考慮區(qū)域特征的遞增型土層剪切波速反演.pdf

1、土層剪切波速是計算場地動力響應(yīng)，判定建筑抗震場地類別的重要參數(shù)。準確、快速獲取剪切波速結(jié)構(gòu)是地震工程的重要研究課題之一。近年來，基于小型地脈動觀測臺陣記錄提取土層基階頻散曲線，進而采用反演方法得到剪切波速結(jié)構(gòu)已成為鉆孔勘探之外的一種經(jīng)濟、便捷的有效手段，逐漸被工程人員采納。然這一反演問題本身存在多解性，即剪切波速結(jié)構(gòu)迥異的土層所對應(yīng)的頻散曲線較為一致。為此如何有效地規(guī)避這一問題，確保反演結(jié)果的可靠性是推廣這一手段在工程中應(yīng)用的難點。

2、r>　　本文針對基于脈動臺陣觀測記錄獲取遞增型土層剪切波速這一問題，通過在反演過程中引入基于統(tǒng)計得到的土層剪切波速結(jié)構(gòu)的一般特征，在建立頻散曲線反演的逐分量自適蒙特卡洛法（MSCAMH）基礎(chǔ)上，建立了獲取概率意義上最接近實際土層結(jié)構(gòu)的剪切波速反演方法，實測結(jié)果表明，該方法具有較好的精度，同時能較好地規(guī)避頻散曲線多解這一問題，有效提高了反演結(jié)果的可靠性。具體研究工作包括：
　　1.通過提取黑龍江省內(nèi)地震危險性評定報告中的鉆孔資料，統(tǒng)

3、計分析了該區(qū)域內(nèi)遞增型土層剪切波速結(jié)構(gòu)的基本特征。在此基礎(chǔ)上，討論了典型土層的基階瑞利頻散曲線特征：頻散曲線對表層及深部土層參數(shù)變化的敏感性大于其對中間土層參數(shù)變化的敏感性。最后計算出典型土層對應(yīng)的頻率—波長變化曲線。
　　2.基于理論算例，深入分析 MSCAMH算法的性能。詳細分析了初始模型設(shè)置，目標函數(shù)選取，建議分布方差和建議分布函數(shù)對算法精度、收斂性的影響。結(jié)果表明，合理的初始模型能有效提高算法的精度和收斂速度。因此有必要在

4、應(yīng)用該方法反演瑞利頻散曲線過程中，引入土層剪切波速結(jié)構(gòu)的區(qū)域性特征。針對基于地脈動臺陣觀測提取所得瑞利頻散曲線在低頻與高頻段的失真問題，建議了一種新的目標函數(shù)，在新的函數(shù)中提高了中低頻帶段目標與模擬頻散曲線之間殘差所占的權(quán)重。在上述改進的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了結(jié)果較為穩(wěn)定土層剪切波速反演方法。
　　3.選取了區(qū)域內(nèi)存在鉆孔資料的某一場地，布設(shè)了多個地脈動觀測臺陣，基于適用于靈活臺陣布設(shè)的擴展空間自相關(guān)法獲得了土層的基階瑞利波頻散曲線，進而