城市微动高阶面波在浅层成像中的应用

论文摘要

利用微动信号提取面波频散信息进而分析得到地下S波速度结构的勘探技术是探测城市地下结构的新兴方法。城市微动勘探利用自然现象产生的低频微动和人类活动产生的高频微动作为信号数据,是一种对环境无破坏性、施工便捷、经济高效和受工区地形影响小的勘查方法,故被广泛应用于城市工程勘探、环境监测和资源探测等领域。微动信号中包含体波和面波,其中面波能量占主导地位,对微动信号的进一步分析可以获得面波频散信息。由微动信号提取得到的面波频散信息以基阶能量占主导地位,但当地下结构存在速度倒转或探区地质结构具有强烈变化时,某些频率范围高阶振型能量将占主导地位并且可能出现“之”字形现象,频散信息复杂。高阶面波相对于低阶面波包含了更多的结构信息,可为反演过程提供更多约束条件,能够有效地降低反演的多解性,提高勘探精度。本文将利用高阶面波的频散特性,研究其在城市工程勘探中的应用。本论文首先介绍了频率-贝塞尔变换方法（Frequency-Bessel Transform Method,简称F-J方法）的理论推导过程,再将其应用于上海市某实测数据中,并联合基阶与高阶模态频散信息,通过粒子群算法对测区横波速度结构进行反演,得到了测区深度范围0～70 m的横波速度结构剖面,圈定了测区因古河道切割产生的低速异常区。经过与钻孔资料对比,验证了F-J方法在城市工程勘探中的有效性。经过此次研究,总结出了一套适合城市浅层勘探的微动信号采集、处理与评价方案,可以为城市工程勘探提供参考。经过理论分析和实测数据验证,可以得到F-J方法相比于传统城市微动勘探方法具有以下优点:第一,F-J方法数据采集简捷高效,抗干扰能力强,成本低;第二,F-J方法可以有效提取高阶模态频散信息,提高反演精度。故此方法在浅层城市勘探中具有广泛的应用前景。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李雪燕

导师: 陈晓非

关键词: 城市微动信号,面波勘探,频率贝塞尔变换方法,高阶频散曲线

来源: 中国科学技术大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,地球物理学,建筑科学与工程

单位: 中国科学技术大学

分类号: TU195;P631

总页数: 62

文件大小: 6008K

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