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微动勘察方法中的数学方法研究与应用

作　者: 曹雪峰
导　师: 高世臣
学　校: 中国地质大学（北京）
专　业: 应用数学
关键词: 微动勘察方法空间自相关函数频散曲线视S波速度
分类号: P631.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 49次
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内容摘要

传统的微动勘察中提取频散曲线最重要的环节是求得微动信号的空间自相关函数,这个步骤需要通过计算观测台阵中各个仪器之间的相对位置关系来完成。因此对于观测台阵的布置要求极为严格,各观测仪器必须布置在以勘探点为圆心的正圆形阵列上。由于受到地形的影响,在野外数据采集过程中观测台阵往往无法严格地布置为正圆形,导致无法进行正常的数据采集。另外,在大范围的野外勘测以及需要做出二维速度结构剖面图的情况下,单点反演S波速度结构的方法费时费力并且带有一定解释人员的人为主观性,处理结果可能因人而异。鉴于以上原因。本文尝试做出了如下两个研究工作;1.本文尝试改进空间自相关函数的计算方法,并以此为依据提出新型的观测仪器的放置阵列,并通过对比实验,从而找到能够在地形条件无法达到观测要求时替代传统圆形阵列进行观测的勘察方法。2.其由于实际勘察目的不同,对于断层,陷落柱,采空区等地质异常体,只需要了解观测剖面上波速的相对变化而不需要实际计算出S波的速度。本文通过计算视S波速度代替单点的S波速度的反演以获得勘探区S波速度的相对变化,并通过数据拟合,插值计算,最终运用计算机编程语言实现了对观测剖面的视S波速度深度结构的图形显示。并以视S波速度结构图作为地下结构地质解释的一种方式。应用本文所述空间自相关函数的计算方法,本文设计实验了直线型和L型的两种不同的观测阵列,经过实验对比此两种阵列之间以及与传统圆形阵列之间的实际观测效果,验证了此计算方法切实可行,L型阵列也具有一定的实际应用价值。另外,通过将本文中视S波速度深度结构的图形显示方法应用到实际的陷落柱勘测当中,检验了这种方法的有效性和可靠性,视S波速度深度结构图能够清晰的显示陷落柱等速度异常区,并能较为准确的反映出速度异常区在地下结构中的深度,层位,边界等重要信息。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
第一章引言  8-12
  1.1 微动概况  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-10
  1.3 研究目的与意义  10
  1.4 研究内容  10-12
第二章微动数据处理的理论及方法  12-29
  2.1 微动的频谱表现形式  13
  2.2 提取面波的方法  13-19
  2.3 微动数据处理的过程  19-23
  2.4 计算视S 波速度VX  23-24
  2.5 对VX拟合及插值计算  24-29
    2.5.1 开发语言及环境介绍  25-27
    2.5.2 方法和原理  27-29
第三章应用实例  29-42
  3.1 勘探点在圆周上的试验  29-32
    3.1.1 线性阵列  29-31
    3.1.2 L 形阵列  31-32
    3.1.3 小结  32
  3.2 在实际工程中的运用  32-42
    3.2.1 环境介绍  32-34
    3.2.2 数据采集  34-36
    3.2.3 数据处理结果  36-41
    3.2.4 小结  41-42
第四章结论  42-45
  4.1 改进微动信号的计算方法  42
  4.2 通过视S 波速结构图反映地质结构  42-43
  4.3 问题与不足  43
  4.4 展望  43-45
致谢  45-46
参考文献  46-48

微动勘察方法中的数学方法研究与应用

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