土层三维速度结构的背景噪声水平竖向谱比联合反演方法技术

本发明专利技术公开了一种土层三维速度结构的背景噪声水平竖向谱比联合反演方法，涉及浅层地震勘探领域，本发明专利技术基于散射场理论的背景噪声水平与竖向谱比方法进行单测点正演计算，在背景噪声的理论解释方面相比之前常用的单独体波解释和单独的面波解释更为全面和合理，能同时考虑土层背景噪声中的体波和面波的影响。本发明专利技术通过设立联合的目标函数，能实现对多个观测点的背景噪声观测记录进行同时反演，从而利用在一个区域范围内地表多个观测点同时获得的背景噪声记录反演获得土层的三维速度结构。本发明专利技术有效降低了一个区域范围内地下浅层速度结构探查的成本，可以广泛应用在钻孔或者地震测线难以施展的地区，大大节约了工程场地勘查的人力、物力、财力。财力。财力。

【技术实现步骤摘要】
土层三维速度结构的背景噪声水平竖向谱比联合反演方法


[0001]本专利技术涉及浅层地震勘探领域，具体涉及一种土层三维速度结构的背景噪声水平竖向谱比联合反演方法。

技术介绍

[0002]土层特性探测与建模是建设工程抗震设防地震动参数确定中地震动场地效应数值模拟的关键环节。探索低成本的工程地质勘探技术并建立精细的区域场地三维模型等工作是学术界和工程界非常关注的重要领域。土层速度结构对地震波具有强烈的改造作用，特别是近地表疏松覆盖层，其密度低、模量小，引起的层内多次波对地面振动具有极强的放大作用，可使大量建筑物和构筑物等设施遭受破坏，是造成严重地震灾害的重要原因，确定土层速度结构对防震减灾极为重要。
[0003]研究土层速度结构的方法主要有钻井探测、工程地震物探、天然地震、背景噪声等。利用背景噪声地表观测记录反演因其数据采集简便、技术经济实用等优势在近几十年得到很大发展。具体到土层速度结构的背景噪声反演，根据获取数据的观测方式可分为背景噪声台阵法和背景噪声单台法。背景噪声台阵法是一种地球物理成像法，它的基本思想是通过计算台站对之间的噪声互相关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土层三维速度结构的背景噪声水平竖向谱比联合反演方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、基于散射场理论的背景噪声水平与竖向谱比方法进行单测点正演计算，得到三维土层速度结构的单测点正演计算结果；S2、基于单测点正演计算结果构建三维土层速度结构的多测点全局反演目标函数；S3、对三维土层速度结构的多测点全局反演目标函数进行全局优化；S4、通过计算全局优化后的多测点全局反演目标函数的最小值，得到全局反演目标函数的最小值对应的三维土层速度结构。2.根据权利要求1所述的土层三维速度结构的背景噪声水平竖向谱比联合反演方法，其特征在于，步骤S1的具体方法为：获取各土层密度、土层厚度、P波波速和S波波速，根据公式：；基于散射场理论的背景噪声水平与竖向谱比方法进行单测点正演计算；其中表示背景噪声的水平与竖向谱比，即单测点正演计算结果；为格林函数，表示在点的方向作用的一个单元简谐点力在点的方向引起的位移；上标1D表示当前格林函数为一维土层的格林函数；表示格林函数的虚部；表示以自然常数e为底的指数函数；X表示拟反演的土层模型参数构成的向量，，表示拟反演的土层模型第i层土的参数，，、、、、和分别表示土层模型第i层土的P波波速、S波波速、土层厚度、土层密度、P波的品质因子和S波的品质因子；N表示土层的数量；表示矩阵的转置；表示圆频率；表示方向的单位冲激力引起的方向的单位冲激力；表示狄拉克函数，即单位冲激函数；t表示时间；中的i表示虚数单位。3.根据权利要求2所述的土层三维速度结构的背景噪声水平竖向谱比联合反演方法，其特征在于，步骤S2中三维土层速度结构的多测点全局反演目标函数的表达式为：；；；其中为多测点全局反演目标函数；和均为权重常数；表示观测得到的背
景噪声数据计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣棉水，李小军，王继鑫，王畅，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：