 肖云飛;面向波場(chǎng)分析的波動(dòng)方程有限差分正演方法[D];中國(guó)石油大學(xué);2010年

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4 蔣嬋君;瑞雷面波資料處理方法研究[D];中南大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：2874457