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基于频率-贝塞尔变换方法的城市浅层勘探研究

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大地测量与地球动力学 2024年

作者：王顺廖武林李井冈张丽芬周紫岩中国地震局地震研究所中国地震局地震大地测量重点实验室湖北省地震局

在同一场地分别采用T形、直线形、正五边形及螺旋形4种不同观测台阵进行微动探测对比实验，分析互相关分段时间窗口长度、观测台阵几何形状及其展布对F-J频散能量成像质量的影响。结果表明：对于相同时间长度的观测，增加互相关分段时... 详细信息

在同一场地分别采用T形、直线形、正五边形及螺旋形4种不同观测台阵进行微动探测对比实验，分析互相关分段时间窗口长度、观测台阵几何形状及其展布对F-J频散能量成像质量的影响。结果表明：对于相同时间长度的观测，增加互相关分段时间窗口长度能有效区分开基阶和高阶频散曲线，但会减少叠加次数，降低频散谱分辨率；F-J方法对观测台阵排列无特别要求，随机分布、线性排列等均适用，在台阵口径相同情况下，拥有更多台间距组合的观测台阵的频散能量成像的质量和分辨率会更高；F-J方法对观测台阵的展布范围有一定要求，当展布范围过小时，F-J法频散成像的质量较差，无法将高阶频散曲线分离。

关键词：微动基阶面波高阶面波频率-贝塞尔变换方法(F-J) 台阵观测

基于频率-贝塞尔变换法的关东盆地S波速度成像

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地球物理学报 2019年第9期62卷 3400-3407页

作者：吴华礼陈晓非潘磊中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 南方科技大学地球与空间科学系广东深圳518055

将一种新的方法--频率-贝塞尔变换法(F-Jmethod)应用于日本NIED在关东盆地布设的MeSO-net台网的背景噪声数据中,证明频率-贝塞尔变换法可以有效地从背景噪声中提取高阶频散曲线.利用提取的基阶和高阶频散曲线反演关东盆地区域的沉积层... 详细信息

将一种新的方法--频率-贝塞尔变换法(F-Jmethod)应用于日本NIED在关东盆地布设的MeSO-net台网的背景噪声数据中,证明频率-贝塞尔变换法可以有效地从背景噪声中提取高阶频散曲线.利用提取的基阶和高阶频散曲线反演关东盆地区域的沉积层和地震基岩层的S波速度结构,并将我们反演得到的S波速度结构与Koketsu等提出的日本综合速度结构模型进行对比讨论.我们的例子证明,在基阶面波的基础上,高阶面波能减少在反演中的非唯一性,得到更为准确的S波速度结构.

关键词：频率-贝塞尔变换高阶面波背景噪声关东盆地 S波速度结构

利用大容量气枪研究新疆呼图壁地区的高阶面波特征

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利用大容量气枪研究新疆呼图壁地区的高阶面波特征

2016中国地球科学联合学术年会

作者：冀战波王宝善王海涛王琼魏斌中国地震局地球物理研究所(地震观测与地球物理成像重点实验室) 新疆维吾尔自治区地震局

利用人工震源主动向地下发射地震波进行地下介质监测是目前地震学的一个重要发展方向。2013年5月底,在新疆呼图壁县建成的"新疆主动震源野外科学观测研究站"投入运行,这是我国建立的第一座基于人工水体的大容量气枪发射台站,为后续开展... 详细信息

利用人工震源主动向地下发射地震波进行地下介质监测是目前地震学的一个重要发展方向。2013年5月底,在新疆呼图壁县建成的"新疆主动震源野外科学观测研究站"投入运行,这是我国建立的第一座基于人工水体的大容量气枪发射台站,为后续开展一系列科学实验提供了条件。气枪震源在时间和空间上可精确控制,并且具有极高的重复性。初步研究证明,架设在气枪震源周围380km内的新疆地震台网的固定台站能够将气枪震源信号有效的记录下来(王宝善等,2013),

关键词：高阶面波大容量气枪气枪震源流动台站呼图壁

来源： cnki会议评论

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基于F⁃J法微动探测的表层结构调查

石油地球物理勘探 2023年第4期58卷 789-800页

作者：赵容容杨振涛任承豪周鑫王轶陈伟中国石油西南油气田公司勘探事业部四川成都610041 南方科技大学地球与空间科学系广东深圳518055 广东省地球物理高精度成像技术重点实验室(南方科技大学) 广东深圳518055 东方地球物理公司综合物化探处河北涿州072751

三维地震勘探常常处于城镇、道路等无法实施微测井等静校正方法的区域,近期人们尝试利用微动调查替代现有的静校正方法,取得了一定效果。现今微动调查在石油勘探的应用中主要通过提取面波频散曲线反演地层速度结构。该方法在石油勘探领... 详细信息

三维地震勘探常常处于城镇、道路等无法实施微测井等静校正方法的区域,近期人们尝试利用微动调查替代现有的静校正方法,取得了一定效果。现今微动调查在石油勘探的应用中主要通过提取面波频散曲线反演地层速度结构。该方法在石油勘探领域仍处于起步阶段,作为核心技术的频散成像方法种类繁多,其中2019年提出的频率—贝塞尔变换法(Frequency‑Bessel,F‑J)受到人们的广泛关注。相比空间自相关方法(SPAC),F‑J方法在利用背景噪声高阶模式面波成像上具有巨大优势。为了更好地研究F‑J方法的适用性,首先利用合成数据分析了不同观测系统和采集参数对F‑J成像的影响;然后利用四川某地实际噪声数据分析了不同观测系统、采集时间对F‑J频散成像的影响。实际应用中采用分段择优叠加得到的频散谱,可有效提高频散谱成像质量,为准确提取频散曲线提供了数据基础。进一步对比测井数据,发现利用基阶、高阶模式频散曲线进行多模式联合反演可精确地反演地层结构,使经济、高效地获得表层结构成为可能。

关键词：微动瑞雷波高阶面波基阶面波频率—贝塞尔变换(F‑J) 空间自相关(SPAC)

基于频率-贝塞尔变换法的浅地表三维S波速度成像

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地球物理学进展 2023年第3期38卷 1317-1327页

作者：陈春林刘四新师伟代郑吉林大学地球探测科学与技术学院长春130061

100 m以内浅地表的高精度勘探对城市发展具有重要意义,近年来利用环境噪声研究浅地表横波速度结构的被动源面波勘探方法得到快速发展.为探讨频率-贝塞尔变换法在浅地表勘探中的应用效果,本文将频率-贝塞尔变换法应用到杭州东部某地区布... 详细信息

100 m以内浅地表的高精度勘探对城市发展具有重要意义,近年来利用环境噪声研究浅地表横波速度结构的被动源面波勘探方法得到快速发展.为探讨频率-贝塞尔变换法在浅地表勘探中的应用效果,本文将频率-贝塞尔变换法应用到杭州东部某地区布设的小尺度密集台网的环境噪声数据中,有效地从环境噪声中提取了基阶和高阶面波频散曲线.利用提取的各阶频散曲线联合反演了该地区浅地表的横波速度结构,并将反演结果与Chen的Maps法、层析成像结果和测井数据进行对比.结果表明:频率-贝塞尔变换法较于Maps法具有更高的水平和垂直分辨率;在反演横波速度结构时,加入高阶面波频散曲线能够加强深部的约束效果,使深部的反演结果更接近测井值;其在小尺度的浅地表勘探中也具有较好的应用效果.研究为浅地表高精度被动源面波勘探方法的选择和频率-贝塞尔变换法在小尺度地区的应用提供了指导.

关键词：频率-贝塞尔变换环境噪声高阶面波 S波速度结构

基于频率—贝塞尔变换法的浅地表三维S波速度结构成像研究

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基于频率—贝塞尔变换法的浅地表三维S波速度结构成像研究

作者：陈春林吉林大学

学位级别：硕士

随着人类社会现代化速度加快,人们对于更加美好的生活方式日益增长,地表资源已经不能满足这些需求。因此,开发和利用城市地下空间也愈发重要。特别是地下100米以内的浅地表层,它们可以满足我们日常生活中的各种需求,包括轨道交通、水利... 详细信息

随着人类社会现代化速度加快,人们对于更加美好的生活方式日益增长,地表资源已经不能满足这些需求。因此,开发和利用城市地下空间也愈发重要。特别是地下100米以内的浅地表层,它们可以满足我们日常生活中的各种需求,包括轨道交通、水利工程、电缆通讯工程、油气输送和生活娱乐等。近年来,为满足浅地表的岩土工程需求,面波勘探方法在探测城市地下空间结构中得到了广泛的应用。与人类活动较少的野外勘探相比,城镇人口密集,存在严重的噪声干扰,作业时要求高效无损,且不影响生活秩序,常规的主动源面波勘探面临着巨大的挑战。因此基于环境噪声的被动源面波勘探方法应运而生,其在浅地表勘探中得到了广泛的应用。检波器接收到的噪声信号是基阶和高阶面波共同作用的结果,而传统的背景噪声频散成像方法对高阶面波的分辨率有限,得到的频散谱中各阶面波容易混叠,不利于高阶频散曲线的提取。对于复杂的地质结构,特别是含有软弱层的情况下,反演地下介质的横波速度结构时引入高阶频散曲线不仅可以降低反演的多解性,而且还能显著提高反演的收敛速度和准确性。为此,本文采用Wang提出的频率-贝塞尔变换法(F-J Method),以获得更高分辨率的高阶频散曲线,并将其应用于浅地表的环境噪声数据中。文中详细介绍了空间自相关法、互相关相移法和频率-贝塞尔变换法等三种频散成像方法,并通过模拟实验对比分析了F-J法和相移法提取高阶频散曲线的成像效果,验证了频率-贝塞尔变换法在浅地表面波频散成像的可行性。基于该方法,本文通过数值模拟进一步讨论了几何参数对F-J法的影响。理论上:F-J法对观测系统的布置要求较低,直线形、L形、矩形和随机分布的观测系统都能得到清晰的各阶频散曲线,其中检波器随机分布的观测系统频散成像效果优于其他排列观测系统,这使得F-J法能适用更多的场地环境。观测系统的布设面积越大,F-J法得到的频散谱的分辨率越高。对于接收阵列附近存在的定向噪声源,F-J法具有良好的抗噪效果,也能清晰地计算出各阶频散曲线。为了验证数值模拟实验所获得结论的可靠性,笔者将频率-贝塞尔变换法应用到两组实测案例中,均能提取出高阶频散曲线,最后通过反演获得了浅地表三维S波速度结构。经过将F-J法与Chen的MAPS法、层析成像法以及钻孔资料的计算结果加以比较,发现F-J法在深层反演中更加靠近测井资料。这表明,与MAPS法不同的是,由于F-J法提取了高阶面波信息,更有效地约束了深部地层的反演,提高了反演结果的准确性。在上述理论模拟和实测案例验证的基础上,证明了F-J法在浅地表三维S波速度结构成像上具有较大的应用前景。

关键词：浅地表勘探背景噪声频率-贝塞尔变换高阶面波 S波速度结构

频率-贝塞尔变换方法在巢湖滩涂浅层勘探上的应用

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物探化探计算技术 2021年第3期43卷 290-295页

作者：戴文杰潘磊王建楠杨振涛陈晓非中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 深圳市深远海油气勘探技术重点实验室(南方科技大学) 深圳518055 南方科技大学地球与空间科学系深圳518055

目前常用的基于背景噪声的面波方法反演地下速度结构,存在频率范围较低,对浅部不够敏感,无法有效提取高阶面波频散曲线的缺点。研究表明,高阶面波包含丰富的地下介质结构信息,在反演时加入高阶提供更多的约束,可降低反演非唯一性,提高... 详细信息

目前常用的基于背景噪声的面波方法反演地下速度结构,存在频率范围较低,对浅部不够敏感,无法有效提取高阶面波频散曲线的缺点。研究表明,高阶面波包含丰富的地下介质结构信息,在反演时加入高阶提供更多的约束,可降低反演非唯一性,提高反演结果准确性。这里用频率-贝塞尔变换方法对从安徽巢湖滩涂采集到的背景噪声数据进行处理,并使用拟牛顿法进行反演。对比了只用基阶频散信息和基阶、1阶频散曲线联合反演两种情况,结果表明,在结合了1阶频散信息后,得到了更为准确的浅部速度结构,说明频率-贝塞尔变换方法在浅层勘探中的应用是行之有效的。

关键词：背景噪声高阶面波频率-贝塞尔变换频散曲线联合反演

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利用天津爆炸中的面波反演浅层区域地下结构

利用天津爆炸中的面波反演浅层区域地下结构

基于Resnet++网络的面波频散曲线自动拾取

2018年中国地球科学联合学术年会

作者：冀战波王宝善苏金波中国地震局地球物理研究所新疆维吾尔自治区地震局

2015年8月12日晚,天津滨海新区塘沽开发区发生一次强烈的化学品爆炸事件,此次爆炸事件产生的强烈震动造成了周围建筑物严重损坏。在爆炸事件周围150km内的地震台站记录上,我们发现一列强烈的面波震相。面波周期大、能量强,对建筑物会造... 详细信息

2015年8月12日晚,天津滨海新区塘沽开发区发生一次强烈的化学品爆炸事件,此次爆炸事件产生的强烈震动造成了周围建筑物严重损坏。在爆炸事件周围150km内的地震台站记录上,我们发现一列强烈的面波震相。面波周期大、能量强,对建筑物会造成很大破坏。而盆地对面波的共振放大作用,会大大加重这种破坏(Chen et al. 2014, Graves, Pitarka and Somerville 1998)。利用此次爆炸的面波,我们开展了盆地中面波的分析和浅层地下结构的反演。

关键词：高阶面波面波反演频散曲线地下结构天津爆炸

来源： cnki会议评论

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