横向非均匀介质多道瑞雷波频散曲线正演

作为近地表横波速度结构成像的主要手段之一,面波多道分析法的正问题研究对现场观测系统设计及后续反演计算具有重要意义.目前面波频散曲线的正演主要分为两类:一是对水平层状介质中面波的本征值问题进行求解,该类方法计算效率高但较难考虑地下介质在横向上的不均匀性;二是基于波动方程的全波场模拟,该类方法在理论上可考虑任意复杂的地质模型但计算成本相对较高.本文基于振幅归一化加权的聚束分析,提出了一种适用于横向非均匀介质模型的多道瑞雷波频散曲线正演方法.首先,基于聚束分析的计算公式推导得到了经振幅归一化加权后输出功率谱中相速度与局部相速度之间的关系,然后通过黄金分割极值搜索算法计算得到了多道瑞雷波数据的理论频散曲线.数值分析结果表明,该算法能够快速地实现横向非均匀介质中多道瑞雷波频散曲线的正演计算,所求取的频散曲线与采用二维弹性波时间域有限差分模拟分析得到的结果误差较小,这在一定程度上说明了该计算方法的可靠性,从而可为面波多道分析法中的观测系统快速优化设计以及横向非均匀介质中频散曲线的反演解释提供理论支撑.     

基于一种反余切紧凑约束的电磁波走时层析研究

电磁波走时层析可用于空洞和孤石等离散块体异常的探测中.在传统电磁波走时层析中,通常采用一个低阶差分泛函来稳定反演过程,而这类泛函都具有光滑约束的性质,在成像结果中难以对此类离散块体异常进行准确的解释.本文基于Tikhonov正则化思想,提出了一种反余切泛函,该泛函具有紧凑约束的性质且无需选择一个聚焦因子.结合弯曲胖射线层析理论和重加权正则化共轭梯度反演算法,对两个理论模型进行了成像效果研究.与低阶差分泛函和最小支撑泛函的成像结果相比,该方法能够更好地突出异常的边界,成像结果中的虚假异常也要更少.同时,还分析讨论了激发电磁波的中心频率以及数据噪音对成像结果的影响.此外,针对一个地下连续墙墙体内部缺陷的现场模型,利用该方法取得了理想的成像结果,良好地揭示了缺陷的形态和位置.     

探地雷达在上林湖越窑遗址水下考古中的应用

结合上林湖区域水体电性参数测量结果,开展了探地雷达水下考古试验探索。在上林湖指定水域用机动木船承载雷达仪器和工作人员进行了水下情况调查,通过对比试验,分析了频率为100 MHz、200 MHz、400 MHz的雷达天线对不同深度水域及水底地层的反射特征,在此基础上,对探地雷达数据进行处理及解释。探地雷达探测结果清楚地显示了古水坝、窑炉遗址、陶瓷废墟、古河道和码头堤岸等多种不同的水下考古目标,并可对湖底地层中的局部隐伏异常实现高精度成像。经过潜水探摸,进一步核实了本次探地雷达的调查结果。