基于西安地裂缝模型瑞雷面波频散曲线的正反演计算研究

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1、分类号:P3110710-2015126002硕士学位论文基于西安地裂缝模型瑞雷面波频散曲线的正反演计算研究林峰导师姓名职称李忠生教授申请学位级别理学硕士学科专业名称固体地球物理学论文提交日期2018年5月25日论文答辩日期2018年6月5日学位授予单位长安大学TheInversionCalculationofRayleighSurfaceWaveDispersionCurvesBasedonXi'anGroundFractureModelADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LinFengSupervis

2、or：Prof.LiZhongshengChang’anUniversity,Xi’an,ChinaII摘要面波勘探作为地震勘探的一个重要分支，越来越多地被应用于解决浅地表地球物理和地质实际问题。无损、抗干扰能力强、勘探效率高、浅层分辨率高是其主要优点，其原理是通过计算地下地层的瑞雷波频散曲线，由频散曲线的特征来判断地下介质的结构，以此达到勘探目的。论文首先讲述了瑞雷面波勘探技术的发展历史和目前的发展情况，并推导了瑞雷面波方法的理论，对瑞雷面波的传播特性进行了详细介绍。从弹性波动方程开始入手，对瑞雷面波方程进行了演算。研究了横波速度、层厚度、纵波速度、密度对于频散曲线形态

3、的影响，并对频散曲线随着这四种物性参数发生改变时的变化规律进行了研究。对快速矢量传递算法和等效半空间法进行了正演研究，并参照西安地裂缝的实际资料，构建了与其相似的理论模型进行计算，得到了两种算法对该理论模型的正演频散曲线。通过频散曲线的特征，能够判断出断距为1m的地裂缝构造，为快速矢量传递算法和等效半空间算法能够应用于西安地裂缝勘探当中打下了理论基础。实现了遗传算法对西安地裂缝模型的反演计算，该算法能够准确地计算出地层Vs结构和瑞雷面波的频散曲线。对两层地层模型和三层地层模型进行反演计算，从反演结果可清楚地判断出各地层的厚度以及各地层中的横波速度，对于西安地裂缝模型当中的

4、古土壤层的位置能准确地反映。用瞬态瑞雷面波法对西安地裂缝fc2进行了实际勘探，效果较好，能够判断出地裂缝的确切位置，证明了面波法在西安地裂缝实际勘探中的可行性。关键词：快速矢量传递算法、等效半空间法、频散曲线、西安地裂缝模型、遗传算法IAbstractAsanimportantbranchofseismicexploration,surfacewaveexplorationhasbeenincreasinglyappliedtosolveshallowsurfacegeophysicsandgeologicalissues.Ithastheadvantagesofnon-

5、destructive,highefficiency,stronganti-interferenceabilityandhighresolutionofshallowlayer.ThemainprincipleistocalculatetheRayleighwavedispersioncurveoftheundergroundstratabyforwardmodeling,andtoreflecttheundergroundstratumstructurebythecharacteristicsofdispersioncurvestoachievethepurposeof

6、exploration.Inthispaper,thedevelopmenthistoryandresearchstatusofRayleighsurfacewaveexplorationtechnologyareintroducedindetail.ExplainsthepropagationcharacteristicsofRayleighsurfacewaves.Theeffectsofshearwavevelocity,layerthickness,longitudinalwavevelocityanddensityontheshapeofdispersioncu

7、rveswerestudied，andthevariationofthedispersioncurveasthesethreephysicalparameterschange.Startingfromtheelasticwaveequation,theRayleighwaveequationisdeduced..Inthethirdchapter,twoforwardmodelingmethodsoffastvectortransferalgorithmandequivalenthalf-spacealgorithmarede