一種提取Rayleigh面波頻散曲線的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工程地震勘探或地球深部構(gòu)造探測領(lǐng)域中的Rayleigh面波探測方法 的關(guān)鍵技術(shù)，即通過反演地下橫波速度結(jié)構(gòu)時(shí)Rayleigh面波的頻散曲線的提取，我利用地 震記錄互相關(guān)譜實(shí)部曲線和第一類零階貝塞爾函數(shù)的關(guān)系，提取出了Rayleigh面波的頻 散曲線。
【背景技術(shù)】
[0002] Rayleigh面波是一種沿地球自由表面?zhèn)鞑サ膹椥圆?，其沿地表傳播的速度與波 及深度內(nèi)的介質(zhì)彈性參數(shù)有關(guān)，包括介質(zhì)的密度、縱波和橫波速度，而主要的影響參數(shù)是 介質(zhì)的橫波速度。Rayleigh波在層狀介質(zhì)中具有頻散特征，其傳播速度將隨著頻率的改 變而發(fā)生變化，根據(jù)Rayleigh面波的這一特征，可以求得地層不同深度的彈性參數(shù)。
[0003] 頻散曲線的提取Rayleigh面波勘探中的關(guān)鍵步驟，簡單來說就是求取對(duì)應(yīng)某頻 率下瑞雷面波的相速度問題。傳統(tǒng)的提取頻散曲線方法的思想為，對(duì)不同檢波器或地震臺(tái) 站實(shí)際接收到的RayIeigh面波信號(hào)做fourier變換得到其相位，計(jì)算不同檢波器或臺(tái)站處 的相位差，再根據(jù)檢波器或臺(tái)站間的相對(duì)距離即可求出某頻點(diǎn)的相速度，假設(shè)Pl臺(tái)站處的 Rayleigh面波信號(hào)為Rl(t)，p2臺(tái)站處的Rayleigh面波信號(hào)為R2 (t)，分別做傅里葉變換 的到Rl和R2的相位譜Rl(f，(6)和R2(f，(6)，若兩臺(tái)站間的距離為S，則某個(gè)頻率處的相 速度的可由下式算得：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種提取頻散曲線的方法，其特征在于，所述方法包括： a數(shù)據(jù)采集： 在研究區(qū)域布設(shè)臺(tái)站對(duì)或臺(tái)陣，進(jìn)行長時(shí)背景噪聲觀測，根據(jù)目標(biāo)探測深度選取合適 的臺(tái)站間距和采樣率； b數(shù)據(jù)預(yù)處理： 對(duì)得到的背景噪聲信號(hào)進(jìn)行譜白化、濾波等預(yù)處理過程，然后將各個(gè)臺(tái)站的微動(dòng)信號(hào) 分段，分段時(shí)長根據(jù)探測目標(biāo)深度選??； C互相關(guān)運(yùn)算： 將分段后的信號(hào)按相同時(shí)間段內(nèi)兩兩進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，然后將相同臺(tái)站對(duì)的不同時(shí)間 段互相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行疊加，疊加后的互相關(guān)函數(shù)即可視為臺(tái)站間的經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)； d提取譜實(shí)部曲線： 對(duì)經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)進(jìn)行傅里葉變換得到互相關(guān)譜，然后提取出譜實(shí)部曲線； e計(jì)算相速度： 實(shí)際數(shù)據(jù)中計(jì)算得到的實(shí)部曲線與第一類零階貝塞爾函數(shù)振幅有差異，但是實(shí)部曲 線的零點(diǎn)與貝塞爾函數(shù)的根仍然一一對(duì)應(yīng)，因此我們將零點(diǎn)處對(duì)應(yīng)頻率的相速度值一一求 出； f繪制頻散曲線： 將得到的各個(gè)零點(diǎn)處對(duì)應(yīng)頻率的相速度值繪制在v-f平面坐標(biāo)內(nèi)，連接各個(gè)頻點(diǎn)的相 速度值，即得到Ra^ei曲面波的頻散曲線。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ra^ei曲面波頻散曲線提取方法，其特征在于：所述方法通 過計(jì)算互相關(guān)函數(shù)譜的實(shí)部曲線，根據(jù)實(shí)部曲線零點(diǎn)與零階貝塞爾函數(shù)根的對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算 相速度。
【專利摘要】一種提取Rayleigh面波頻散曲線的方法。其包括以下步驟：a、對(duì)相距為R的地震檢波器對(duì)記錄的噪聲互相關(guān)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，得到頻譜W(f)；b、對(duì)得到的頻譜做Gauss窄帶濾波得到WG(f)；c、提取頻譜WG(f)的實(shí)部曲線并找出其零點(diǎn)，記fn為曲線上的第n個(gè)零點(diǎn)處的頻率；d、找出第一類零階貝塞爾函數(shù)的根記為Zn；e、根據(jù)互相關(guān)譜實(shí)部曲線與第一類零階貝塞爾函數(shù)的關(guān)系求單頻點(diǎn)處的Rayleigh面波相速度值V(f)=2πfnR/Zn；f、將算得的單頻點(diǎn)相速度連接繪制為一條平滑曲線，做為Rayleigh面波的頻散曲線。通過貝塞爾函數(shù)與互相關(guān)譜的關(guān)系，有效的提高了頻散曲線的計(jì)算效率。
【IPC分類】G01V1-28
【公開號(hào)】CN104678435
【申請?zhí)枴緾N201410580207
【發(fā)明人】李欣欣, 方紅萍
【申請人】李欣欣, 方紅萍
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年10月27日