瑞雷波频散曲线_瑞雷波频散曲线的分模态提取与联合反演

瑞雷波频散曲线的分模态提取与联合反演

刘志友

，李子伟

，钟明峰

【摘

要】

瑞雷波在层状介质中传播具有频散特性，利用地震记录中的面波信息，

提取面波的频散曲线，反演可以建立近地表的横波速度结构模型。本文建立了

一个理论地质模型，理论合成面波地震记录，研究了频率波数域中面波频散曲

线的分模态提取，并利用等厚分层阻尼最小二乘反演方法对面波各模态的频散

曲线进行了分模态反演和联合反演。反演结果表明：瑞雷波基阶频散曲线的浅

层

(<10m)

反演结果与理论模型吻合最好，一阶高阶频散曲线在

15-30m

的反

演结果与理论模型吻合最好，联合反演在整个深度范围内都可以很好的吻合理

论模型，且反演结果的相对误差要低于分模态反演。

【期刊名称】

工程地球物理学报

【年

(

卷

期】

2012(009)005

【总页数】

【关键词】

瑞雷波；频散曲线；频率波数域；分模态提取；联合反演

引

言

地震波在固体介质中传播，分为横波和纵波，在自由界面处会相互发生干涉，

产生瑞雷波

[1]

。

1987

年，

Rayleigh

首次从理论上证明了瑞雷波的存在，其产

生于固体界面的自由表面，质点在波的传播方向垂直平面内振动，振动轨迹为

逆时针方向转动的椭圆

[1,2]

。

世纪

年代，人们发现瑞雷波在层状介质中

存在频散现象，最先被应用于地球内部结构的勘探研究，随后在工程勘探领域

得到了最为广泛的应用

[3,4]

。

1994

年，裴江云利用普通反射地震记录中的瑞雷波，进行了近地表的速度结构

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