黏弹性介质中瑞利波频散曲线和衰减系数曲线的反演①

常冬梅1， 刘雪峰2

(1.天津职业技术师范大学天津市高速切削与精密加工重点实验室，天津 300222；

2.中国民航大学航空工程学院，天津 300300)

摘要：瑞利波具有能量大、信噪比高等特点，可以用来反演介质内部的力学信息，近年来在浅层地球物理勘探、深层地震学研究以及超声波无损检测等多个领域都有较广泛的应用。目前大多数瑞利波的应用中都假设介质是弹性的，然而实际中岩石、土壤和金属等介质都在一定程度上体现出了黏弹性。当介质的黏弹性较强时仍然采用弹性假设研究其中瑞利波的反演将增大误差，因此有必要考虑黏弹性介质中的瑞利波反演，但是目前这方面的研究仍不够深入。本文研究黏弹性介质中瑞利波频散曲线和衰减系数曲线的反演问题，给出其在半空间中联合反演的方法，并对该方法的误差进行分析。

关键词：瑞利波； 黏弹性； 波频散曲线; 衰减系数; 反演

收稿日期：①2014-08-20

基金项目：国家自然科学

作者简介：常冬梅(1983-),女(汉族),讲师,主要从事工程力学方面研究。E-mail:dm_chang@hotmail.com。

中图分类号:P631.4文献标志码：A

DOI:10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0739

Inversion of Rayleigh Wave Dispersion Curves and Attenuation

Coefficient Curves in Viscoelastic Medium

CHANG Dong-mei1, LIU Xue-feng2

(1.TianjinKeyLaboratoryofHighSpeedCuttingandPrecisionMachining,TianjinUniversityofTechnologyandEducation,

Tianjin300222,China; 2.SchoolofAeronauticalEngineering,CivilAviationUniversityofChina,Tianjin300300,China)

Abstract：Rayleigh waves always have a corresponding large amount of energy and a high signal-noise ratio that can be used for the inversion of mechanical information. In recent years, the Rayleigh wave method has been increasingly used in geophysical exploration, seismology, and ultrasonic non-destructive testing. To date, most Rayleigh wave applications are assumed to be in elastic media. However, media such as soil and rocks can show viscoelastic characteristics, and there will be an associated error if the medium is assumed to be elastic. Therefore, it is important to study the inversion of Rayleigh waves in viscoelastic media, and as yet there has been little research on this topic. In this study, we investigate the inversion problem of Rayleigh waves dispersion curves and attenuation coefficient curves, present a method to invert Rayleigh waves dispersion curves and attenuation coefficient curves, and analyze the error associated with this method.

Key words： Rayleigh wave; viscoelasticity; wave dispersion curve; attenuation coefficient; inversion

0引言

瑞利波法是一种新兴的地球物理勘探方法，由于该波能量大、信噪比高，越来越多地应用到浅层地球物理勘探[1]、深层地震学研究[2]以及超声波无损检测[3]等领域。目前在瑞利波的应用中大多假设介质是弹性的，然而实际中岩石、土壤和金属等介质都在一定程度上体现出黏弹性，使理论研究成果与实际现象有一定的出入，阻碍了瑞利波的应用。……