層狀介質(zhì)瑞利面波波場二維數(shù)值模擬研究.pdf

1、瑞利面波的速度頻散早已在工程上獲得了廣泛的應(yīng)用，而橢圓極化率頻散雖然在場地卓越頻率測試方面取得了一定的應(yīng)用效果，但是在工程勘探領(lǐng)域的應(yīng)用仍處于起始階段，相關(guān)的正演數(shù)值模擬和理論研究仍不完備。深入展開水平層狀介質(zhì)瑞利面波波場傳播特征的研究，對(duì)于該方法的發(fā)展和其理論的完善具有重要的工程價(jià)值和理論意義。
　　論文采用數(shù)值模擬方法，針對(duì)水平層狀介質(zhì)，從速度頻散與橢圓極化率頻散兩個(gè)方面展開系統(tǒng)的研究，主要包括以下幾方面研究內(nèi)容:
　　

2、(1)瑞利面波速度頻散與橢圓極化率頻散的基礎(chǔ)理論研究。首先對(duì)瑞利面波的速度頻散與橢圓極化率頻散的解析計(jì)算方法展開詳細(xì)論述，然后對(duì)瑞利面波頻散分析中的傅里葉變換、F-K域變換分離波場、速度頻散曲線的提取方法、橢圓極化率頻散的提取方法等進(jìn)行了相關(guān)論述。
　　(2)均勻介質(zhì)中瑞利面波速度頻散和橢圓極化率頻散的數(shù)值模擬研究。對(duì)于均勻半空間，分別使用點(diǎn)震源和平面波震源進(jìn)行全波場數(shù)值模擬，結(jié)合理論研究結(jié)果，對(duì)波場傳播特征進(jìn)行觀察與分析，驗(yàn)證理

3、論分析結(jié)果的正確性與數(shù)值模擬方法的準(zhǔn)確性。
　　(3)水平層狀介質(zhì)中瑞利面波速度頻散和橢圓極化率頻散的數(shù)值模擬研究。選取低速覆蓋和高速覆蓋兩種不同情況的二層水平層狀介質(zhì)，以及不同層厚與上層面波波長比值的數(shù)值模型，分別研究速度頻散與橢圓極化率頻散對(duì)水平分層介質(zhì)的響應(yīng)特征。
　　(4)分層界面上的波型轉(zhuǎn)換和能量分配分析。討論面波在分層界面上發(fā)生的波型轉(zhuǎn)換和能量分配，進(jìn)而分析轉(zhuǎn)換波對(duì)面波速度頻散和橢圓極化率頻散的影響。
　　

4、通過以上研究，主要取得以下研究成果:
　　(1)對(duì)于水平二層介質(zhì)并且覆蓋層為低速介質(zhì)的模型，由于分層界面發(fā)生面波與體波的轉(zhuǎn)換，體波大部分能量傳播至地表重新生成面波，對(duì)上層介質(zhì)中波的傳播影響較大，導(dǎo)致依據(jù)傳統(tǒng)單一面波模式傳播發(fā)展的速度頻散和橢圓極化率頻散分析方法的結(jié)果失真，但對(duì)速度頻散的影響較小，對(duì)橢圓極化率頻散的影響很大。
　　(2)對(duì)于水平二層介質(zhì)并且覆蓋層為高速介質(zhì)的模型，盡管分層界面仍發(fā)生面波與體波的轉(zhuǎn)換，但體波大部分