高频面波方法PDF电子书下载

第一章 面波概论 1

1.1 引言 1

1.2 面波基本理论 2

1.2.1 瑞雷波波速和介质的关系 3

1.2.2 勒夫波波速和介质的关系 4

1.2.3 面波的能量衰减 5

1.2.4 面波的频散 5

1.3 面波勘探基本流程 5

第二章 野外数据采集 7

2.1 观测系统 7

2.2 最小偏移距 9

2.2.1 均匀半空间模型 9

2.2.2 两层模型 10

2.3 排列长度与道间距 15

2.4 面波数据采集的设备 16

2.5 检波器排列中点假设 18

2.5.1 左边部分 19

2.5.2 右边部分 20

2.5.3 检波器排列长度 21

2.6 面波数据野外采集实例 23

2.6.1 实例一——瑞雷波勘探 23

2.6.2 实例二——勒夫波勘探 25

第三章 面波数值模拟 28

3.1 概述 28

3.2 弹性波波动方程的建立 30

3.2.1 位移与应力的关系 30

3.2.2 位移与应变的关系 30

3.2.3 应力与应变的关系 30

3.2.4 各向同性介质一阶速度-应力弹性波方程 31

3.2.5 初始条件的设定 31

3.3 二维P-SV波动方程有限差分基本原理 32

3.3.1 有限差分法简介 32

3.3.2 时间上的2M阶差分近似 32

3.3.3 空间上的2N阶差分近似 33

3.3.4 各向同性介质一阶应力-速度方程差分格式 33

3.3.5 波动方程有限差分计算的几个问题 34

3.4 边界条件 35

3.4.1 弹性界面边界条件 36

3.4.2 人工边界吸收边界条件 36

3.4.3 自由界面边界条件 38

3.5 交错网格高阶有限差分数值模拟算法实现 39

3.6 多轴完美匹配层（M-PML）在浅层瑞雷波数值模拟中的应用 44

3.6.1 传统PML方法下瑞雷波模拟及其稳定性测试 45

3.6.2 M-PML技术简化及其在浅地表地质模型中的应用 48

3.6.3 小结 52

3.7 浅地表勒夫波有限差分数值模拟 52

3.7.1 二维勒夫波波动方程有限差分基本原理 52

3.7.2 四分之一平面问题 54

3.7.3 两层模型数值模拟 55

第四章 频散能量成像 59

4.1 f-k变换法 59

4.2 τ-p变换法 61

4.3 相移法 64

4.4 频率分解的倾斜叠加法 66

4.5 高分辨率线性拉东变换法 69

4.6 示例 71

第五章 频散曲线正演 75

5.1 瑞雷波频散曲线正演 75

5.1.1 快速矢量传递算法 76

5.1.2 Knopoff算法 79

5.1.3 广义反射-透射系数算法 81

5.2 勒夫波频散曲线正演 83

5.2.1 Knopoff算法 83

5.2.2 广义反射-透射系数算法 84

5.3 计算思路 85

5.4 模型试算 87

5.5 低速半空间问题 88

5.5.1 两层模型 89

5.5.2 多层模型 90

5.6 高速表层（低速夹层）问题 92

第六章 频散曲线反演 95

6.1 什么是“反演”？ 95

6.1.1 什么是“反演”？ 95

6.1.2 反演问题的一些基本概念 96

6.2 敏感度分析 96

6.2.1 层状模型敏感度分析 96

6.2.2 异常模型敏感度分析 98

6.3 阻尼最小二乘方法反演 105

6.3.1 反演算法 105

6.3.2 数值模拟实验 107

6.3.3 实例——瑞雷波 109

6.3.4 实例——勒夫波 111

6.3.5 总结 115

6.4 瑞雷波基阶和高阶联合反演 115

6.4.1 什么是“高阶”？ 115

6.4.2 为什么要用“高阶”？ 116

6.4.3 实例——瑞雷波 119

6.4.4 实例——勒夫波 121

6.4.5 讨论 124

6.4.6 结论 124

6.5 泄露波所引起的模式误判 124

6.5.1 数值模拟结果 125

6.5.2 实例 127

6.5.3 总结 128

6.6 利用MASW获取二维横波速度剖面 128

第七章 估计品质因子 131

7.1 引言 131

7.2 利用高频瑞雷波估计浅地表品质因子的方法 131

7.2.1 基本方程 131

7.2.2 模拟结果 132

7.2.3 反演系统 134

7.2.4 方法的验证 134

7.3 约束反演瑞雷波衰减系数获取品质因子 137

7.3.1 含有约束条件的反演系统 137

7.3.2 实测资料 138

7.3.3 讨论与结论 139

7.4 利用勒夫波获取浅地表品质因子的方法 140

7.4.1 基本方程 140

7.4.2 灵敏度分析 141

7.4.3 反演系统 142

7.4.4 方法的验证 143

7.4.5 讨论与结论 147

参考文献 148

致谢 154