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水平层状介质中瑞利波频散曲线的计算一直是受关注的问题.陈晓非提出的广义反射-透射系数方法虽然具备很好的精确性和稳定性,但是算法中起决定作用的矩阵E存在有量纲元素,并且不同元素之间的数量级差异很大.本文作者通过把广义反射-透射系数算法无量纲化,得到了简洁的瑞利波频散函数的公式体系.分别计算了改进后算法和原算法中矩阵E的最大模元素与最小模元素的比值ε,发现前者的矩阵E中最大模元素与最小模元素最多只相差1个数量级,而后者的矩阵E中最大模元素与最小模元素之间最大达11个数量级的差异,尽管后者可以通过选取变量的单位减小ε的值,但新算法精度更高,从而完善了利用广义反射-透射系数方法求解瑞利波频散曲线问题的理论和算法. 相似文献
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在利用实际地震资料反演地球内部结构时，群速度往往比相速度更有意义.本文在水平层状均匀介质模型中，用快速广义反射透射系数方法（Pei，2008）计算了基阶瑞雷面波的群速度，并推导了Chen(1993) 4×4 层矩阵E的逆的解析表达式.文中用数值实验的方法合成了两个典型模型的群速度频散曲线，并与复合矩阵方法计算的结果进行了对比，结果表明本文的方法是切实可行的，与广义反射透射系数方法相比明显地提高了计算效率，尤其是在高频、层厚度大和层数多的情况下表现得更为突出. 相似文献
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本文研究了纵波垂直入射情况下两种介质分界面处的纵波反射和透射系数的频散特性，分界面上下两侧分别为层状双孔页岩介质和层状双孔砂岩介质.当纵波沿垂直于分界面的方向传播至分界面处时，会在上层双孔介质中产生三类反射纵波，在下层双孔介质中产生三类透射纵波.基于层状双孔介质的特性，给出了分界面处的六个边界条件.根据层状双孔介质的波动方程，利用平面波分析得到了纵波的反射和透射系数.结果表明：当多孔介质中存在流体时，纵波的反射和透射系数与频率相关，即存在频散现象.波致流体流动是造成纵波反射和透射系数频散的主要原因.此外，结果还表明局部流体流动引起地震频带内反射和透射系数的频散，宏观Biot流引起超声频带内反射和透射系数的频散.本文同时对岩石参数对反射和透射系数频散曲线的影响进行了研究. 相似文献
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本文模拟使用青藏高原东南缘区域台网及国家台网的170个宽频台站基于背景噪声、天然地震面波、P波接收函数反演时的实际数据，对青藏高原东南缘假定的初始模型进行恢复，通过计算初始模型台站下方纯路径频散、提取各台站对间的瑞雷波频散曲线、计算理论接收函数以及反演剪切波速度结构来测试使用不同单项数据与联合使用多种数据反演对初始模型的恢复程度。结果表明，同时使用接收函数、基于噪声经验格林函数的群速度、相速度频散以及基于天然地震面波的相速度频散联合反演的剪切波速度结构，充分利用了几种数据的分辨率优势，清晰地分辨出中下地壳及上地幔顶部的低速层。此外，本文也分析了实际数据处理中出现的计算误差、随机噪声干扰对计算结果稳定性的影响。结果显示:对于面波频散，加入1%的误差后，联合反演的结果仍可很好地反映低速层的形态，但是当误差提升至5%后，对最终结果则产生了一定程度的影响；而在接收函数中加入4%的随机噪声时，虽然地幔低速层的上界面和下界面会略微受到随机噪声的影响，但是低速层的深度范围和速度值均得到了较好的恢复。 相似文献
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目前完全弹性介质中面波频散特征的研究已较为完善,多道面波分析技术(MASW)在近地表勘探领域也取得了较好的效果,但黏弹介质中面波的频散特征研究依然较少.本文基于解析函数零点求解技术,给出了完全弹性、常Q黏弹和Kelvin-Voigt黏弹层状介质中勒夫波频散特征方程的统一求解方法.对于每个待计算频率,首先根据传递矩阵理论得到勒夫波复频散函数及其偏导的解析递推式,然后在复相速度平面上利用矩形围道积分和牛顿恒等式将勒夫波频散特征复数方程的求根问题转化为等价的连带多项式求解问题,最后通过求解该连带多项式的零点得到多模式勒夫波频散曲线与衰减系数曲线.总结了地层速度随深度递增和夹低速层条件下勒夫波频散特征根在复相速度平面上的运动规律和差异.证明了频散曲线交叉现象在复相速度平面上表现为:随频率增加,某个模式特征根的移动轨迹跨越了另一个模式特征根所在的圆,并给出了这个圆的解析表达式.研究还表明,常Q黏弹地层中的基阶模式勒夫波衰减程度随频率近似线性增加,而Kelvin-Voigt黏弹地层中的基阶模式勒夫波衰减程度随频率近似指数增加,且所有模式总体衰减程度强于常Q黏弹地层中的情况. 相似文献
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浅层地震反射波法和面波方法是两种相互独立发展的地震勘探方法，在各自的数据采集和处理中，对方都是作为干扰信号而存在. 本文利用浅层地震反射资料中被视为干扰的面波信号，通过成熟的多道面波勘探技术处理浅层地震反射资料，在频率-波数域中提取多阶振型面波的频散曲线，并基于该曲线反演浅地表S波速度结构. 这种方法充分开发利用了已有数据，无需单独的面波数据采集系统，同时为解释浅层地震反射资料提供了额外的信息约束. 结果表明:浅层地震反射资料中可提取出可靠的多阶振型面波频散曲线，并能给出稳定的反演结果，同时，面波反演的多解性可以通过高阶振型反演得以进一步约束；低速层的存在是观测频散曲线出现振型跳跃或呈“之”字形回折的必要条件而非充分条件. 相似文献
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《地球物理学进展》1990,(3)
Aleksseev和Mikhailenko研究出一种波数求和法,它把有限积分交换同有限差分计算结合起来,除做些数值计算外,不涉及近似.但数值各向异性引起剪切波速度偏差,如果泊松比大于0.4,这种偏差是不可接受的,除非选择每个波长内的网格点数远远大于在有限差分计算中一般认为足够的值.为了克服其它非常有效的模拟方法适用性方面的这种局限性,将此方法应用于速度矢童弹性动力学方程.这样,代替解波动方程的二次双曲线方程的解,而求一次双曲线方程的解,在一个交错的网格内完成有限差分迭代.除了克眼柏松比异常高情况下的数值难点之外,用这种方法还可以得到用于模拟液体层的规则. 用新的方法,根据简正振型研究水的反射,结果发现,对真实的海底速度来说,仅有P波存在临界和超临界状态.这意味着在液体层内,压缩波被吸收,而能量则通过转换剪切波漏入底层.这些漏泄压缩简正振型的性质类似于剪切简正振型或假勒夫波的性质.因为它们都起源于频散的多模式压缩波的转换,所以在海底产生的剪切波形成了一个长长的复杂波列,发现这个波列掩盖了在偏移距vsP剖面中来自目的层的反射. 相似文献
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基于Bayes反演理论(Tarantola,1987,2005),在接收函数非线性复谱比反演方法基础上(刘启元等,1996),本文讨论了接收函数与地震环境噪声Rayleigh波相速度频散的联合反演.本文采用修正后的快速广义反射/透射系数方法(Pei et al., 2008,2009) 计算Rayleigh波相速度频散, 并引入地壳泊松比的全局性搜索.数值检验表明:(1)接收函数与环境噪声的联合反演能够有效地解决反演结果对初始模型依赖的问题,即使对地壳速度结构仅有非常粗略的初始估计(例如,垂向均匀模型),本文方法仍能给出模型参数的可靠估计;(2)由于环境噪声与接收函数在频带上的适配性明显优于地震面波,接收函数与环境噪声的非线性联合反演能更好地约束台站下方近地表的速度结构;对于周期范围为2~40s的环境噪声相速度频散,利用本文方法能够可靠推测台站下方0~80 km深度范围的S波速度结构, 其浅表速度结构的分辨率可达到1 km; (3)本文方法能够可靠地估计地壳泊松比,泊松比的全局性搜索有助于合理解释接收函数和环境噪声的面波频散数据.利用本文方法对川西台阵KWC05台站观测的接收函数与环境噪声的联合反演表明,该台站下方地壳厚度为44 km,上地壳具有明显的高速结构,24~42 km范围的中下地壳具有低速结构.该台站下方地壳的平均泊松比为0.262,壳内低速带的泊松比为0.27. 相似文献
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由于瑞雷波存在多个导波模式,仅用基阶模式波频散数据反演而忽略高模式波,会影响反演精度.本文利用高阶模式瑞雷波频散数据与基阶模式频散数据互相独立的特性,构建瑞雷波基阶波、一阶高模式波和二阶高模式波的联合反演目标函数.通过增加反演变量,利用权系数调节各变量对反演结果的影响,实现同步联合反演,从而保证反演稳定性.使用人工蜂群智能算法求解目标函数,有效解决了传统反演方法将非线性问题线性化处理产生的细节信息丢失问题,提高了反演精度.经过对较为复杂的四层含低速夹层和四层含高速夹层理论模型和实例数据的反演验证,表明基于人工蜂群算法的瑞雷波多阶模式波非线性联合反演能够提高反演的稳定性和精度. 相似文献
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本文将广义反射、透射系数矩阵方法推广用于研究声法测井中的声波传播问题.结果表明,测井中的声场解可以表示成无数条广义声线的叠加.任意一条广义声线的积分表达式,则可根据每一条声线段的性质,由各反射界面上的广义反射、透射系数直接给出.这种表示方法特别适用于研究和识别声波记录图中各种“震相”的性质.当计算全波声场时,由于本文将声场计算中的被积函数形式上分解成一系列（2×2）子矩阵的乘积,并给出了相应的迭代公式,从而可以用较快的速度进行计算. 相似文献
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目前瑞雷波多阶模式频散曲线反演中仅考虑数据的拟合,缺乏对模型的约束,不能很好地刻画地层间断面的问题,针对此问题,研究了瑞雷波多阶模式频散曲线稀疏正则化反演方法.正演模拟基于广义反射-透射系数法,数值计算上采用一种快速求根方法,与二等分方法相比,能够在很短的时间内达到最优的收敛效果;反演建模时采用L1范数正则化方法对模型进行稀疏性刻画,使反演结果更加符合地质实际;在反问题的数值实现上,针对稀疏正则化模型提出一种隐式迭代正则化算法,其迭代算子具有非膨胀特性,可以收敛到极小化问题的解.数值实验结果表明,新的反演方案具有计算效率高,模型"逐块"光滑的特性刻画好,对非高斯噪声鲁棒性强的特点. 相似文献
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多重滤波方法已被证明在分析面波的频散特性时是一种有效而快速的方法。本文用单个台站的单次地震事件记录,应用MFT(Multiple Filter Technique)方法提取了内华达地区的面波频散曲线并分析了其特征,认为其具有大陆基振型瑞利波频散曲线的典型特征。还利用广义反透射系数法快速计算了瑞利面波频散曲线,尤其是基阶瑞利波相速度及群速度频散曲线;并且在由振型叠加方法合成的理论地震图的基础上,通过比较理论频散曲线和MFT方法得到的频散曲线,研究了多重滤波的可靠性。 相似文献
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Seismic Wave Propagation and Excitation in Multi-layered Media with Irregular Interfaces Part (Ⅰ): SH Case 总被引：1，自引：0，他引：1
Study of seismic wave excitation and propagation in laterally heterogeneous media was an active and important subject in seismology in the past two decades, numerous analytical and numerical efforts have been made in this research field. In this article, I have, first, made a brief review on those developments and then introduced and summarized a unified and efficient method, global generalized reflection-transmission (abbreviated to R/T thereafter) matrices method, for synthetic seismograms in multi-layered media with irregular interfaces developed by the author [24~26]. As demonstrated in this article, this method could be regarded as an extension of the generalized R/T coefficients method for the horizontally layered case [2,5] to the layered media with irregularly shaped interfaces by incorporating the T matrices technique [27,28]. Because of the use of a recursive scheme in computing the global generalized R/T matrices, this method is efficient, particularly for the case with a large number of irre 相似文献
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本文提出一种结合广义射线和有限差分理论而形成的混合方法（以下简称混合方法）．在介质均匀区（包括平行介质分层区）应用广义射线理论，在介质不均匀区应用有限差分理论．在这种结合过程中，把均匀区广义射线的结果作为不均匀区有限差分区波场连续的输入．对于均匀介质模型，混合方法理论地震图和广义射线理论地震图、广义反射透射系数矩阵及离散波数法地震图的对比，取得了满意的结果，在数值上证明了该方法的正确性．计算了１９９０年８月５日Ｈａｋｏｎｅ地震前震在日本Ａｓｈｉｇａｒａ山谷盲测点的响应，理论地震图和实际资料的比较同样取得好的结果．这种方法可用于地震勘探、工程地震、强地面运动的研究． 相似文献
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研究了六层层状介质模型瑞利波基阶和高模式波相速度对横波速度、深度的敏感性，结果表明：基阶波较高模式波对7 m以内浅部地层的横波速度更敏感，敏感性频带在10～25 Hz范围内，峰值频带集中在18 Hz左右；高模式波较基阶波对深部地层的横波速度更敏感，敏感性频带宽，峰值分散.基阶波对浅层的敏感性和高模式波穿透深度更深的特点为近地表岩土层二维横波速度结构的联合反演提供了前提条件.利用阻尼最小二乘SVD（Singular Value Decomposition）算法联合基阶与高模式波对理论模型和实例数据进行横波速度反演，反演结果表明联合反演增强了反演的稳定性，提高了反演的精度. 相似文献
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在利用地震波数据进行地球物理反演时,地层对地震波的吸收衰减效应会对地层物性参数的准确反演产生较大的影响,因此利用黏弹性声波方程进行反演更符合实际情形.本文在考虑地层衰减效应进行频率空间域正演模拟的基础上,提出基于黏弹性声波方程的频率域逆散射反演算法并对地震波传播速度进行反演重建,在反演过程中分别用地震波传播复速度和实速度来表征是否考虑地层吸收衰减效应.基于反演参数总变差的正则化处理使反演更加稳定,在反演中将低频反演速度模型作为高频反演的背景模型进行逐频反演,由于单频反演过程中背景模型保持不变,故该方法不需要在每次迭代中重新构造正演算子,具有较高的反演效率;此外本文在反演过程中采用了基于MPI的并行计算策略,进一步提高了反演计算的效率.在二维算例中分别对是否考虑地层吸收衰减效应进行了地震波速度反演,反演结果表明考虑衰减效应可以得到与真实模型更加接近的速度分布结果,相反则无法得到正确的地震波速度重建结果.本文算法对复杂地质模型中浅层可以反演得到分辨率较高的速度模型,为其他地震数据处理提供比较准确的速度信息,在地层深部由于地震波能量衰减导致反演分辨率不太理想. 相似文献