丁健华，宛新林，贺晓华（安徽建筑大学土木工程学院，安徽合肥，230601）



一种用于波速测试的正演和反演算法

丁健华，宛新林，贺晓华
（安徽建筑大学土木工程学院，安徽合肥，230601）

摘要：波速测试的正演和反演算法是通过地表或井间观测到的地震波走时，推算地下或井间的介质速度结构和地震波的传播路径。其步骤如下：（1）数据采集。（2）将地下介质离散成一定大小的网格并初始化慢度（速度的倒数）场，采用射线追踪技术推导各网格节点的射线路径和最小旅行时。（3）建立线性方程组。（4）反演求解线性方程组，并修正初始慢度模型。（5）重复（2）-（4）步骤，不断修正慢度场，直到满足精度要求为止。本文采用最短路径射线追踪正演算法和同时迭代重建（SIRT）反演算法在二维平面上进行求解计算，并且把得到的结果与传统单孔法比较，从而了解本文所采用的波速测试方法的可靠性、实用性及其精度情况。

关键词：最短路径射线追踪；SIRT算法；单孔法

0　引　言

土层波速，特别是剪切波速的研究具有重要意义，因为土层剪切波速关系到场地类别的划分、关系到砂土液化现象和土层的动剪切模量等。目前土层波速测试主要是分为实验室测试和现场原位测试。前者主要应用于场地复杂、无法进行原位测量的重要工程。现场测试波速的方法主要有单孔法、跨孔法和表面波法等。单孔法具有设备简单，操作方便，是应用的较多的原位测试技术，但是单孔法假设地下介质为水平层状结构和地震波沿直线路径传播，这都忽略了地下介质非均匀分布的影响，从而导致计算结果的误差。……