主动源与被动源瑞利波联合成像方法研究

发布时间：2021-04-28 23:49

　　瑞利波是一种沿地球自由表面传播的地震波,利用它的频散特性可以达到对地下介质横波速度结构成像的目的。瑞利波成像技术具有高效、无损、抗干扰能力强等优点,已在解决浅地表地质和地球物理问题中广泛应用。按照信号来源区分,瑞利波成像的方法可以分为两种:主动源法和被动源法。主动源成像方法通常利用重锤或炸药做为震源,激发的瑞利波信号频率较高,对浅部地层结构有较好的分辨能力,但是探测深度通常较小;被动源成像方法利用地球上持续存在的噪声做为信号来源,利用互相关技术从噪声中恢复出瑞利波信号,被动源信号的频带通常更宽,利用其中的低频部分进行成像可以达到更深的探测深度,但是被动源信号中高频能量较弱,对浅部地层结构的分辨能力较差,因此利用主动源和被动源瑞利波信号联合成像可以实现优势互补,提高探测的的精度和深度。本文首先对主动源瑞利波成像的频散曲线测量、基阶高阶模式分离、分辨率影响因素等问题进行了研究,并对其中存在的问题提出了改进的策略。然后对被动源瑞利波成像的技术进行研究,探讨空间自相关理论和时间域互相关理论之间的联系,并实现了基于被动源噪声数据的双平面波层析成像。最后,在前述工作的基础上,对主动源与被动源瑞利波... 

【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：125 页

【学位级别】：博士

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摘要
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第一章 引言
    1.1 选题背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 主动源瑞利波成像技术研究进展
        1.2.2 被动源瑞利波成像研究进展
        1.2.3 主动源与被动源瑞利波联合成像研究进展
    1.3 论文的主要研究内容、研究成果及创新点
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 主要研究成果及创新点
    1.4 论文的组织结构
第二章 瑞利波基本理论简介
    2.1 地震波的分类
    2.2 均匀弹性空间中的体波方程
    2.3 均匀弹性半空间中的瑞利波方程
    2.4 瑞利波的频散特性
    2.5 被动源瑞利波成像的理论基础
        2.5.1 均匀介质
        2.5.2 散射介质
        2.5.3 任意非均匀介质
第三章 主动源瑞利波成像技术
    3.1 主动源面波成像方法简述
    3.2 多道面波频散曲线的测量
        3.2.1 F-K变换法
        3.2.2 τ-p变换法
        3.2.3 相移法
    3.3 多道面波法提取频散曲线的改进
        3.3.1 振幅均衡处理
        3.3.2 计算实例
    3.4 AKI法提取频散曲线
        3.4.1 Aki法原理
        3.4.2 计算实例
        3.4.3 偏移距对Aki法计算结果的影响
    3.5 频散曲线的反演
第四章 瑞利波成像的分辨率研究
    4.1 概述
    4.2 频散能量分辨率
        4.2.1 排列长度的影响
        4.2.2 道间距影响
    4.3 横向分辨率
        4.3.1 瑞利波模式分离
        4.3.2 相邻道频散计算与反演
        4.3.3 实例
    4.4 小结
第五章 被动源瑞利波成像技术
    5.1 被动源瑞利波成像方法简介
        5.1.1 空间自相关成像技术
        5.1.2 背景噪声成像技术
        5.1.3 空间自相关与时域互相关理论的联系
    5.2 单台站数据预处理
    5.3 互相关提取格林函数
    5.4 频散曲线的测量
    5.5 噪声瑞利波层析成像
        5.5.1 双平面波拟合虚源波场
        5.5.2 反演波场参数和速度参数
        5.5.3 频散曲线的反演
    5.6 被动源瑞利波成像实例
        5.6.1 观测系统及互相关函数
        5.6.2 层析成像
第六章 主动源与被动源瑞利波联合成像
    6.1 概述
    6.2 技术路线
    6.3 黄土覆盖区场地条件
    6.4 观测系统与资料处理
    6.5 黄土覆盖层厚度及横波速度
第七章 结论与下一步工作
    7.1 主要结论
    7.2 存在的问题及进一步研究的方向
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢



本文编号：3166412