At present,the geological situation of seismic exploration is becoming more and more complicated.With the continuous development of seismic exploration,especially for viscoelastic media,the technical requirements for surface wave exploration are getting higher and higher.Love wave refers to the horizontal polarization shear wave in the surface layer after repeated reflections at the boundary of the surface layer.Love wave detection is one of the shallow surface detection method.It is very convenient and has high detection precision.Therefore,the study of Love wave has important theoretical and practical significance.In this paper,the Love wave single shot record is simulated by high order finite difference method in the case of horizontal layered complex geological.The comparison of the dispersion curves with the theoretical dispersion curves proves that the method proposed in this paper is correct.The influence of the viscoelastic medium on the Love wave dispersion curve is also discussed.Then,the least squares inversion is used to verify this conclusion.This paper provides a more complete theoretical basis for the high-precision surface wave inversion method.Finally,the field data inversion results show that the proposed method is effective and practicable.
Keywords:viscoelastic media
;
Love wave
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dispersion curve
ZHANG Bao-Wei, DONG Jin, WU Hua. A study of dispersion curves of Love waves in viscoelastic media and their application. Geophysical and Geochemical Exploration[J], 2020, 44(3): 599-606 doi:10.11720/wtyht.2020.1386
近十几年以来关于勒夫波的研究越来越受到广大学者的不断关注,2003年Winsborrow等[9]利用勒夫波数据获取了海洋沉积物的“地质—声学特性”的横向变化情况。2005年,Wang等[10]研究了在线性变化非均匀流体饱和多孔层状半空间中的勒夫波传播情况。2006年Safani等[11]实现了低速层情况下勒夫波的模拟和反演。2008年马志杰等[12]对勒夫波相速度频散曲线敏感性进行了比较分析。2010年,Luo等[13]基于标准交错网格有限差分法研究了完全弹性介质中3种典型地层的勒夫波频散特征。2012年,夏江海等[3]提出了多道勒夫波分析法(multichannel analysis of Love waves),反演获得了浅地表横波速度。2013年,夏江海、尹晓菲[14]采用弱衰减条件下勒夫波衰减系数的近似公式[15]反演得到了地层横波速度品质因子,避开了求解勒夫波复数频散方程问题。2016年,谢俊法等[16]采用无分裂复频移卷积完全匹配层边界条件,进行了粘弹介质的勒夫波数值模拟。2017年,伍敦仕等[17] 对粘弹介质勒夫波频散问题的统一解问题进行了研究,发现地下存在低速夹层时粘弹介质勒夫波频散曲线存在交叉现象。对于勒夫波的研究不少学者都作了卓有成效的工作,但在介质的粘弹性对勒夫波理论频散曲线有何影响方面的研究仍未见广泛开展。笔者拟通过求解频散方程获得勒夫波理论相速度频散曲线,采用高阶有限差分模拟得到粘弹介质情况下的勒夫波单炮记录并从中提取对应的频散曲线;对理论模型提取得到频散曲线与理论频散曲线开展对比研究,并进一步分析粘弹性介质对勒夫波频散曲线的影响;然后对频散曲线进行反演得到地下横波速度结构以验证方法的可行性和有效性;最后通过野外试验来进一步验证本文方法的实际应用效果。
As theory dictates, for a series of horizontal layers, a pure, plane, horizontally polarized shear (SH) wave refracts and reflects only SH waves and does not undergo wave-type conversion as do incident P or Sv waves. This is one reason the shallow SH-wave refraction method is popular. SH-wave refraction method usually works well defining near-surface shear-wave velocities. Only first arrival information is used in the SH-wave refraction method. Most SH-wave data contain a strong component of Love-wave energy. Love waves are surface waves that are formed from the constructive interference of multiple reflections of SH waves in the shallow subsurface. Unlike Rayleigh waves, the dispersive nature of Love waves is independent of P-wave velocity. Love-wave phase velocities of a layered earth model are a function of frequency and three groups of earth properties: SH-wave velocity, density, and thickness of layers. In theory, a fewer parameters make the inversion of Love waves more stable and reduce the degree of nonuniqueness. Approximating SH-wave velocity using Love-wave inversion for near-surface applications may become more appealing than Rayleigh-wave inversion because it possesses the following three advantages. (1) Numerical modeling results suggest the independence of P-wave velocity makes Love-wave dispersion curves simpler than Rayleigh waves. A complication of “Mode kissing” is an undesired and frequently occurring phenomenon in Rayleigh-wave analysis that causes mode misidentification. This phenomenon is less common in dispersion images of Love-wave energy. (2) Real-world examples demonstrated that dispersion images of Love-wave energy have a higher signal-to-noise ratio and more focus than those generated from Rayleigh waves. This advantage is related to the long geophone spreads commonly used for SH-wave refraction surveys, images of Love-wave energy from longer offsets are much cleaner and sharper than for closer offsets, which makes picking phase velocities of Love waves easier and more accurate. (3) Real-world examples demonstrated that inversion of Love-wave dispersion curves is less dependent on initial models and more stable than Rayleigh waves. This is due to Love-wave’s independence of P-wave velocity, which results in fewer unknowns in the MALW method compared to inversion methods of Rayleigh waves. This characteristic not only makes Love-wave dispersion curves simpler but also reduces the degree of nonuniqueness leading to more stable inversion of Love-wave dispersion curves.]]>
YinX, XiaJ, ShenC, et al.
Comparative analysis on penetrating depth of high-frequency Rayleigh and Love waves
A particular mode of surface waves possesses a unique phase velocity for each wavelength. Different wavelengths primarily reflect geological information at different depths. In practice, knowledge on penetrating depth of surface wave data is extremely important to define an earth model for inverting their phase velocities. For a layered model, we use the Jacobian matrix to investigate the relationship between wavelength and penetrating depth. The results show that a different mode of surface waves is sensitive to a different depth range. No matter for Rayleigh or Love waves, higher mode waves can penetrate deeper than fundamental mode waves do. For a normal model (S-wave velocity increases with depth) and given the same wavelength, the fundamental mode Rayleigh-wave data can "see" 1.3-1.4 times deeper than that of Love waves. In addition, the higher-mode components of the two waves can penetrate the same depth. Our numerical studies based on sensitivity analysis of fundamental mode waves of two kinds of irregular models, HVL (high-velocity-layer model) and LVL (low-velocity-layer model), suggest that both Rayleigh and Love waves are insensitive to the layers beneath an HVL or LVL and the HVL itself. Therefore, wavelengths required for estimating S-wave velocity of these layers are much longer than the normal model. (C) 2014 Elsevier B.V.
Lai CG, Rix GJ.
Solution of the Rayleigh eigenproblem in viscoelastic media
Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW) is one of the most widely used techniques in environmental and engineering geophysics to determine shear-wave velocities and dynamic properties, which is based on the elastic layered system theory. Wave propagation in the Earth, however, has been recognized as viscoelastic and the propagation of Rayleigh waves presents substantial differences in viscoelastic media as compared with elastic media. Therefore, it is necessary to carry out numerical simulation and dispersion analysis of Rayleigh waves in viscoelastic media to better understand Rayleigh-wave behaviors in the real world. We apply a pseudospectral method to the calculation of the spatial derivatives using a Chebyshev difference operator in the vertical direction and a Fourier difference operator in the horizontal direction based on the velocity-stress elastodynamic equations and relations of linear viscoelastic solids. This approach stretches the spatial discrete grid to have a minimum grid size near the free surface so that high accuracy and resolution are achieved at the free surface, which allows an effective incorporation of the free surface boundary conditions since the Chebyshev method is nonperiodic. We first use an elastic homogeneous half-space model to demonstrate the accuracy of the pseudospectral method comparing with the analytical solution, and verify the correctness of the numerical modeling results for a viscoelastic half-space comparing the phase velocities of Rayleigh wave between the theoretical values and the dispersive image generated by high-resolution linear Radon transform. We then simulate three types of two-layer models to analyze dispersive-energy characteristics for near-surface applications. Results demonstrate that the phase velocity of Rayleigh waves in viscoelastic media is relatively higher than in elastic media and the fundamental mode increases by 10-16% when the frequency is above 10 Hz due to the velocity dispersion of P and S waves. (C) 2011 Elsevier Ltd.
Love-wave propagation has been a topic of interest to crustal, earthquake, and engineering seismologists for many years because it is independent of Poisson’s ratio and more sensitive to shear (S)-wave velocity changes and layer thickness changes than are Rayleigh waves. It is well known that Love-wave generation requires the existence of a low S-wave velocity layer in a multilayered earth model. In order to study numerically the propagation of Love waves in a layered earth model and dispersion characteristics for near-surface applications, we simulate high-frequency (>5 Hz) Love waves by the staggered-grid finite-difference (FD) method. The air–earth boundary (the shear stress above the free surface) is treated using the stress-imaging technique. We use a two-layer model to demonstrate the accuracy of the staggered-grid modeling scheme. We also simulate four-layer models including a low-velocity layer (LVL) or a high-velocity layer (HVL) to analyze dispersive energy characteristics for near-surface applications. Results demonstrate that: (1) the staggered-grid FD code and stress-imaging technique are suitable for treating the free-surface boundary conditions for Love-wave modeling, (2) Love-wave inversion should be treated with extra care when a LVL exists because of a lack of LVL information in dispersions aggravating uncertainties in the inversion procedure, and (3) energy of high modes in a low-frequency range is very weak, so that it is difficult to estimate the cutoff frequency accurately, and “mode-crossing” occurs between the second higher and third higher modes when a HVL exists.
XiaJ, YinX, XuY.
Feasibility of determining Q of near-surface materials from Love waves
... 近十几年以来关于勒夫波的研究越来越受到广大学者的不断关注,2003年Winsborrow等[9]利用勒夫波数据获取了海洋沉积物的“地质—声学特性”的横向变化情况.2005年,Wang等[10]研究了在线性变化非均匀流体饱和多孔层状半空间中的勒夫波传播情况.2006年Safani等[11]实现了低速层情况下勒夫波的模拟和反演.2008年马志杰等[12]对勒夫波相速度频散曲线敏感性进行了比较分析.2010年,Luo等[13]基于标准交错网格有限差分法研究了完全弹性介质中3种典型地层的勒夫波频散特征.2012年,夏江海等[3]提出了多道勒夫波分析法(multichannel analysis of Love waves),反演获得了浅地表横波速度.2013年,夏江海、尹晓菲[14]采用弱衰减条件下勒夫波衰减系数的近似公式[15]反演得到了地层横波速度品质因子,避开了求解勒夫波复数频散方程问题.2016年,谢俊法等[16]采用无分裂复频移卷积完全匹配层边界条件,进行了粘弹介质的勒夫波数值模拟.2017年,伍敦仕等[17] 对粘弹介质勒夫波频散问题的统一解问题进行了研究,发现地下存在低速夹层时粘弹介质勒夫波频散曲线存在交叉现象.对于勒夫波的研究不少学者都作了卓有成效的工作,但在介质的粘弹性对勒夫波理论频散曲线有何影响方面的研究仍未见广泛开展.笔者拟通过求解频散方程获得勒夫波理论相速度频散曲线,采用高阶有限差分模拟得到粘弹介质情况下的勒夫波单炮记录并从中提取对应的频散曲线;对理论模型提取得到频散曲线与理论频散曲线开展对比研究,并进一步分析粘弹性介质对勒夫波频散曲线的影响;然后对频散曲线进行反演得到地下横波速度结构以验证方法的可行性和有效性;最后通过野外试验来进一步验证本文方法的实际应用效果. ...
Comparative analysis on penetrating depth of high-frequency Rayleigh and Love waves
Acquisition and inversion of Love wave data to measure the lateral variability of geo-acoustic properties of marine sediments
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2003
... 近十几年以来关于勒夫波的研究越来越受到广大学者的不断关注,2003年Winsborrow等[9]利用勒夫波数据获取了海洋沉积物的“地质—声学特性”的横向变化情况.2005年,Wang等[10]研究了在线性变化非均匀流体饱和多孔层状半空间中的勒夫波传播情况.2006年Safani等[11]实现了低速层情况下勒夫波的模拟和反演.2008年马志杰等[12]对勒夫波相速度频散曲线敏感性进行了比较分析.2010年,Luo等[13]基于标准交错网格有限差分法研究了完全弹性介质中3种典型地层的勒夫波频散特征.2012年,夏江海等[3]提出了多道勒夫波分析法(multichannel analysis of Love waves),反演获得了浅地表横波速度.2013年,夏江海、尹晓菲[14]采用弱衰减条件下勒夫波衰减系数的近似公式[15]反演得到了地层横波速度品质因子,避开了求解勒夫波复数频散方程问题.2016年,谢俊法等[16]采用无分裂复频移卷积完全匹配层边界条件,进行了粘弹介质的勒夫波数值模拟.2017年,伍敦仕等[17] 对粘弹介质勒夫波频散问题的统一解问题进行了研究,发现地下存在低速夹层时粘弹介质勒夫波频散曲线存在交叉现象.对于勒夫波的研究不少学者都作了卓有成效的工作,但在介质的粘弹性对勒夫波理论频散曲线有何影响方面的研究仍未见广泛开展.笔者拟通过求解频散方程获得勒夫波理论相速度频散曲线,采用高阶有限差分模拟得到粘弹介质情况下的勒夫波单炮记录并从中提取对应的频散曲线;对理论模型提取得到频散曲线与理论频散曲线开展对比研究,并进一步分析粘弹性介质对勒夫波频散曲线的影响;然后对频散曲线进行反演得到地下横波速度结构以验证方法的可行性和有效性;最后通过野外试验来进一步验证本文方法的实际应用效果. ...
Propagation of Love waves in an inhomogeneous fluid saturated porous layered half-space with properties varying exponentially
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2005
... 近十几年以来关于勒夫波的研究越来越受到广大学者的不断关注,2003年Winsborrow等[9]利用勒夫波数据获取了海洋沉积物的“地质—声学特性”的横向变化情况.2005年,Wang等[10]研究了在线性变化非均匀流体饱和多孔层状半空间中的勒夫波传播情况.2006年Safani等[11]实现了低速层情况下勒夫波的模拟和反演.2008年马志杰等[12]对勒夫波相速度频散曲线敏感性进行了比较分析.2010年,Luo等[13]基于标准交错网格有限差分法研究了完全弹性介质中3种典型地层的勒夫波频散特征.2012年,夏江海等[3]提出了多道勒夫波分析法(multichannel analysis of Love waves),反演获得了浅地表横波速度.2013年,夏江海、尹晓菲[14]采用弱衰减条件下勒夫波衰减系数的近似公式[15]反演得到了地层横波速度品质因子,避开了求解勒夫波复数频散方程问题.2016年,谢俊法等[16]采用无分裂复频移卷积完全匹配层边界条件,进行了粘弹介质的勒夫波数值模拟.2017年,伍敦仕等[17] 对粘弹介质勒夫波频散问题的统一解问题进行了研究,发现地下存在低速夹层时粘弹介质勒夫波频散曲线存在交叉现象.对于勒夫波的研究不少学者都作了卓有成效的工作,但在介质的粘弹性对勒夫波理论频散曲线有何影响方面的研究仍未见广泛开展.笔者拟通过求解频散方程获得勒夫波理论相速度频散曲线,采用高阶有限差分模拟得到粘弹介质情况下的勒夫波单炮记录并从中提取对应的频散曲线;对理论模型提取得到频散曲线与理论频散曲线开展对比研究,并进一步分析粘弹性介质对勒夫波频散曲线的影响;然后对频散曲线进行反演得到地下横波速度结构以验证方法的可行性和有效性;最后通过野外试验来进一步验证本文方法的实际应用效果. ...
Love wave modelling and inversion for low velocity layer cases
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2006
... 近十几年以来关于勒夫波的研究越来越受到广大学者的不断关注,2003年Winsborrow等[9]利用勒夫波数据获取了海洋沉积物的“地质—声学特性”的横向变化情况.2005年,Wang等[10]研究了在线性变化非均匀流体饱和多孔层状半空间中的勒夫波传播情况.2006年Safani等[11]实现了低速层情况下勒夫波的模拟和反演.2008年马志杰等[12]对勒夫波相速度频散曲线敏感性进行了比较分析.2010年,Luo等[13]基于标准交错网格有限差分法研究了完全弹性介质中3种典型地层的勒夫波频散特征.2012年,夏江海等[3]提出了多道勒夫波分析法(multichannel analysis of Love waves),反演获得了浅地表横波速度.2013年,夏江海、尹晓菲[14]采用弱衰减条件下勒夫波衰减系数的近似公式[15]反演得到了地层横波速度品质因子,避开了求解勒夫波复数频散方程问题.2016年,谢俊法等[16]采用无分裂复频移卷积完全匹配层边界条件,进行了粘弹介质的勒夫波数值模拟.2017年,伍敦仕等[17] 对粘弹介质勒夫波频散问题的统一解问题进行了研究,发现地下存在低速夹层时粘弹介质勒夫波频散曲线存在交叉现象.对于勒夫波的研究不少学者都作了卓有成效的工作,但在介质的粘弹性对勒夫波理论频散曲线有何影响方面的研究仍未见广泛开展.笔者拟通过求解频散方程获得勒夫波理论相速度频散曲线,采用高阶有限差分模拟得到粘弹介质情况下的勒夫波单炮记录并从中提取对应的频散曲线;对理论模型提取得到频散曲线与理论频散曲线开展对比研究,并进一步分析粘弹性介质对勒夫波频散曲线的影响;然后对频散曲线进行反演得到地下横波速度结构以验证方法的可行性和有效性;最后通过野外试验来进一步验证本文方法的实际应用效果. ...
Love波相速度频散曲线敏感性比较
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2008
... 近十几年以来关于勒夫波的研究越来越受到广大学者的不断关注,2003年Winsborrow等[9]利用勒夫波数据获取了海洋沉积物的“地质—声学特性”的横向变化情况.2005年,Wang等[10]研究了在线性变化非均匀流体饱和多孔层状半空间中的勒夫波传播情况.2006年Safani等[11]实现了低速层情况下勒夫波的模拟和反演.2008年马志杰等[12]对勒夫波相速度频散曲线敏感性进行了比较分析.2010年,Luo等[13]基于标准交错网格有限差分法研究了完全弹性介质中3种典型地层的勒夫波频散特征.2012年,夏江海等[3]提出了多道勒夫波分析法(multichannel analysis of Love waves),反演获得了浅地表横波速度.2013年,夏江海、尹晓菲[14]采用弱衰减条件下勒夫波衰减系数的近似公式[15]反演得到了地层横波速度品质因子,避开了求解勒夫波复数频散方程问题.2016年,谢俊法等[16]采用无分裂复频移卷积完全匹配层边界条件,进行了粘弹介质的勒夫波数值模拟.2017年,伍敦仕等[17] 对粘弹介质勒夫波频散问题的统一解问题进行了研究,发现地下存在低速夹层时粘弹介质勒夫波频散曲线存在交叉现象.对于勒夫波的研究不少学者都作了卓有成效的工作,但在介质的粘弹性对勒夫波理论频散曲线有何影响方面的研究仍未见广泛开展.笔者拟通过求解频散方程获得勒夫波理论相速度频散曲线,采用高阶有限差分模拟得到粘弹介质情况下的勒夫波单炮记录并从中提取对应的频散曲线;对理论模型提取得到频散曲线与理论频散曲线开展对比研究,并进一步分析粘弹性介质对勒夫波频散曲线的影响;然后对频散曲线进行反演得到地下横波速度结构以验证方法的可行性和有效性;最后通过野外试验来进一步验证本文方法的实际应用效果. ...
Love波相速度频散曲线敏感性比较
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2008
... 近十几年以来关于勒夫波的研究越来越受到广大学者的不断关注,2003年Winsborrow等[9]利用勒夫波数据获取了海洋沉积物的“地质—声学特性”的横向变化情况.2005年,Wang等[10]研究了在线性变化非均匀流体饱和多孔层状半空间中的勒夫波传播情况.2006年Safani等[11]实现了低速层情况下勒夫波的模拟和反演.2008年马志杰等[12]对勒夫波相速度频散曲线敏感性进行了比较分析.2010年,Luo等[13]基于标准交错网格有限差分法研究了完全弹性介质中3种典型地层的勒夫波频散特征.2012年,夏江海等[3]提出了多道勒夫波分析法(multichannel analysis of Love waves),反演获得了浅地表横波速度.2013年,夏江海、尹晓菲[14]采用弱衰减条件下勒夫波衰减系数的近似公式[15]反演得到了地层横波速度品质因子,避开了求解勒夫波复数频散方程问题.2016年,谢俊法等[16]采用无分裂复频移卷积完全匹配层边界条件,进行了粘弹介质的勒夫波数值模拟.2017年,伍敦仕等[17] 对粘弹介质勒夫波频散问题的统一解问题进行了研究,发现地下存在低速夹层时粘弹介质勒夫波频散曲线存在交叉现象.对于勒夫波的研究不少学者都作了卓有成效的工作,但在介质的粘弹性对勒夫波理论频散曲线有何影响方面的研究仍未见广泛开展.笔者拟通过求解频散方程获得勒夫波理论相速度频散曲线,采用高阶有限差分模拟得到粘弹介质情况下的勒夫波单炮记录并从中提取对应的频散曲线;对理论模型提取得到频散曲线与理论频散曲线开展对比研究,并进一步分析粘弹性介质对勒夫波频散曲线的影响;然后对频散曲线进行反演得到地下横波速度结构以验证方法的可行性和有效性;最后通过野外试验来进一步验证本文方法的实际应用效果. ...
Finite-difference modeling and dispersion analysis of high-frequency love waves for near-surface applications
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2010
... 近十几年以来关于勒夫波的研究越来越受到广大学者的不断关注,2003年Winsborrow等[9]利用勒夫波数据获取了海洋沉积物的“地质—声学特性”的横向变化情况.2005年,Wang等[10]研究了在线性变化非均匀流体饱和多孔层状半空间中的勒夫波传播情况.2006年Safani等[11]实现了低速层情况下勒夫波的模拟和反演.2008年马志杰等[12]对勒夫波相速度频散曲线敏感性进行了比较分析.2010年,Luo等[13]基于标准交错网格有限差分法研究了完全弹性介质中3种典型地层的勒夫波频散特征.2012年,夏江海等[3]提出了多道勒夫波分析法(multichannel analysis of Love waves),反演获得了浅地表横波速度.2013年,夏江海、尹晓菲[14]采用弱衰减条件下勒夫波衰减系数的近似公式[15]反演得到了地层横波速度品质因子,避开了求解勒夫波复数频散方程问题.2016年,谢俊法等[16]采用无分裂复频移卷积完全匹配层边界条件,进行了粘弹介质的勒夫波数值模拟.2017年,伍敦仕等[17] 对粘弹介质勒夫波频散问题的统一解问题进行了研究,发现地下存在低速夹层时粘弹介质勒夫波频散曲线存在交叉现象.对于勒夫波的研究不少学者都作了卓有成效的工作,但在介质的粘弹性对勒夫波理论频散曲线有何影响方面的研究仍未见广泛开展.笔者拟通过求解频散方程获得勒夫波理论相速度频散曲线,采用高阶有限差分模拟得到粘弹介质情况下的勒夫波单炮记录并从中提取对应的频散曲线;对理论模型提取得到频散曲线与理论频散曲线开展对比研究,并进一步分析粘弹性介质对勒夫波频散曲线的影响;然后对频散曲线进行反演得到地下横波速度结构以验证方法的可行性和有效性;最后通过野外试验来进一步验证本文方法的实际应用效果. ...
Feasibility of determining Q of near-surface materials from Love waves
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2013
... 近十几年以来关于勒夫波的研究越来越受到广大学者的不断关注,2003年Winsborrow等[9]利用勒夫波数据获取了海洋沉积物的“地质—声学特性”的横向变化情况.2005年,Wang等[10]研究了在线性变化非均匀流体饱和多孔层状半空间中的勒夫波传播情况.2006年Safani等[11]实现了低速层情况下勒夫波的模拟和反演.2008年马志杰等[12]对勒夫波相速度频散曲线敏感性进行了比较分析.2010年,Luo等[13]基于标准交错网格有限差分法研究了完全弹性介质中3种典型地层的勒夫波频散特征.2012年,夏江海等[3]提出了多道勒夫波分析法(multichannel analysis of Love waves),反演获得了浅地表横波速度.2013年,夏江海、尹晓菲[14]采用弱衰减条件下勒夫波衰减系数的近似公式[15]反演得到了地层横波速度品质因子,避开了求解勒夫波复数频散方程问题.2016年,谢俊法等[16]采用无分裂复频移卷积完全匹配层边界条件,进行了粘弹介质的勒夫波数值模拟.2017年,伍敦仕等[17] 对粘弹介质勒夫波频散问题的统一解问题进行了研究,发现地下存在低速夹层时粘弹介质勒夫波频散曲线存在交叉现象.对于勒夫波的研究不少学者都作了卓有成效的工作,但在介质的粘弹性对勒夫波理论频散曲线有何影响方面的研究仍未见广泛开展.笔者拟通过求解频散方程获得勒夫波理论相速度频散曲线,采用高阶有限差分模拟得到粘弹介质情况下的勒夫波单炮记录并从中提取对应的频散曲线;对理论模型提取得到频散曲线与理论频散曲线开展对比研究,并进一步分析粘弹性介质对勒夫波频散曲线的影响;然后对频散曲线进行反演得到地下横波速度结构以验证方法的可行性和有效性;最后通过野外试验来进一步验证本文方法的实际应用效果. ...
Attenuation of Seismic Energy in the Upper Mantle
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1965
... 近十几年以来关于勒夫波的研究越来越受到广大学者的不断关注,2003年Winsborrow等[9]利用勒夫波数据获取了海洋沉积物的“地质—声学特性”的横向变化情况.2005年,Wang等[10]研究了在线性变化非均匀流体饱和多孔层状半空间中的勒夫波传播情况.2006年Safani等[11]实现了低速层情况下勒夫波的模拟和反演.2008年马志杰等[12]对勒夫波相速度频散曲线敏感性进行了比较分析.2010年,Luo等[13]基于标准交错网格有限差分法研究了完全弹性介质中3种典型地层的勒夫波频散特征.2012年,夏江海等[3]提出了多道勒夫波分析法(multichannel analysis of Love waves),反演获得了浅地表横波速度.2013年,夏江海、尹晓菲[14]采用弱衰减条件下勒夫波衰减系数的近似公式[15]反演得到了地层横波速度品质因子,避开了求解勒夫波复数频散方程问题.2016年,谢俊法等[16]采用无分裂复频移卷积完全匹配层边界条件,进行了粘弹介质的勒夫波数值模拟.2017年,伍敦仕等[17] 对粘弹介质勒夫波频散问题的统一解问题进行了研究,发现地下存在低速夹层时粘弹介质勒夫波频散曲线存在交叉现象.对于勒夫波的研究不少学者都作了卓有成效的工作,但在介质的粘弹性对勒夫波理论频散曲线有何影响方面的研究仍未见广泛开展.笔者拟通过求解频散方程获得勒夫波理论相速度频散曲线,采用高阶有限差分模拟得到粘弹介质情况下的勒夫波单炮记录并从中提取对应的频散曲线;对理论模型提取得到频散曲线与理论频散曲线开展对比研究,并进一步分析粘弹性介质对勒夫波频散曲线的影响;然后对频散曲线进行反演得到地下横波速度结构以验证方法的可行性和有效性;最后通过野外试验来进一步验证本文方法的实际应用效果. ...
基于无分裂复频移卷积完全匹配层边界的黏弹介质勒夫波模拟
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2016
... 近十几年以来关于勒夫波的研究越来越受到广大学者的不断关注,2003年Winsborrow等[9]利用勒夫波数据获取了海洋沉积物的“地质—声学特性”的横向变化情况.2005年,Wang等[10]研究了在线性变化非均匀流体饱和多孔层状半空间中的勒夫波传播情况.2006年Safani等[11]实现了低速层情况下勒夫波的模拟和反演.2008年马志杰等[12]对勒夫波相速度频散曲线敏感性进行了比较分析.2010年,Luo等[13]基于标准交错网格有限差分法研究了完全弹性介质中3种典型地层的勒夫波频散特征.2012年,夏江海等[3]提出了多道勒夫波分析法(multichannel analysis of Love waves),反演获得了浅地表横波速度.2013年,夏江海、尹晓菲[14]采用弱衰减条件下勒夫波衰减系数的近似公式[15]反演得到了地层横波速度品质因子,避开了求解勒夫波复数频散方程问题.2016年,谢俊法等[16]采用无分裂复频移卷积完全匹配层边界条件,进行了粘弹介质的勒夫波数值模拟.2017年,伍敦仕等[17] 对粘弹介质勒夫波频散问题的统一解问题进行了研究,发现地下存在低速夹层时粘弹介质勒夫波频散曲线存在交叉现象.对于勒夫波的研究不少学者都作了卓有成效的工作,但在介质的粘弹性对勒夫波理论频散曲线有何影响方面的研究仍未见广泛开展.笔者拟通过求解频散方程获得勒夫波理论相速度频散曲线,采用高阶有限差分模拟得到粘弹介质情况下的勒夫波单炮记录并从中提取对应的频散曲线;对理论模型提取得到频散曲线与理论频散曲线开展对比研究,并进一步分析粘弹性介质对勒夫波频散曲线的影响;然后对频散曲线进行反演得到地下横波速度结构以验证方法的可行性和有效性;最后通过野外试验来进一步验证本文方法的实际应用效果. ...
基于无分裂复频移卷积完全匹配层边界的黏弹介质勒夫波模拟
1
2016
... 近十几年以来关于勒夫波的研究越来越受到广大学者的不断关注,2003年Winsborrow等[9]利用勒夫波数据获取了海洋沉积物的“地质—声学特性”的横向变化情况.2005年,Wang等[10]研究了在线性变化非均匀流体饱和多孔层状半空间中的勒夫波传播情况.2006年Safani等[11]实现了低速层情况下勒夫波的模拟和反演.2008年马志杰等[12]对勒夫波相速度频散曲线敏感性进行了比较分析.2010年,Luo等[13]基于标准交错网格有限差分法研究了完全弹性介质中3种典型地层的勒夫波频散特征.2012年,夏江海等[3]提出了多道勒夫波分析法(multichannel analysis of Love waves),反演获得了浅地表横波速度.2013年,夏江海、尹晓菲[14]采用弱衰减条件下勒夫波衰减系数的近似公式[15]反演得到了地层横波速度品质因子,避开了求解勒夫波复数频散方程问题.2016年,谢俊法等[16]采用无分裂复频移卷积完全匹配层边界条件,进行了粘弹介质的勒夫波数值模拟.2017年,伍敦仕等[17] 对粘弹介质勒夫波频散问题的统一解问题进行了研究,发现地下存在低速夹层时粘弹介质勒夫波频散曲线存在交叉现象.对于勒夫波的研究不少学者都作了卓有成效的工作,但在介质的粘弹性对勒夫波理论频散曲线有何影响方面的研究仍未见广泛开展.笔者拟通过求解频散方程获得勒夫波理论相速度频散曲线,采用高阶有限差分模拟得到粘弹介质情况下的勒夫波单炮记录并从中提取对应的频散曲线;对理论模型提取得到频散曲线与理论频散曲线开展对比研究,并进一步分析粘弹性介质对勒夫波频散曲线的影响;然后对频散曲线进行反演得到地下横波速度结构以验证方法的可行性和有效性;最后通过野外试验来进一步验证本文方法的实际应用效果. ...
黏弹介质中勒夫波频散问题的统一解及其动态特征分析
1
2017
... 近十几年以来关于勒夫波的研究越来越受到广大学者的不断关注,2003年Winsborrow等[9]利用勒夫波数据获取了海洋沉积物的“地质—声学特性”的横向变化情况.2005年,Wang等[10]研究了在线性变化非均匀流体饱和多孔层状半空间中的勒夫波传播情况.2006年Safani等[11]实现了低速层情况下勒夫波的模拟和反演.2008年马志杰等[12]对勒夫波相速度频散曲线敏感性进行了比较分析.2010年,Luo等[13]基于标准交错网格有限差分法研究了完全弹性介质中3种典型地层的勒夫波频散特征.2012年,夏江海等[3]提出了多道勒夫波分析法(multichannel analysis of Love waves),反演获得了浅地表横波速度.2013年,夏江海、尹晓菲[14]采用弱衰减条件下勒夫波衰减系数的近似公式[15]反演得到了地层横波速度品质因子,避开了求解勒夫波复数频散方程问题.2016年,谢俊法等[16]采用无分裂复频移卷积完全匹配层边界条件,进行了粘弹介质的勒夫波数值模拟.2017年,伍敦仕等[17] 对粘弹介质勒夫波频散问题的统一解问题进行了研究,发现地下存在低速夹层时粘弹介质勒夫波频散曲线存在交叉现象.对于勒夫波的研究不少学者都作了卓有成效的工作,但在介质的粘弹性对勒夫波理论频散曲线有何影响方面的研究仍未见广泛开展.笔者拟通过求解频散方程获得勒夫波理论相速度频散曲线,采用高阶有限差分模拟得到粘弹介质情况下的勒夫波单炮记录并从中提取对应的频散曲线;对理论模型提取得到频散曲线与理论频散曲线开展对比研究,并进一步分析粘弹性介质对勒夫波频散曲线的影响;然后对频散曲线进行反演得到地下横波速度结构以验证方法的可行性和有效性;最后通过野外试验来进一步验证本文方法的实际应用效果. ...
黏弹介质中勒夫波频散问题的统一解及其动态特征分析
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2017
... 近十几年以来关于勒夫波的研究越来越受到广大学者的不断关注,2003年Winsborrow等[9]利用勒夫波数据获取了海洋沉积物的“地质—声学特性”的横向变化情况.2005年,Wang等[10]研究了在线性变化非均匀流体饱和多孔层状半空间中的勒夫波传播情况.2006年Safani等[11]实现了低速层情况下勒夫波的模拟和反演.2008年马志杰等[12]对勒夫波相速度频散曲线敏感性进行了比较分析.2010年,Luo等[13]基于标准交错网格有限差分法研究了完全弹性介质中3种典型地层的勒夫波频散特征.2012年,夏江海等[3]提出了多道勒夫波分析法(multichannel analysis of Love waves),反演获得了浅地表横波速度.2013年,夏江海、尹晓菲[14]采用弱衰减条件下勒夫波衰减系数的近似公式[15]反演得到了地层横波速度品质因子,避开了求解勒夫波复数频散方程问题.2016年,谢俊法等[16]采用无分裂复频移卷积完全匹配层边界条件,进行了粘弹介质的勒夫波数值模拟.2017年,伍敦仕等[17] 对粘弹介质勒夫波频散问题的统一解问题进行了研究,发现地下存在低速夹层时粘弹介质勒夫波频散曲线存在交叉现象.对于勒夫波的研究不少学者都作了卓有成效的工作,但在介质的粘弹性对勒夫波理论频散曲线有何影响方面的研究仍未见广泛开展.笔者拟通过求解频散方程获得勒夫波理论相速度频散曲线,采用高阶有限差分模拟得到粘弹介质情况下的勒夫波单炮记录并从中提取对应的频散曲线;对理论模型提取得到频散曲线与理论频散曲线开展对比研究,并进一步分析粘弹性介质对勒夫波频散曲线的影响;然后对频散曲线进行反演得到地下横波速度结构以验证方法的可行性和有效性;最后通过野外试验来进一步验证本文方法的实际应用效果. ...
In-Situ viscoelastic soil parameter estimation using love wave inversion