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物探与化探  2025, Vol. 49 Issue (4): 878-887    DOI: 10.11720/wtyht.2025.1447
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瞬态瑞利面波震源激发特性及多频散谱叠加融合研究
陈振华1(), 张升彪2, 曾棋艳3, 张大洲3()
1.广东交通实业投资有限公司, 广东 广州 510263
2.湖南致力科技有限公司, 湖南 长沙 410036
3.中南大学 地球科学与信息物理学院, 湖南 长沙 410083
Source excitation characteristics of transient Rayleigh surface waves and the superposition and fusion of multi-dispersion spectra
CHEN Zhen-Hua1(), ZHANG Sheng-Biao2, ZENG Qi-Yan3, ZHANG Da-Zhou3()
1. Guangdong Transportation Industry Investment Co., Ltd., Guangzhou 510263, China
2. Hunan Zhili Technology Co., Ltd., Changsha 410036, China
3. School of Geosciences and Info-physics, Central South University, Changsha 410083, China
全文: PDF(7819 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

在瞬态瑞利面波数据采集时,偏移距和震源质量选择是非常关键的因素,因此需要对不同偏移距和不同质量震源采集的面波数据所计算出的频散谱特征进行研究。本文通过理论和数值模拟分析研究了影响频散谱的关键因素,通过野外试验研究了不同激发位置、不同质量震源激发所采集到面波数据的频散谱特征,针对瞬态面波采集时震源在不同位置激发所获得的频散谱存在差异的问题,提出了一种多频散谱叠加融合方法。该方法可有效避免瞬态面波数据采集时由于震源位置不同导致的频散曲线差异,从而使得面波探测结果更加有效。

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陈振华
张升彪
曾棋艳
张大洲
关键词 瞬态瑞利面波震源频散谱叠加融合    
Abstract

Offset and source weight constitute critical factors influencing the data acquisition of transient Rayleigh surface waves. Hence, it is necessary to examine the characteristics of dispersion spectra derived from surface wave data acquired under different offsets and source weights. This study investigated the influence of the two critical factors on dispersion spectra through theoretical analysis and numerical simulation. Based on field experiments, this study delved into the characteristics of dispersion spectra from surface wave data collected at various excitation locations of seismic sources with different weights. To address the discrepancies in dispersion spectra caused by varying source locations during the data acquisition of transient surface waves, this study proposed a superposition and fusion method for multi-dispersion spectra, significantly enhancing the effectiveness of surface wave detection results.

Key wordstransient Rayleigh surface wave    seismic source    dispersion spectrum    superposition and fusion
收稿日期: 2024-11-12      修回日期: 2025-04-08      出版日期: 2025-08-20
ZTFLH:  P631.4  
基金资助:“广东省岩溶区高速公路桥梁工程地质勘察及风险评估指南研究”(JT2022YB28);湖南省自然科学基金项目(2023JJ30663)
通讯作者: 张大洲(1979-),男,副教授,主要从事面波正反演及应用研究工作。Email: dazhou2005@163.com
作者简介: 陈振华(1991-),男,工程师、硕士研究生,主要从事公路桥梁工程研究工作。Email: 309004318@qq.com
引用本文:   
陈振华, 张升彪, 曾棋艳, 张大洲. 瞬态瑞利面波震源激发特性及多频散谱叠加融合研究[J]. 物探与化探, 2025, 49(4): 878-887.
CHEN Zhen-Hua, ZHANG Sheng-Biao, ZENG Qi-Yan, ZHANG Da-Zhou. Source excitation characteristics of transient Rayleigh surface waves and the superposition and fusion of multi-dispersion spectra. Geophysical and Geochemical Exploration, 2025, 49(4): 878-887.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2025.1447      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2025/V49/I4/878
Fig.1  两层介质模型正演模拟地震波记录及频散谱
Fig.2  添加噪声后的地震波记录及频散谱
Fig.3  试验场地及震源实物照片
Fig.4  多偏移距面波观测系统示意
Fig.5  不同偏移距地震波记录(16磅锤)
Fig.6  不同偏移距计算得到频散谱(16磅锤)
Fig.7  不同偏移距频散谱叠加融合频散谱
Fig.8  不同偏移距频散曲线对比
Fig.9  不同质量锤击震源激发得到的地震波记录及其频散谱
Fig.10  不同质量锤击震源提取的地震子波波形及其频谱
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