海底沉积层中横波速度及衰减的表面波反演方法研究

Knowledge of shear-wave property of subsurface layers or seabed sediments is important for soil mechanics in geotechnical engineering, sediment stability in geohazard assessment, and shallow layer tomography in geophysics. As inversion methods of surface waves for shear-wave velocity profile are widely applied in geotechnics and much more ocean bottom seismic data is obtained, it is urgent to develop stable and practical inversion methods of shear-wave velocity and attenuation profiles for researchers to analyze the geoacoustic model of seabed sediments. Based on the model of seabed sediments, this project presents a technique for inversion of shear-wave velocity and attenuation profiles from interface waves' dispersion. Adressed on three issues i.e., numerical calculation of the forward model, extraction of dispersion curves, and inversion method of interface waves, the inversion method is used for seabed sediments. In addition, it is examined by experiments and advanced to new methods for seabottom exploration.

地表浅层或海底沉积层中横波特性的认识是土木工程中土壤力学机制、地质灾害评估中海底稳定性和地球物理学中浅地层声层析的重要研究内容。随着表面波反演方法在土木工程中估计横波速度剖面的广泛应用以及大量的海底地震数据的获得，如今为了分析海底沉积层地声模型需要开发稳定实用的横波速度和衰减剖面的反演方法。本项目以海底沉积层模型为基础，建立由表面波频散曲线估计横波速度和衰减剖面的反演方法。其中解决三个主要问题：正演模型的数值计算、频散曲线的提取和表面波反演方法。另外设计实验，通过实验不仅对反演方法进行检验而且可促进新方法的形成。

地表浅层或海底沉积层中横波特性的认识是土木工程中土壤力学机制、地质灾害评估中海底稳定性和地球物理学中浅地层声层析的重要研究内容。随着表面波反演方法在土木工程中估计横波速度剖面的广泛应用以及大量的海底地震数据的获得，如今为了分析海底沉积层地声模型需要开发稳定实用的横波速度和衰减剖面的反演方法。本项目完成了海底沉积层模型的表面波（包括Scholte波和Love波）的速度频散曲线计算，结合表面波相速度及衰减的频散分析方法，实现了粘弹海底沉积层模型中横波速度和衰减的表面波反演方法。利用OBS数据对反演方法进行了验证，注意到在Scholte波和Love波反演中所获得的横波速度不同，可以用于海底各向异性的估计。在工程物探（由于普遍存在裂隙等非均匀）中能够给出一些物理现象，需要进一步探索应用的可能性。另外在载人潜水器载人舱模型的设计中，结合球壳的无损检测尝试将该方法应用于球壳舱体高压下的声发射听测技术中，以拓宽开展相关的基础研究工作。