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相似文献
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1.
柴华友  韦昌富 《岩土力学》2009,30(9):2545-2551
基于薄层刚度矩阵方法,研究了瑞利波在3种典型刚度缓变介质中传播特性,并对瑞利波在缓变介质及分层介质中传播特性进行比较。结果显示,无论剖面刚度是缓变还是分层变化,对规则剖面,表面波场基阶模态占主导地位,远场表面波有效相速度与基阶模态相速度接近;对不规则剖面,表面波场中高阶模态影响较大,影响程度及频率范围与剖面刚度变化有关。在缓变介质中,模态相速度高频趋势值高于剖面最小剪切波速介质的瑞利波速,有效相速度趋势值也明显偏离表面介质瑞利波速,这些特性与分层介质不同。研究结果显示,当缓变介质用数量有限的虚构分层来模拟时,表面波频散测试数据与理论值匹配程度及剖面分析精度会受虚构层数量影响。  相似文献   

2.
自由状态下层状介质中平面瑞利波相速度与频率及层状介质特性参数有关,表面源激发的瑞利波以柱面波阵面传播,传播速度不仅与频率有关,而且还与传播距离有关,这样,自由状态下层状介质中平面瑞利波传播特性理论不能有效地用于激发瑞利波相速度分析。以薄层法得到的圆盘状表面垂直源激发瑞利波位移响应为基础,导出激发瑞利波相速度,比较激发模态与简正模态相速度差异,分析激发模态空间特性,揭示这种空间特性形成机制。结果表明:源对激发模态传播影响距离不超过一个波长,波场距源越近,激发模态竖直振动传播速度越低;在多模波场,激发模态间相长相干或相消相干导致表观相速度具有较明显的空间特性。该研究可为发展考虑瑞利波频率及空间特性反演数学模型及算法提供指导。  相似文献   

3.
用数值模拟方法研究了地下异质体对波散射,分析了散射波对表面波相速度影响,结果表明:由相速度曲线扰动难以有效确定异质体方位。在表面波场中,散射波能量相对较小,不易辨别,以振源为中心,在测线上对称布置一组测点,通过两侧测点质点响应曲线比较,得到表面散射波场。在表面散射波场中,散射瑞利波是主要的,由散射瑞利波走时随测点位置变化可判断地下异质体的方位。最后,给出地下异质体方位测试方案。  相似文献   

4.
弱各向异性介质地震波传播特征分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
随着油气田勘探精度要求越来越高,各向异性已成为不得不考虑的重要因素,因此对地震波在各向异性介质中传播特征的研究具有一定的价值。利用Thomsen提出的弱各向异性理论,通过理论模型数值计算,分析了Thomsen各向异性参数对弱各向异性VTI介质中三种体波的影响。分析结果表明:①参数ε、δ分别影响qP波大角度、中小角度传播的各向异性;②参数(ε-δ)影响qSV波中等角度传播时的各向异性;③参数γ影响qSH波大角度传播的各向异性,且群速度的各向异性要比相速度的各向异性更明显,并会出现复杂的交会区。通过这些研究分析,进一步认识了弱各向异性介质相速度及群速度随各向异性参数变化的规律。  相似文献   

5.
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。  相似文献   

6.
本文利用横向各向同性介质(TIM)中的传播矩阵和面波形成条件,导出了面波波慢度方程。对瑞利波给出了各向同性及横向各向同性弹性介质中其相速度的解析解;对于勒夫波,给出了横向各向同性介质中的波慢度方程。  相似文献   

7.
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。  相似文献   

8.
裂隙型单斜介质中弹性系数的计算及波的传播特性研究   总被引:3,自引:1,他引:3  
根据Hudson等关于裂隙介质弹性系数计算的扰动理论及Bond变换矩阵原理,给出了各向同性介质中含多组垂直裂隙时等效弹性系数的计算方法。计算了含两组斜交的垂直裂隙形成的单斜各向异性介质中的等效弹性系数,并根据Christoffel方程推导、得出水平面内平面波传播的相速度和群速度随方位变化的特性。  相似文献   

9.
埋入源激发波场分析对岩土工程勘探非常重要。基于模态叠加法给出均匀半无限体中埋入球形膨胀点源激发波场位移表达式,由此研究瑞利波可激性及其传播特性,分析埋入源下瑞利波可激性机制,并通过有限元模拟验证分析方法有效性。结果显示:在均匀半无限体中瑞利波可激性受源埋深与波长比影响,比值越小,瑞利波可激程度越高;当比值大于1时,瑞利波不易激发。与自由状态下以平面波阵面传播的简正瑞利波相比,半无限体中埋入源激发瑞利波速度随传播距离变化,传播具有空间特性,距中心轴线越近,竖直向质点振动相速度越小,当距离大于一个波长时,激发瑞利波传播特性趋于简正瑞利波。  相似文献   

10.
利用面波在浅部土层中的传播特性以及面波相速度与岩土力学参数的相关性,采用多道瞬态面波法对勘察场地进行探测,通过数据处理获得场地的面波相速度剖面,根据面波相速度结构来推断场地内回填土的分布范围。钻探资料表明,多道瞬态面波法探测结果可靠,应用效果良好。  相似文献   

11.
表面波谱分析影响因素研究   总被引:4,自引:1,他引:3  
基于理论分析及数值计算,研究了频率分辨率、反射波等对谱分析影响,结果表明:频率分辨率会影响相位差曲线及相位差折迭数量;与振源相对的场地沟槽反射的瑞利波或分层界面的反射体波会使测点信号功率谱估计及计算的相速度-波长曲线出现扰动。通过细化技术及干扰信号切除方法可提高相速度计算精度。在低频域相位差折迭数无法统计时,用优化分析方法可以估计可能损失折迭数或额外多余的折迭数。  相似文献   

12.
This paper shows the presence of noises and technique to reduce these noises during the surface wave analysis. The frequency-dependent properties of Rayleigh-type surface waves can be used for imaging and characterizing the shallow subsurface. Interference by coherent source-generated noise inhibits the reliability of shear-wave velocities determined through inversion of the phase velocities of Rayleigh waves. Among these interferences by non-planar, non-fundamental mode Rayleigh waves (noise) are body waves, scattered and non-source-generated surface waves, and higher-mode surface waves. For the reduction of noise, the filtering technique is implemented in this paper for the multichannel analysis of surface wave method (MASW). With the de-noising technique during the MASW method, more robust and reliable outcome is achieved. The significance of this paper is to obtain pre-awareness about noises during surface wave analysis and take better outcomes with de-noising performance in near surface soil investigations.  相似文献   

13.
Based on the frame of elastic theory for unsaturated porous medium, considering the influence of thermal effect, the propagation characteristics of Rayleigh wave in unsaturated porous media are studied. Firstly, the thermoelastic wave equations for three-phase porous media are established, in which the mass balance equations, generalized Darcy law, momentum balance equations, and generalized non-Fourier heat conduction law are taken into account. Secondly, through theoretical derivation, the dispersion equation of Rayleigh wave for unsaturated porothermoelastic media is given by introducing the potential functions. Finally, the variations of the phase velocity of Rayleigh wave are analyzed with numerical examples. The results show that the thermal conductivity has little effect on the phase velocity of Rayleigh wave. The phase velocity of Rayleigh wave increase with increasing of the thermal expansion coefficient and media temperature.  相似文献   

14.
The dispersive characteristics of Rayleigh type surface waves were utilized to estimate shear wave velocity (Vs) profile followed by imaging the shallow subsurface granitic layers in the heart of Hyderabad. The reliability of Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW) depends on the accurate determination of phase velocities for horizontally traveling fundamental mode Rayleigh waves. Multichannel recording leads to effective identification and isolation of various factors of noise. Calculating the 1-D shear wave velocity (Vs) field from surface waves ensures high degree of accuracy irrespective of cultural noise. The main advantage of mapping the bed rock surface with shear wave velocity (Vs) is the insensitivity of MASW to velocity inversion besides being free from many constraints such as contrast in physical properties etc. Modeling of surface waves data results a shear wave velocity (Vs) of 250?C750 m/s covering the top soil to weathering and up to bedrock corresponding to a depth range of 10?C30 m. Further, the computed N values (which is an indicator of site characteristic) based on the harmonic shear wave velocity up to a depth of 5 m is found to be quite high (> 25?C30) well above 5 indicating the site to be safe and strong enough and not prone to liquefaction. A pair of selected set of results over granites are presented here as a case study highlighting the salient features of MASW.  相似文献   

15.
利用高频面波反演横波速度一直是浅地表地震工程研究的热点。为深入认识利用高频面波(瑞雷波和勒夫波)评价横波速度的能力,本文首先采取高阶交错网格有限差分法实现两层模型的瑞雷波和勒夫波数值模拟,并应用τ-p变换形成频散能量图。相比瑞雷波,不同模式的勒夫波频散能量很接近,这说明易于实现多模式勒夫波反演。然后利用线性映射实现广义模式识别这种非线性反演方法对含软弱夹层的四层模型的基模式、多模式瑞雷波和勒夫波的变厚度反演。若初始模型很拙劣,相比勒夫波,瑞雷波基模式反演不能重建地层中含有软弱夹层这一特征,瑞雷波多模式反演则可以重建这一特征;勒夫波基模式和多模式反演都可以重建这一特征。即使在地层的泊松比与估计值相差很大时,瑞雷波多模式反演仍能重建地层结构,但其频散曲线总是存在"模式接吻"现象,容易模式误判;而勒夫波反演则不用估计地层泊松比,也不存在"模式接吻"现象。一系列算例表明:高模式瑞雷波的加入会显著提高横波速度评价结果的精度;而高模式勒夫波的加入会令反演系统对半空间以上异常层的参数过于敏感,造成参数过度估计,但也会显著提升对半空间横波速度的评价能力。最后,应用本文方法实现了对实测勒夫波数据的分析。  相似文献   

16.
针对地基模型中可能出现泄漏模式的几种情况,对瑞利波勘探中泄漏模式波的求取进行了模拟研究。通过添加附加层的方法,使实频散方程求解瑞利波相速度的范围包含了所有的层速度区域,从而用导波来模拟计算泄漏模式波。通过对七个模型的模拟结果来看,附加层法不仅能模拟出原模型的实数导波,而且还能反映其泄露模式波的变化。同时,通过对Ⅴr-λ曲线的正演计算,说明泄漏模式波的存在也是产生“之”字形的原因之一。  相似文献   

17.
The study of surface wave in a layered medium has their possible application in geophysical prospecting. In the present work, dispersion equation for torsional wave in an inhomogeneous isotropic layer between inhomogeneous isotropic half‐spaces has been derived. Two cases are discussed separately for torsional wave propagation in inhomogeneous layer between homogeneous and non‐homogeneous half‐spaces, respectively. Further, two possible modes for torsional wave propagation are obtained in case of inhomogeneous layer sandwiched between non‐homogeneous half‐spaces. Closed form solutions for displacement in the layer and half‐spaces are obtained in each case. The study reveals that the layer width, layer inhomogeneity, frequency of inhomogeneity, as well as inhomogeneity in the half‐space has significant effect on the propagation of torsional surface waves. Displacement and implicit dispersion equation for torsional wave velocities are expressed in terms of Heun functions and their derivatives. Effects of inhomogeneity on torsional wave velocity are also discussed graphically by plotting the dimensionless phase velocity against dimensionless and scaled wave number for different values of inhomogeneity parameter. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

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