摘要：瑞雷波频散曲线反演是获取地表横波波速的关键步骤,现有线性反演方法的效果取决于初始模型的选择,非线性反演也存在效率低、多解等问题.为了进一步提高瑞雷波频散曲线反演的速度与精度,受深度学习卓越非线性映射能力启发,本文提出了瑞雷波频散曲线的深度学习反演方法.文中首先基于近地表速度结构的遍历属性和演化特征的有序性,提出了约束马尔科夫决策的样本数据构建方法;然后设计了一种卷积神经网络衔接长短时记忆网络的混合网络结构(CNN-LSTM),用于构建频散序列数据到速度结构的非线性映射关系,该网络结构包含了3个局部特征学习模块和1个长短时记忆层;再利用样本数据对混合网络进行训练;最后进行反演预测.理论模型试验的频散曲线在无噪与含噪情况下,拟合的平均相对误差分别不超过5.6%和8.9%,表明本文所提方法具有较高的计算精度和良好的鲁棒性.最后,将本文方法应用于2008年汶川M_(W)7.9地震白鹿镇同震地表破裂带的瑞雷波勘探中,为其浅表同震变形的局部化效应提供了科学约束.

摘要：作为近地表横波速度结构成像的主要手段之一,面波多道分析法的正问题研究对现场观测系统设计及后续反演计算具有重要意义.目前面波频散曲线的正演主要分为两类:一是对水平层状介质中面波的本征值问题进行求解,该类方法计算效率高但较难考虑地下介质在横向上的不均匀性;二是基于波动方程的全波场模拟,该类方法在理论上可考虑任意复杂的地质模型但计算成本相对较高.本文基于振幅归一化加权的聚束分析,提出了一种适用于横向非均匀介质模型的多道瑞雷波频散曲线正演方法.首先,基于聚束分析的计算公式推导得到了经振幅归一化加权后输出功率谱中相速度与局部相速度之间的关系,然后通过黄金分割极值搜索算法计算得到了多道瑞雷波数据的理论频散曲线.数值分析结果表明,该算法能够快速地实现横向非均匀介质中多道瑞雷波频散曲线的正演计算,所求取的频散曲线与采用二维弹性波时间域有限差分模拟分析得到的结果误差较小,这在一定程度上说明了该计算方法的可靠性,从而可为面波多道分析法中的观测系统快速优化设计以及横向非均匀介质中频散曲线的反演解释提供理论支撑.

摘要：通过分析微动探查方法和改进神经网络迭代反演算法,提出采用改进的神经网络迭代反演微动面波频散曲线。该方法在网络训练学习阶段通过批处理学习和优化网络结构提高网络学习速度;在迭代反演阶段通过vR/λR-f曲线极值点的变化来调整输入模型以减少迭代反演次数;最后设计反演方案,并对6层介质模型进行频散曲线的网络训练和迭代反演,验证了方法的有效性。对比分析结果表明:该方法明显减少了迭代反演次数,提高了收敛速度,而且具有良好的抗干扰能力。

摘要：频散曲线和波结构是钢轨导波检测时设计检测方法和分析回波波形的基础。首先介绍了半解析有限元计算任意截面弹性波导中导波传播的频散曲线和波结构的基本方法。然后应用该方法求解了U60型钢轨中垂直振动模态的导波频散曲线和波结构,并讨论了频散曲线和波结构在钢轨轨头缺陷导波检测中的应用。最后采用模态力锤实验及时频联合分析的方法验证了频散曲线数值计算结果。钢轨轨头横向裂纹垂直振动模态导波检测的有限元数值模拟和实验表明该模式导波是检测钢轨轨头缺陷的有效检测模式波型。

摘要：主要研究了地震瞬态瑞利波频率—波数域频散曲线的提取,以二维傅氏变换,半波长理论等作为理论基础。使用Delphi7.0将其程序化,通过工程应用验证了本方法及程序。结论证明f-k方法克服了一维数字处理技术存在的不足,充分利用了多道瑞利波数据记录信息。

摘要：从实测面波频散曲线计算基本原理出发 ,本文提出一种面波频散曲线计算新方法—F V法 ,并通过理论数值模拟和实测资料计算对其正确性和实用性进行验证 ,结果表明该方法具有计算简便、精度高和应用范围广等显著优点。

摘要：高频面波方法是以瑞雷波和勒夫波为研究对象,在水文、工程和环境研究中具有广泛的应用,其主要思想是利用面波的频散特性来反映浅层地质问题,提取高质量的频散曲线成了面波勘探中的一个重要步骤.本文通过对理论模型研究说明,利用τ-p变换与F-K变换两种方法均能有效地进行频散能量成像,其效果在高频范围差别不大,在低频范围F-K变换提取频散曲线更为精确;与瑞雷波记录相比,勒夫波记录信噪比较高,通过对同一地区采集的瑞雷波和勒夫波进行频散分析可知,瑞雷波记录频散能量成像效果差,频散能量出现间断、跳跃的现象,而勒夫波记录频散能量连续、集中,相速度分辨率较高,提取频散曲线简单清晰,可为反演地表横波精细速度结构提供更好的频散曲线数据.

摘要：OCCAM算法在大地电磁测深资料反演中已获得了成功应用。将其引入到瑞雷波频散曲线反演中,应用权重矩阵,提高了解的纵向分辨率;应用拉格朗日乘子光滑参数改善了迭代效果并提高了解的稳定性,使其可以在解的精度和模型分辨率中取最佳折中解。实测资料试算结果表明:用OCCAM算法对低速软弱夹层瞬态瑞雷波频散曲线进行反演,不但具有稳定性好、精度高、分辨能力强的特点,而且能自动分层和反演地层参数。

摘要：瑞雷型地震槽波的相速度和群速度频散曲线,在低频段的基阶和第1高阶模式可能存在"交叉"现象,影响槽波频散曲线的正确拾取。为了研究这种"交叉"现象,设计了典型对称三层岩-煤-岩模型,考虑煤岩介质纵横波速度、密度和煤层厚度等参数的变化,利用广义反射-透射系数算法计算了多组瑞雷型槽波频散曲线,并使用交错网格高阶有限差分数值模拟槽波地震记录,提取频散曲线进行验证。对比分析发现,煤层与围岩横波速度的差异对槽波频散曲线"交叉"现象起着决定性的影响,差异越大,越易产生"交叉"现象;而煤层纵波速度、密度和厚度变化对"交叉"现象影响较小。

摘要：为快速准确的反演得到近地表地层结构,将一种新颖而强大的非线性算法——蚁群算法引入到瑞雷波频散曲线领域,并对其进行相应的改进,改进蚁群算法的优点是运算效率快、精度高、算法简单、灵活易于实现,需要调节控制参数也较少。文中分别在无噪声\,含噪声以及实测数据进行反演测试,通过模型数据和实测数据表明,应用于瑞雷波反演中的改进蚁群算法在收敛速度与收敛精度之间能达到良好的平衡,所得解具有较高可信度。而且算法为促进所得解快速收敛到全局最优,在搜索中分全局搜索与局部搜索两个方式进行,能够有效地避免局部最优解产生。借助人工合成的瑞雷波数据以及真实观测数据,验证了改进蚁群算法在反演近地表剪切波速度时的有效性和通用性。此外,文中与遗传算法进行比较,得出改进蚁群算法具有高效性和高精度性的优点。