地质地貌特征约束下的千将坪高速滑坡地震反演方法研究

We use seismic inversion to study Qianjiangping high-speed landslide, try to reveal the relation between the sliding mechanism and the seismic signals generated during the sliding. Two kinds of landslide seismic inversion methods are both examined. The result of waveform inversion can be used to speculate the sliding bed shape and the sliding direction without regard for the geology condition. From the inversion result based on the single force source model, we could retrive more sliding information. However, the model uses a simple sine curve as the source- time function for three components, which leads to deviation under complex geological condition. We study on an improved landslide seismic inversion method, using the landslide geological features to constrained the inversion process. The work includes seismic wave extraction, waveform inversion, single point source model establishment, and seismic inversion based on the model. Our goal is to restore the force and movement information during sliding.

为进一步揭示地震图与高速滑坡滑行机制之间的联系，将地震反演应用于千将坪大型高速滑坡的研究。通过地震反演还原滑坡的受力状况、推导滑坡启程阶段的运动特征。目前国际上使用的滑坡地震反演方法可分为两类：波形反演和基于单力模型的反演。波形反演完全不考虑滑坡的地质地貌特征，其结果能用于推测滑床形态和滑坡方向，在信号质量较好的情况下可估测滑坡物质总质量；基于模型的反演使用了简单的类正弦单力点源模型，能获得更多的滑坡运动信息，但在复杂滑坡地质环境的下，其结论存在较大误差。拟研究一种改进的滑坡地震反演方法，使用滑坡地质地貌特征约束反演过程，通过滑坡地震波提取，波形反演，以滑坡地质模型为依据建立单力点源模型，基于模型的地震反演等步骤，求取滑坡力学模型参数，以求较准确地还原滑坡期间的受力状况和运动状况。

为了揭示滑坡产生的地震图与大型高速滑坡滑行机制之间的联系，将地震反演应用于大型高速滑坡的研究。通过地震反演还原滑坡的受力状况、推导了千将坪滑坡与茂县滑坡启程与中程阶段的运动特征。本项目研究了一种改进的滑坡地震反演方法，将反演得到的受力函数视为一系列滑坡子事件的集合。首先，在宽频带内进行波形反演，以避免因提取信号不全而造成反演后受力函数不完整的问题；继而对受力函数进行时频分析，从频域上分割滑坡子事件；再基于滑体滑行模式从时域上进一步分割子事件；基于滑坡过程中多起子事件的特性将其对应至不同的滑坡地形；再整合全部滑坡子事件的特性与时间先后还原整个滑坡过程。其分析结果可与地质分析的结论、物理模型模拟以及数值分析的实验结果进行比照分析，对高速滑坡的滑行机制研究有促进作用，且在滑坡灾害的远程监控研究方面具有实际的意义。