瑞雷波频散曲线的分模态提取与联合反演
刘志友
1
，李子伟
2
，钟明峰
1
【摘
要】
瑞雷波在层状介质中传播具有频散特性，利用地震记录中的面波信息，
提取面波的频散曲线，反演可以建立近地表的横波速度结构模型。本文建立了
一个理论地质模型，理论合成面波地震记录，研究了频率波数域中面波频散曲
线的分模态提取，并利用等厚分层阻尼最小二乘反演方法对面波各模态的频散
曲线进行了分模态反演和联合反演。反演结果表明：瑞雷波基阶频散曲线的浅
层
(<10m)
反演结果与理论模型吻合最好，一阶高阶频散曲线在
15-30m
的反
演结果与理论模型吻合最好，联合反演在整个深度范围内都可以很好的吻合理
论模型，且反演结果的相对误差要低于分模态反演。
【期刊名称】
工程地球物理学报
【年
(
卷
),
期】
2012(009)005
【总页数】
7
【关键词】
瑞雷波；频散曲线；频率波数域；分模态提取；联合反演
1
引
言
地震波在固体介质中传播，分为横波和纵波，在自由界面处会相互发生干涉，
产生瑞雷波
[1]
。
1987
年，
Rayleigh
首次从理论上证明了瑞雷波的存在，其产
生于固体界面的自由表面，质点在波的传播方向垂直平面内振动，振动轨迹为
逆时针方向转动的椭圆
[1,2]
。
20
世纪
50
年代，人们发现瑞雷波在层状介质中
存在频散现象，最先被应用于地球内部结构的勘探研究，随后在工程勘探领域
得到了最为广泛的应用
[3,4]
。
1994
年，裴江云利用普通反射地震记录中的瑞雷波，进行了近地表的速度结构
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