基于细化分层法探讨面波频散曲线反演参数的简化

常规频散曲线反演过程中需要不停地改变分层数、层厚度和层速度等参数,实现过程相对繁琐,而采用细化分层法对反演参数进行简化则避免了上述缺点。具体思路为：根据目的层探测深度（如20m）将地下介质分为若干个（20个）厚度为1m的薄层和1个均匀半空间层（共21层）,这样在反演中分层数和层厚度均为已知参量,反演过程只需修改速度参数即可,避免了改变分层数和层厚度等参数,显著简化了反演计算过程。正演计算和反演结果均表明：细化分层与实际分层计算出的频散曲线是等效的,细化分层反演结果的总体效果与真实模型非常接近,这说明细化分层方法用于频散曲线反演是切实可行且有效的;将地下介质划分为1m厚的薄层,反演后每层均可得到1个横波速度,能满足反演分辨率的要求;由于实际地下介质的速度是随深度渐变的,细化分层后比按频散曲线拐点分层（每分层的厚度可能是几米或几十米,同一分层内介质的横波速度相等）更接近实际情况。     

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.     

改进的神经网络反演微动面波频散曲线

通过分析微动探查方法和改进神经网络迭代反演算法,提出采用改进的神经网络迭代反演微动面波频散曲线。该方法在网络训练学习阶段通过批处理学习和优化网络结构提高网络学习速度;在迭代反演阶段通过v_R/λ_R-f曲线极值点的变化来调整输入模型以减少迭代反演次数;最后设计反演方案,并对6层介质模型进行频散曲线的网络训练和迭代反演,验证了方法的有效性。对比分析结果表明：该方法明显减少了迭代反演次数,提高了收敛速度,而且具有良好的抗干扰能力。     

基于频散曲线合成面波地震记录的方法

准确提取频散曲线是瑞雷波勘探的重要环节,检验各种频散曲线求取方法的正确性和稳定性至关重要。基于频散曲线,选择抽样脉冲信号作为子波,推导出了合成单炮面波地震记录的理论公式,并利用该公式,针对不同弹性层状介质模型的频散曲线合成了面波地震记录。通过对其波场特征对比和频谱分析,同时采用频率-波数域法反求其频散曲线,结果与模型频散曲线几乎相同,从而充分验证了该面波合成方法的正确性。     

求取道路结构型地层瑞利波频散曲线的方法

求取道路结构型地层的瑞利波频散曲线,过去一般是采用刚度矩阵法、有限单元法等方法在复数域进行求解.作者在吸取前人某些研究思路的基础上,提出了添加附加层的方法,使原复数域的求解问题转化到实数域进行,然后用二分法进行求解.附加层法提高了正演计算的速度,且模拟计算结果表明了新方法的可行性.     

面波多模频散曲线的敏感性及特征分析

面波勘探现在已经被广泛应用于工程选址及地震安全评价等方面,但其大多是针对Rayleigh波的应用,对Love波的关注较少.针对面波信息中的两种主要成份Rayleigh波和Love波对速度递增模型和存在低速层模型进行多模频散曲线的敏感性和特征分析,得到了多模式波对半空间介质模型和多层介质的响应特征,而且还对其基模式波和高模式波在高频和低频上的速度趋势进行了分析,细化了高频时的多模式波的理论最低速,得出了一些具有普遍性的结论,并为面波信息的综合利用提供了有力支持.     

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。     

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.      

多道瞬态面波勘探频散曲线唯一性问题

针对多道瞬态面波勘探在频率-波数域提取频散曲线会出现多解性这一现象进行了研究,并利用3种不同的激震方式在多处进行了对比试验,给出了不同激震方式在频率-波数域提取频散曲线唯一性的深度范围,认为频散曲线的唯一性是进行正确地质解释的依据.     

夹层厚度对瑞利面波频散曲线的影响

文章以弹性波横波速度为参数,利用瑞利面波频散曲线的快速标量传递算法进行正演模拟计算,系统研究软弱层厚度对瑞利面波基阶模频散曲线的影响,分析和总结了频率与相速度（f-c）、频率与波数（f-k）、深度与相速度（h-c）等瑞利面波基阶模曲线随软弱层厚度变化的规律。     

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。     

基于改进麻雀搜索算法的瑞利波频散曲线反演

非线性优化算法在给定的参数搜索范围内对最优解进行全局搜索,在全局搜索方面具有先天的优势,具有一定的跳出局部极值的能力。本文将一种新兴的非线性优化算法——麻雀搜索算法引入瑞利波频散曲线反演问题,针对频散曲线反演问题瑞利波频散曲线反演问题多参数、多局部极值的特点,引入自适应t分布对算法进行改进。三种理论模型的反演实验数据表明,改进的麻雀搜索算法与传统麻雀搜索算法相比具有更好的反演精度和稳定性,同时具有较好的抗随机噪声的能力。与粒子群算法和差分进化算法两种较成熟的非线性优化算法进行对比,改进的麻雀搜索算法较好地平衡了迭代前期的全局搜索和迭代后期的局部搜索,取得了与粒子群算法和差分进化算法相比更好的效果。     

岩石力学参数数据库系统的开发和研究

收集大量岩石力学参数数据,利用数据预处理、统计分析、灰色系统理论、人工神经网络、经验分析等多种数据处理方法, 并参照各行业规范对力学参数取值的方法和范围,建立起岩石力学参数数据库系统。该系统可以根据工程岩体的名称、风化程度和饱水状态等工程地质情况,对实际工程中工程岩体的力学参数作出查询、预测、判断和决策。文中介绍了该系统的功能、特点、数据收录范围、数据库结构以及系统的框架组成,并以一个工程实例描述了系统的使用方法。     

瞬态与稳态瑞利波法频散曲线等价性研究

简述了稳态及瞬态瑞利波测试系统和瑞利波相速度频散曲线的求取原理,指明了瞬态SASW法所得的频散曲线与稳态法结果等价的理论前提,提出了一种通过控制测试过程来改善SASW法测试效果的优化相干函数方法。     

基于积分方程法的大地电磁三维反演

采用积分方程法计算均匀半空间中三维异常体的大地电磁响应,然后利用阻尼最小二乘法反演得到地下三维异常体电阻率分布。在计算灵敏度矩阵时,将灵敏度矩阵分为线性项和体现反演过程非线性的偏微分项进行求解,提高了计算精度。理论模型反演结果表明,反演较准确,对初值依赖性小,且只针对异常体剖分单元进行反演,反演效率较高。     

采用综合评判方法确定工程岩体力学参数研究

如何将室内岩块试验得到的力学参数合理转化为现场工程岩体的力学参数,一直是困扰岩土工程实践带有挑战性的难题。结合安太堡露天煤矿边坡工程,基于现场调查、钻孔取芯、室内岩块试验,分别应用RMR法和BQ法,对自地表至取芯深度的钻孔岩样进行评价和分级,综合评判确定了边坡工程岩体的力学参数,应用效果良好,其成果对类似工程设计和施工有重要指导意义。     

软弱夹层底层速度对瑞利面波频散曲线的影响

文章利用快速标量传递算法进行瑞利面波频散曲线的正演计算,系统研究软弱夹层底层速度对瑞利面波频散曲线的影响,分析和总结了频率与相速度(f-c)、频率与波数(f-k)、深度与相速度(h-c)等瑞利面波基阶模曲线随软弱夹层底层速度变化的规律.     

Rayleigh面波各阶模式频散曲线对横波速度和层厚的敏感性探讨

Rayleigh面波勘探的目的在于有效利用频散曲线反演地层厚度及横波速度,而不同模式的频散曲线对横波速度和层厚的敏感性不同。通过求取介质参数变化10%后与参数不变化时的二组频散曲线的差值,得到各阶模式的频率～相速度差曲线,分析了Rayleigh面波各模式频散曲线对横波速度、层厚的敏感性。试验结果表明,基阶模式对于浅层的横波速度和层厚比较敏感,敏感区域主要集中在较窄的频带范围内。而高阶模式对于相对较深层的横波速度和层厚比较敏感,且频率范围分布较大,敏感性强的频段分布比较分散。研究结果可以为Rayleigh面波多模式联合反演提供理论依据。