考慮區(qū)域特征的遞增型土層剪切波速反演.pdf

1、土層剪切波速是計(jì)算場(chǎng)地動(dòng)力響應(yīng)，判定建筑抗震場(chǎng)地類別的重要參數(shù)。準(zhǔn)確、快速獲取剪切波速結(jié)構(gòu)是地震工程的重要研究課題之一。近年來，基于小型地脈動(dòng)觀測(cè)臺(tái)陣記錄提取土層基階頻散曲線，進(jìn)而采用反演方法得到剪切波速結(jié)構(gòu)已成為鉆孔勘探之外的一種經(jīng)濟(jì)、便捷的有效手段，逐漸被工程人員采納。然這一反演問題本身存在多解性，即剪切波速結(jié)構(gòu)迥異的土層所對(duì)應(yīng)的頻散曲線較為一致。為此如何有效地規(guī)避這一問題，確保反演結(jié)果的可靠性是推廣這一手段在工程中應(yīng)用的難點(diǎn)。

2、r>　　本文針對(duì)基于脈動(dòng)臺(tái)陣觀測(cè)記錄獲取遞增型土層剪切波速這一問題，通過在反演過程中引入基于統(tǒng)計(jì)得到的土層剪切波速結(jié)構(gòu)的一般特征，在建立頻散曲線反演的逐分量自適蒙特卡洛法（MSCAMH）基礎(chǔ)上，建立了獲取概率意義上最接近實(shí)際土層結(jié)構(gòu)的剪切波速反演方法，實(shí)測(cè)結(jié)果表明，該方法具有較好的精度，同時(shí)能較好地規(guī)避頻散曲線多解這一問題，有效提高了反演結(jié)果的可靠性。具體研究工作包括：
　　1.通過提取黑龍江省內(nèi)地震危險(xiǎn)性評(píng)定報(bào)告中的鉆孔資料，統(tǒng)

3、計(jì)分析了該區(qū)域內(nèi)遞增型土層剪切波速結(jié)構(gòu)的基本特征。在此基礎(chǔ)上，討論了典型土層的基階瑞利頻散曲線特征：頻散曲線對(duì)表層及深部土層參數(shù)變化的敏感性大于其對(duì)中間土層參數(shù)變化的敏感性。最后計(jì)算出典型土層對(duì)應(yīng)的頻率—波長(zhǎng)變化曲線。
　　2.基于理論算例，深入分析 MSCAMH算法的性能。詳細(xì)分析了初始模型設(shè)置，目標(biāo)函數(shù)選取，建議分布方差和建議分布函數(shù)對(duì)算法精度、收斂性的影響。結(jié)果表明，合理的初始模型能有效提高算法的精度和收斂速度。因此有必要在

4、應(yīng)用該方法反演瑞利頻散曲線過程中，引入土層剪切波速結(jié)構(gòu)的區(qū)域性特征。針對(duì)基于地脈動(dòng)臺(tái)陣觀測(cè)提取所得瑞利頻散曲線在低頻與高頻段的失真問題，建議了一種新的目標(biāo)函數(shù)，在新的函數(shù)中提高了中低頻帶段目標(biāo)與模擬頻散曲線之間殘差所占的權(quán)重。在上述改進(jìn)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了結(jié)果較為穩(wěn)定土層剪切波速反演方法。
　　3.選取了區(qū)域內(nèi)存在鉆孔資料的某一場(chǎng)地，布設(shè)了多個(gè)地脈動(dòng)觀測(cè)臺(tái)陣，基于適用于靈活臺(tái)陣布設(shè)的擴(kuò)展空間自相關(guān)法獲得了土層的基階瑞利波頻散曲線，進(jìn)而