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把遗传算法引入到了TTI介质AVO信息反演各向异性参数的过程中,依据TTI介质PP波、PS波反射系数公式,建立Thomsen参数和TTI介质对称轴倾角、方位角的目标函数,分别通过PP波和PS波的反射系数反演出了各向异性参数和对称轴倾角、方位角等信息.文中对反演结果的精确度和稳定性进行了分析,发现PS波的反演结果优于PP波反演结果;对称轴倾角的反演准确性明显优于对称轴方位角.本文通过模型正演合理解释了这一现象的原因.最后,本文通过对PS波AVO梯度的研究,提出了利用PS波振幅定性分析TTI介质对称轴倾角的方法. 相似文献
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遗传算法在上地幔速度结构研究中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
遗传算法是近年来发展较快的一种求解非线性优化问题的有效方法。本文通过对遗传算法基本原理的介绍，对该方法的特点进行了分析。我们采用ＷＫＢＪ理论地震图作正演，遗传算法作反演，对用体波波形反演上地幔速度结构的方法进行了研究。在ＷＫＢＪ理论地震图的计算中，通过计算主要射线的平均吸收特征时间，考虑了衰减随距离的变化，通过对不同震源引入不同的虚拟界面，同时对多个地震的波形记录进行反演。探讨了观测误差对反演结果的影响。对理论记录的反演表明，用遗传算法研究上地幔速度结构具有较好的效果。 相似文献
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Radio-magnetotelluric(RMT)是以无线电发射机为信号源的一种地球物理勘探方法,近年来被广泛应用于数米至数十米内的近地表工程和环境地球物理勘探.目前,各类电磁资料的反演均是以寻求满足目标拟合差的地下介质电阻率分布为目的.然而,对于勘探频率为10~300kHz的RMT数据,由介电常数所引起的波动场在总场中的比例可达20%以上,在这种情况下,忽略介电常数,仅通过电阻率参数的反演来进行数据拟合势必降低反演资料解释的准确性.为解决这一问题,本文研究了基于电阻率-介电常数的双参数同步反演算法.构建了一个全新的双参数目标函数,并推导了双参数反演迭代方程组;通过灵敏度分析,研究了电阻率和介电常数对正演响应的影响,并据此提出相对电导率的概念,统一了反演参数的灵敏度;通过理论模型分析了参考频率、双参数正则化因子对反演结果的影响,并给出了一般性的参数优选方案.此外,为了能够灵活处理复杂地形,本文采用非结构的正反演双网格进行模型离散,并通过局部加密技术保证反演的速度和精度.最后,对一带地形的理论模型分别进行了单参数和双参数反演,结果表明单参数反演无法正确反映出地电信息,而双参数反演能够准确得到异常的分布,验证了本文所开发的双参数反演程序的有效性. 相似文献
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速度、密度之间的相互耦合使得密度在多参数全波形反演中较难获得.本文将截断高斯-牛顿法用于声介质速度、密度双参数全波形反演,通过考虑近似Hessian矩阵中反映速度、密度相互作用的非主对角块元素,有效解决了多参数全波形反演中速度、密度之间的耦合问题,在不采用反演策略的情况下,仍能够获得精度较高的速度、密度反演结果.常规的截断牛顿类全波形反演通常利用一阶伴随状态法求取目标函数对模型参数的梯度,利用二阶伴随状态法或有限差分法求解Hessian-向量乘,在每一步内循环迭代过程中需要额外求解两次正演问题,计算量较大.本文基于Born近似,将梯度计算中的核函数-向量乘表示为具有明确物理意义的向量-标量乘的累加运算,同时将Hessian-向量乘转化为两次核函数-向量乘,无需额外求解正演问题,有效降低了计算量.数值实验证明了本文提出的方法的有效性. 相似文献
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一种新的三维速度结构反演模型参数化方法 总被引：3，自引：1，他引：3
本文针对三维速度反演问题中的一个重要步骤--模型的参数化作了探讨和研究,提出了一种新的参数化方法.同以往采用的矩形分块或划分网格点的方法不同,将待求扰动场按其空间频率展开,反演各阶频率系数.从三维傅氏级数理论出发,导出了一个简明且便于计算的三维空间频谱展开公式,并从理论上分析了在空间域内离散模型和空间频率域内离散模型的不同之处. 理论分析表明,在空间域内采用过参数化离散模型来反演,会在所得到的解中混入人为的虚假结构,从而使反演解发生畸变.采用在频率域内离散模型的频谱参数化方法反演,可以有效地避免这一点.频谱参数化方法也使得我们可以过参数化（over-parameterization）离散模型,便于最大程度地从资料中提取正确信息,对模型的分辨程度完全取决于观测系统的分辨能力.这种方法在得到稳定的反演解的同时,还可得到观测系统在空间三个方向上的分辨率.数值模拟实验结果证实了以上结论. 相似文献
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各向异性介质弹性波方程全波形反演过程中多参数之间的相互耦合,使得弱参数在反演过程中难得到理想的结果.本文以VTI介质为例,在各参数辐射模式分析的基础上,基于改进的散射积分算法实现目标函数梯度的直接求取,进一步构建高斯牛顿方向,实现Hessian矩阵的有效利用,以考虑Hessian矩阵非主对角线元素包含的各参数间的耦合效应,在不使用任何反演策略的情况下实现高精度的VTI介质弹性波方程多参数同步反演.同时,该方法在计算过程中无需存储庞大的核函数矩阵,且无需传统截断牛顿法中额外的正演计算,因此内存占用小,计算效率高.本文数值试验验证了该方法的有效性,为各向异性多参数全波形反演提供了一种新的解决方案. 相似文献
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提出了一种新的非导数搜索方法，用于在多维参数空间中寻找可较好地拟合观测数据的模型，该方法与模拟退火和遗传算法同属一类，一般情况下，模拟退火和遗传算法是用于解决全局最优问题的。这里的目是寻找参数空间中对数据拟合较好域进行优先采样的模型集合，而不是寻找单一的最优模型（相关的文章涉及集合的定量评价）。新的搜索算法利用Voronoi单元的几何建造在参数空间引导搜索，这些单元是根据适当的距离标准定义的最临近区域，算法的概念是简单的，仅需两个调节参数，并且只使用数据的秩拟合准则，而不是数据值，这样避免了与数据失配函数缩放比例相关的一些困难，并能使用任意组合的数据拟合标准，通过不时地使用最相邻的计算代替正演模拟计算，也显示出了Voronoi单元是如何能增强任何现有直接搜索方法的性能的。通过对理论模型的地壳地震结构接收函数反演的应用，对新的直接搜索算法进行了解释，众所周知，这是一个非线性问题，线性化反演技术强烈地依赖于初始解，新的算法生成复杂的自适应搜索行为，据我们所知以前的算法不具有这种功能。 相似文献
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从各向异性弹性波的有限元正演方程出发 ,导出了反问题中时间域雅可比矩阵求解的计算公式 .它具有与时间域有限元正演方程相同的表达形式 ,故可通过有限元正演计算来获得雅可比矩阵 .研究了有限元正演算法的效率和精度、吸收边界条件等方面的问题 ,以提高反演系统的效率和精度 .在此基础上 ,实现了叠前全波场各向异性弹性参数反演 .计算表明 ,在初始模型偏离真实模型较大的情况下 ,层状模型和横向不均匀模型的反演结果均能准确地收敛到真实模型上 . 相似文献
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Structural physical parameter identification based on evolutionary-simplex algorithm and structural dynamic response 总被引：1，自引：0，他引：1
Evolutionary computation based on the idea of biologic evolution is one type of global optimization algorithm that uses self-adaptation, self-organization and random searching to solve optimization problems. The evolutionary-simplex algorithm is introduced in this paper. It contains floating encoding which combines the evolutionary computation and the simplex algorithm to ovcrcomc the problems encountered in the genetic algorithm and evolutionary strategy methods.Numerical cxpcrimcnts arc performed using seven typical functions to verify the algorithm. An inverse analysis method to identify structural physical parameters based on incomplete dynamic responses obtained from the analysis in the time domain is prcscntcd by using the evolutionary-simplex algorithm. The modal evolutionary-simplex algorithm converted from the time domain to the modal domain is proposed to improve the inverse efficiency. Numerical calculations for a 50-DOF system show that whcn compared with other methods, the evolutionary-simplex algorithm offers advantages of high precision,cfficient searching ability, strong ability to resist noise, independence of initial value, and good adaptation to incomplete information conditions. 相似文献
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ERA方法是基于环境激励的结构振动测试的方法中重要的时域分析方法。主要由ERA算法对齐齐哈尔砌体结构居民房的基本模态参数进行测试。简述了ERA算法的主要思路和计算过程,介绍了相应的模态识别准则MAC,以及ERA算法在MATLAB中的实现。由ERA算法得到的模态参数与有限元建模分析结果分析比较吻合,为砌体结构在环境激励下用ERA方法测试模态参数提供了实验依据。最后,讨论了ERA方法与有限元建模分析结果出现差异的原因,以及ERA方法在环境激励下的限制和不足。 相似文献
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Structural modal parameter identification and damage diagnosis based on Hilbert-Huang transform 总被引：1，自引：1，他引：0
Traditional modal parameter identifi cation methods have many disadvantages,especially when used for processing nonlinear and non-stationary signals.In addition,they are usually not able to accurately identify the damping ratio and damage.In this study,methods based on the Hilbert-Huang transform(HHT) are investigated for structural modal parameter identifi cation and damage diagnosis.First,mirror extension and prediction via a radial basis function(RBF) neural network are used to restrain the troublesome end-effect issue in empirical mode decomposition(EMD),which is a crucial part of HHT.Then,the approaches based on HHT combined with other techniques,such as the random decrement technique(RDT),natural excitation technique(NExT) and stochastic subspace identifi cation(SSI),are proposed to identify modal parameters of structures.Furthermore,a damage diagnosis method based on the HHT is also proposed.Time-varying instantaneous frequency and instantaneous energy are used to identify the damage evolution of the structure.The relative amplitude of the Hilbert marginal spectrum is used to identify the damage location of the structure.Finally,acceleration records at gauge points from shaking table testing of a 12-story reinforced concrete frame model are taken to validate the proposed approaches.The results show that the proposed approaches based on HHT for modal parameter identifi cation and damage diagnosis are reliable and practical. 相似文献
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结构参数识别是结构抗震安全性能鉴定和健康诊断的基础,利用地震观测记录来识别结构模态参数,是地震工程领域备受关注的研究课题之一。本文利用实际结构的地震观测记录,对一维、多维和整体ARX模型三种模态参数识别方法进行了对比分析。结果表明：整体ARX模型对多自由度结构的模态参数识别较为稳定且精度较高;实际应用中多维ARX模型有时会导致丢失模态和虚假模态现象。 相似文献
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结构参数识别是结构抗震安全性能鉴定和健康诊断的基础。利用地震观测记录来识别结构模态参数,是地震工程领域备受关注的研究课题之一。本文利用三层平面框架结构的理论地震反应时程,对一维、多维和整体ARX模型三种模态参数识别方法进行了对比分析。结果表明：整体ARX模型的识别结果较为稳定且精度较高,更适合于进行多自由度结构参数识别。 相似文献
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工程上迫切需要在现场数据较少的情况下,建立高精度和高可靠度的现场测强曲线(经验公式)。本文利用位置参数法,提出了一种回弹法现场测强曲线(经验公式)。此曲线(经验公式)仍运用原有的幂函数形式并保持回归参数不变,通过增加位置参数反映现场试验的个性信息。此曲线(经验公式)融合了所在地区混凝土强度值、回弹值、碳化深度值之间的共性趋势和现场检测得到的反映现场情况的个性信息,而且解决了地区测强曲线(经验公式)不能完全描述现场的实际情况,而现场检测数据一般不能满足制定现场专用测强曲线(经验公式)要求的问题。在建筑结构无损检测中,利用本文提出的测强曲线(经验公式)可以极大地提高检测精度和检测结果的可靠性,使检测结果更加符合施工现场的实际情况。 相似文献
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基于Hilbert-Huang变换和随机减量技术的模态参数识别 总被引：2，自引：0，他引：2
傅里叶分析的信号处理方法对非线性、非平稳信号的处理能力差,传统的模态参数识别方法也存在阻尼比识别精度不高的问题。基于Hilbert-Huang变换和随机减量技术提出了一种新的、实用的模态参数识别方法,首先对结构振动信号进行滤波处理和经验模态分解,得到若干阶本征模态响应,然后利用随机减量技术提取自由衰减响应,进而由Hilbert-Huang变换得到信号的瞬时特性,最后结合模态识别的基本理论识别结构的模态频率和模态阻尼比。为了验证这一方法的有效性,对12层钢筋混凝土框架模型振动台试验一测点的加速度记录进行了处理,识别了模态参数,识别结果与其它识别方法及有限元分析结果的对比表明该方法识别模态频率是可靠的,而模态阻尼比识别的精准性仍然难以确认。 相似文献
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利用框架结构的整体振动模态信息进行局部损伤的判别具有明显的局限性。高阶模态逐渐被人们认识并用来进行局部物理参数识别并用来进行损伤判别。本文以弹性地基上独立基础的框架结构底层柱为研究对象,利用增加的质量块对柱子进行局部损伤的制造,利用脉冲锤击法和激振器扫频实验进行高阶模态对比测试,利用PolyMAX模态分析方法进行损伤前后高阶模态的识别,发现了“高灵敏度高阶模态”的存在。最后通过两端约束Euler梁的计算模型,通过高阶模态来识别物理参数以及地基参数,其中物理参数结果具有较好的可靠性。 相似文献
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Modal parameters, including fundamental frequencies, damping ratios, and mode shapes, could be used to evaluate the health condition of structures. Automatic modal parameter identification, which plays an essential role in realtime structural health monitoring, has become a popular topic in recent years. In this study, an automatic modal parameter identification procedure for high arch dams is proposed. The proposed procedure is implemented by combining the density-based spatial clustering of applications with noise (DBSCAN) algorithm and the stochastic subspace identification (SSI). The 210-m-high Dagangshan Dam is investigated as an example to verify the feasibility of the procedure. The results show that the DBSCAN algorithm is robust enough to interpret the stabilization diagram from SSI and may avoid outline modes. This leads to the proposed procedure obtaining a better performance than the partitioned clustering and hierarchical clustering algorithms. In addition, the errors of the identified frequencies of the arch dam are within 4%, and the identified mode shapes are in agreement with those obtained from the finite element model, which implies that the proposed procedure is accurate enough to use in modal parameter identification. The procedure is feasible for online modal parameter identification and modal tracking of arch dams.
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基于地震动参数的建筑物震害预测 总被引：9，自引：2，他引：7
针对目前我国流行的基于地震烈度的震害预测方法中的不足,本文借助美国广泛使用的地震损失评估软件HAZUS99技术手册中房屋易损性评估方法的表达形式,结合我国的震害经验,提出了一套基于地震动参数的群体建筑物震害预测方法。依据易损性矩阵,采用遗传算法与单纯形法相结合的混合算法反演典型结构的抗力曲线和易损性曲线的参数。给定表示地震作用的需求谱,就可以方便地完成典型结构的震害预测。以两个地区的多层砌体房屋为例,说明了本文提出方法的具体步骤,诊证了可靠性。 相似文献