速度递增型层状介质瑞雷波基阶模频散曲线的快速反演

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1、硕士学位论文速度递增型层状介质瑞雷波基阶模频散曲线的快速反演THEFASTINVERSIONOFRAYLEIGH-WAVEFUNDAMENTALMODEDISPERSIONCURVEFORVELOCITYINCREMENTMULTILAYEREDMEDIA翟佳羽哈尔滨工业大学2009年6月国内图书分类号：TU470+.1学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开硕士学位论文速度递增型层状介质瑞雷波基阶模频散曲线的快速反演硕士研究生：翟佳羽导师：凡友华副教授申请学位：工学硕士学科、专业：岩土工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2009年6月授予学位单位：哈尔滨工业大

2、学ClassifiedIndex:TU470+.1U.D.C:624DissertationfortheMasterDegreeofEngineeringTHEFASTINVERSIONOFRAYLEIGH-WAVEFUNDAMENTALMODEDISPERSIONCURVEFORVELOCITYINCREMENTMULTILAYEREDMEDIACandidate:ZhaiJiayuSupervisor:AssociateProf.FanYouhuaAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:Geotechn

3、icalEngineeringAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:June,2009Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要利用瑞雷波反演地下介质的横波速度是一种有效的和可靠的地球物理方法，但现存的反演方法的反演精度和反演时间都存在较大问题，基于上述问题，本文针对速度递增型层状介质瑞雷波基阶模频散曲线的反演进行了研究，尝试提出一种有效的反演方法，研究主要内容及其成果如下：(1)本文应用频散方程的高频近似分裂理

4、论对速度递增型层状介质与其各个剥离层介质的基阶模频散曲线的重叠现象进行解释，基于此对瑞雷波基阶模频散曲线进行分段处理，为后文的反演提供理论基础。(2)基于基阶模频散曲线的分段，提出了两种基于正演的快速反演方法—逐层反演法Ⅰ和逐层反演法Ⅱ，通过数值模拟及试验验证了方法的有效性(3)通过对两种反演方法的性能研究发现：当频散点少量丢失时，两种方法都能得到较为理想的反演结果，逐层反演法Ⅰ具有更快的反演速度；当所提取的频散曲线存在误差时(5%以内)，逐层反演法Ⅱ仍然具有较好的反演结果；相比遗传算法以及拟牛顿算法，本文方法反演精度更高，而且反演速度明显更快。关键字瑞雷波；层状介质；基阶

5、模；反演；频散曲线-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractEstimatingnear-surfaceS-wavevelocities(Vs)fromRayleigh-wavephasevelocitiesisaneffectiveandreliablegeophysicalmethod,whichiswidelyusedingeotechnicalapplicationandgeologicalinvestigation.Therearemanyproblemsininversionprecisionandinversiontimeoftheexistingi

6、nversionmethods.Inthispaper,theinversionofRayleigh-wavefundamentalmodedispersioncurveofthevelocityincrementmediaisstudied,andanewinversionmethodistriedtopresent.Theresultsofthisstudyincludethefollowingparts:(1)Thedispersioncurve’soverlapphenomenonisinterpretedbyareasonablemannerbasedonthea

7、pproximatefissionofdispersionequationinhighfrequencies.Basedonthisphenomenon,thedispersioncurvecanbedividedintodifferentparts,whichprovidestheoreticalbasisforthefollowinginversionmethods.(2)Throughthezoningoffundamentalmodedispersioncurveandthedimensionlessand