新的瑞雷波多模式频散曲线反演目标函数

反演瑞雷波频散曲线能有效地获取横波速度和地层厚度,传统的多模式瑞雷波频散曲线反演需要正确的模式判别.然而,当地层中含有低速软弱夹层或高速硬夹层等复杂结构时,瑞雷波可能会出现"模式接吻"和"模式跳跃"等现象,这些现象极易造成模式误判,进而导致错误的反演结果;同时,传统的频散曲线反演方法需要进行求根运算,进而导致现有的瑞雷波非线性反演速度慢,运算时间长.鉴于此,对传统的Haskell-Thomson频散曲线正演模拟算法进行了改进,提出了一种新颖有效的目标函数.该目标函数直接利用实测频散曲线与迭代更新模型频散函数表面形状进行最佳拟合,无需将多模式频散数据归于特定的模式,可有效避免多模式瑞雷波频散曲线反演模式误识别;同时,该目标函数不需要求根运算,进而大大加快了非线性反演速度.基于粒子群优化算法,利用实际工作中经常遇到的3种典型理论地质模型和某一高速公路路基实测资料进行了理论模型试算和实例分析,检验了本文提出的瑞雷波多模式频散曲线反演新方法的有效性和实用性.      

基于OCCAM算法的瑞雷波频散曲线快速稳定反演

OCCAM算法在大地电磁测深资料反演中已获得了成功应用。将其引入到瑞雷波频散曲线反演中,应用权重矩阵,提高了解的纵向分辨率;应用拉格朗日乘子光滑参数改善了迭代效果并提高了解的稳定性,使其可以在解的精度和模型分辨率中取最佳折中解。实测资料试算结果表明:用OCCAM算法对低速软弱夹层瞬态瑞雷波频散曲线进行反演,不但具有稳定性好、精度高、分辨能力强的特点,而且能自动分层和反演地层参数。      

基阶和高阶瑞雷波频散曲线反演对比分析

通过瑞雷波频散曲线反演,可以建立近地表横波速度模型。瑞雷波频散曲线具有多个模态,一般情况下,基阶模态是具有最大能量的模态。目前对瑞雷波频散曲线的反演大多数是基于基阶模态,对于高阶模态的反演比较少。通过对基阶和高阶瑞雷波频散曲线反演对比分析,认为高阶模态和基阶模态频散曲线反演有比较好的一致性趋势,相对而言高阶模态频散曲线反演的横波速度比基阶要高;高阶和基阶模态能量加权反演,不仅保留了频散曲线基阶模态能量强,勘探深度深的特点,而且对浅层低速层也具有更好的响应,可有效提高反演的精度。     

人工鱼群算法瑞雷面波频散曲线反演研究

为了解决人工鱼群算法在瑞雷波频散曲线反演工作中收敛速度缓慢和易陷入局部极值等问题,笔者分析了经典人工鱼群算法的缺陷。借鉴遗传算法引入生存和竞争机制,并改进了视野和步长以及觅食行为机制。使用理论和实测瑞雷波数据研究了改进人工鱼群算法在近地表横波速度反演中的有效性和适用性。实验结果表明其可有效地运用于瑞雷波频散曲线反演中,具有简单高效、对初始参数要求低和不易陷入局部极值的优点。     

用等厚薄层权重自适应迭代阻尼最小二乘法反演瑞雷波频散曲线

笔者在前人工作基础上提出的等厚薄层权重自适应迭代阻尼最小二乘法,能有效地解除对初始模型的依赖.理论模型与实际资料试算结果表明,用该算法对瑞雷波频散曲线进行反演,具有稳定性好、精度高、分辨能力强的特点,并能自动分层和反演地层参数.     

瞬态瑞雷波探测信号模型及其相速度的校正

在网络分析的基础上,将瑞雷波探测的A道信号作为一网络的输入,B道信号作为其输出,给出A、B两道的最一般信号模型,解释了目前瞬态法信号计算相速度及其频散曲线与稳态信号相速度及其频散曲线差异的实质。提出了瞬态瑞雷波相速度的改进算法。结果表明,校正后的相速度有明显的降低,其频散曲线的分辨率有所提高。      

瞬态瑞雷波勘探中一些问题的讨论

本文摘要地论述了瞬态瑞雷波勘探的原理,分析了影响瞬态瑞雷波勘探的各种因素以及应采取的数据采集技术.结合实例初步探讨了几种数据处理对频散曲线计算的影响,以及互谱法求取相移对面波频散曲线计算精度的影响问题,最后讨论了频散曲线中出现的三种异常特征及其产生的原因.     

VTI介质瑞雷波频散曲线特征与对比分析

在近地表瑞雷波勘探中,介质的各向异性对瑞雷波传播有着明显的影响。为了研究横向各向同性(vertical transverse isotropy,简称VTI)介质各向异性参数对瑞雷波的影响,以各向异性弹性波理论为基础,利用应力镜像法为边界条件,实现了VTI介质中瑞雷波的正演数值模拟,并利用相移法提取瑞雷波频散曲线。将层状各向同性介质和VTI介质瑞雷波频散曲线作对比,研究结果表明:(1)瑞雷波各阶模式相速度随纵波变异系数δ的增大而减小,随纵波各向异性强度参数ε的增大而增大;(2)随着纵波各向异性强度参数ε的减小和纵波变异系数δ的增大,会引起瑞雷波各阶模式相速度减小和瑞雷波频散曲线各阶模式主要能量所在频带范围减小;(3)当纵波各向异性强度参数ε减小和纵波变异系数δ增大到一定程度后,在速度递增的层状介质中会引起瑞雷波出现"之"字形频散曲线,在含软弱夹层的层状介质中会出现各阶模式频散曲线混淆的现象。     

基于多模式分离的S变换与小波变换提取面波频散曲线对比分析

为了对比分析小波变换和S变换在计算瑞雷波频散曲线时的精度,通过设计两层介质和六层介质模型,采用交错网格高阶有限差分方法对两个模型进行正演模拟,利用F-K法分离出时间—空间域不同模态的瑞雷波记录,再采用小波变换和S变换计算出不同模态的瑞雷波频散曲线,分别与理论值进行对比分析,最后利用两种方法对实际资料进行处理。结果表明:利用小波变换计算得到的频散曲线在低频段误差相对较大,S变换计算得到的频散曲线精度总体高于小波变换。     

瑞雷波探测方法在工程无损检测中的应用

正确分析两个测点间不同频率成分波动的相位差,是在所有频段,特别是高频段上,提取到稳定可靠的瑞雷波频散曲线的技术关键.本文利用不同频段的瑞雷波对大型工程地基强夯处理质量、顶管工程对公路路基的影响、故宫汉白玉栏板风化程度等不同尺度的工程问题进行了探测研究,探索了瑞雷波在不同尺度的工程介质体探测中的应用可行性和相应的激发、观测和解释方法,构成了由低频到高频的瑞雷波探测方法的系列,为瑞雷波法在各类工程无损检测中的应用奠定了基础.     

二维声波方程稳健迭代速度反演

从二维声波方程初、边值问题出发,通过引进一个广义幂指数误差分布函数,以及对波动方程的Ｌｉｐｐｍａｎ－Ｓｃｈｗｉｎｇｅｒ方程的解进行Ｂｏｎ近似,导出一个残差加权迭代最小二乘（稳健迭代）算法,进而实现对地下介质剖面的速度结构以演计算。模拟计算表明,本方法具有较高的精度和较强的抗干扰能力,是求解声波方程反演问题的一种有效方法,同时也为地下介质的速度分布成像提供一种新的技术。     

核磁共振T_2谱奇异值反演改进算法

通过分析最佳奇异值保留个数与信噪比的关系,改进了传统的SVc反演算法,提出了一种新的实现非负约束的迭代方案.数值模拟实验和实际应用表明,改进的奇异值分解算法可以适用于低信噪比(5相似文献   

Exploiting Lateral Resolution of Near-Surface Seismic Refraction Methods

The 1D τ-p inversion algorithm is widely employed to generate starting models with most computer programs that implement refraction tomography. However, this algorithm emphasizes the vertical resolution of many layers, and as a result, it frequently fails to detect even large lateral variations in seismic velocities, such as the decreases that are indicative of shear zones. This study presents a case that demonstrates the failure of the 1D τ-p inversion algorithm to define or even detect a major shear zone that is 50 m or ten stations wide. Furthermore, the majority of refraction tomography programs parameterize the seismic velocities within each layer with vertical velocity gradients. By contrast, the 2D generalized reciprocal method (GRM) inversion algorithms emphasize the lateral resolution of individual layers. This study demonstrates the successful detection and definition of the 50-m wide shear zone with the GRM inversion algorithms. The existence of the shear zone is corroborated by a 2D analysis of the head wave amplitudes and by numerous closely spaced orthogonal seismic profiles carried out as part of a later 3D refraction investigation. Furthermore, a 1D analysis of the head wave amplitudes indicates that a reversal in the seismic velocities, rather than vertical velocity gradients, occurs in the weathered layers. While all seismic refraction operations should aim to provide as accurate depth estimates as is practical, the major conclusion reached in this study is that refraction Inversion algorithms that emphasize the lateral resolution of individual layers generate more useful results for geotechnical and environmental applications. The advantages of the Improved lateral resolution are obtained with 2D profiles in which the structural features can be recognized from the magnitudes of the variations in the seismic velocities. Furthermore, the spatial patterns obtained with 3D investigations facilitate the recognition of structural features that do not display any intrinsic variation or "signature" in seismic velocities.     

A Method of Improving Seismic Data Resolution：Comprehensive Inversion of Well logging and Seismic Data

ＡＭｅｔｈｏｄｏｆＩｍｐｒｏｖｉｎｇＳｅｉｓｍｉｃＤａｔａＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎ：ＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＩｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆＷｅｌｌｌｏｇｇｉｎｇａｎｄＳｅｉｓｍｉｃＤａｔａＺｈａｎｇＹｕｆｅｎ；ＨｏｎｇＦｅｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｐｐｌ...     

基于实测的软土路基沉降时效研究

软土路基的稳定性对公路的性状与运营质量具有举足轻重的作用,它与路基的内部结构、成分、体量、外界环境有着密切的关系。通过布设边桩点、埋设沉降板、布设测斜管的方式进行沉降观测。在大量的实测数据基础上,运用回归分析原理,对软土路基的沉降时效问题进行了整体性研究,总结出环太湖流域软土路基沉降时效的经验型数学表达式。从锡澄高速公路软土路基沉降时效的预测效果来看,预测结果和实测数据较为吻合。     

山涧软土的流变工程特性试验研究

山涧软土是广泛分布于山谷和沟壑之中软弱土层,其变形特性对路基的沉降有直接影响。现场取样后借助多种室内试验手段,对衡-炎高速公路部分路段的软土进行室内流变试验,对流变曲线进行分析,找出了符合山涧软土流变特性的几个流变本构模型,并通过待定系数法求得模型参数。山涧软土的流变的规律为：砂质山涧软土的蠕变处于衰减稳定的相对应力范围比较大,砂质山涧软土的流变特性最不明显,在近似情况下,可以不考虑流变;淤泥质山涧软土蠕变曲线的形式随着应力水平的变化比较剧烈,随着应力水平的提高,等速蠕变曲线的斜率越来越大;粉质山涧软土的不同应力水平的等速蠕变曲线几乎具有相同的斜率,而且每一级应力水平下的蠕变变形也较小。因此研究淤泥质山涧软土的流变特性最为重要,在研究山涧软土的流变特性时,应以淤泥质软土为重点。研究成果可对路基填筑过程中山涧软土的处理和路基工后沉降评估提供参考。     

波阻抗遗传算法反演方法的研究及应用

作者介绍的遗传算法是在自然界生物遗传过程优选和进化原理的基础上，针对波阻抗反演的实际问题，对标准的遗传算法进行了改进，引入了模拟退火算法中的热槽法控制初始群体的产生，用逐位迭代的交换方式代替传统的杂交方式即随机选择杂交点进行交换。使用改进的遗传算法对地震波阻抗进行反演，可很好地提高反演的精度。在文中最后，作者通过理论模型和实例验证了上述的思想。