用微动台阵记录联合反演场地浅层速度结构——以唐山响嘡台3#场地为例

目前,利用台阵观测记录反演浅地表土层波速剖面的研究一般单独进行面波频散曲线(Dispersion Curve,简称DC)或微动水平与竖向谱比(Microtremor Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio,简称MHVSR)反演,但其反演的速度结构往往存在明显的多解性。鉴于此,文中发展了DC与MHVSR联合反演方法,提出了一种新的反演策略。区别于已有的反演方法,文中方法首先利用微动台阵记录获得面波频散曲线,进而采用改进的半波长法获得场地初始速度结构,最后通过DC和MHVSR的联合反演得到场地最佳速度结构。该反演方法的优势体现在2个方面:1)在面波频散曲线提取环节,综合应用修正空间自相关(MSPAC)法和频率-波数(F-K)法,拓宽了采用单一方法提取频散曲线的频率范围; 2)在初始速度结构确定环节采用了改进半波长法,可较好解决当前其他反演方法依赖一定先验信息的难题。文中分别以一理论算例及台阵观测算例验证了新反演策略的有效性及稳定性。结果表明,单独的DC反演模型的理论MHVSR在峰值频率之后(特别在高频段)与理论算例模型的MHVSR有差异,单独的MHVSR...     

确定场地土层速度结构的改进半波长法

地球物理反演浅地表土层波速剖面通常基于初始速度结构模型,为避免对地勘资料产生较多依赖,充分利用地震和背景噪声等被动源观测记录,快速简便地构建出土层反演的初始模型,本文基于场地土层的频散曲线和水平与竖向谱比提出了一种改进半波长法。该方法首先通过水平与竖向谱比确定场地土层的卓越频率,获取场地覆盖层厚度,确定反演所需的频带范围;其次,利用瑞雷波相速度对剪切波速的偏导数随土层深度的变化规律反演出场地的初始速度结构,并结合工程场地勘探中的半波长法,对常见的三类典型土层模型和日本Kushiro场地实测模型进行了实例分析;最后,将反演得到的速度结构与理论或实测速度结构进行误差对比分析。结果表明:改进半波长法获得的初始速度结构相对于理论或实测速度结构的最大误差不超过35%,可为利用地球物理方法反演工程场地波速剖面构造一个较小的搜索模型空间,进而提高反演计算的速度和结果的可靠性。