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近年来,瑞雷面波作为一种新的弹性波勘探方法,具有分辨率高、受场地影响小、检测设备简单、检测速度快等优点,因此广泛地应用于浅表层岩土工程勘察和灾害地质调查、无损检测等领域。瑞雷面波的频散特征与介质的紧密相关性是瑞雷面波勘探的物理基础。瑞雷面波资料处理的效果直接影响到地下介质性质及参数的准确性,所以如何准确反演地下介质参数是瑞雷面波探测技术的关键问题。本文主要研究瑞雷面波频散曲线正演计算和反演解释。
本文阐述了基于层状介质中的瑞雷面波的基本理论、频散曲线的快速标量传递算法。并采用凡友华等提出的快速标量传递算法计算了四种典型地层结构模型多阶模态瑞雷面波频散曲线。
本文将模拟退火反演算法融入遗传反演算法中,对传统遗传算法进行改进,即一方面将父代群体中1/4最优个体和子代1/2最优个体组成新的群体并进行退火选择,允许父代与子代竞争,另一方面根据模拟退火思想自适应调整交换概率Pc和变异概率Pm,从而形成改进的退火遗传反演算法,将遗传反演算法的全局搜索功能和模拟退火反演算法的局部搜索功能互相补充。利用改进的退火遗传反演算法来反演四种层状模型的理论频散曲线,结果表明,改进的退火遗传反演算法相比传统遗传反演算法,具有较快的收敛速度和较高的优化精度。
最后以工程实测面波数据为例,对实测面波数据提取的频散曲线进行反演解释,通过对比传统遗传反演算法和改进的退火遗传反演算法的反演结果,证明本文所研究的改进的退火遗传反演反演算法是有效的,精度更高,具有一定的优越性。
总之,改进的退火遗传反演算法将遗传反演算法的全局搜索功能和模拟退火反演算法的局部搜索功能互相补充,反演瑞雷面波频散曲线效果更为理想,具有一定的发展前景。