易佳， 刘伊克 ， 胡昊， 张郁山， 杨宗奇

1 中国地震灾害防御中心， 北京 100029 2 中国科学院地质与地球物理研究所， 北京 100029 3 University of Houston, Houston Texas, 77204-5007, USA 4 中国石油集团东方地球物理勘探责任有限公司， 河北 涿州 072750

0 引言

在浅层地震勘探领域，由于面波在地震波场能量中占主导部分，而面波携带有丰富的地下介质的横波速度信息，因此横波速度被认为是一种十分重要的地震学参数(Aki and Richards, 1980).在地震工程领域，横波速度是确定场地土类别的重要参数和主要依据，从而用于场地地震反应分析计算，最终服务于场地的地震安全性评价(尤红兵等, 2009; 张郁山, 2009, 2010; Wang et al., 2019).因此，探明浅层精细的横波速度结构对于以上两个领域工作的开展意义重大.

自20世纪50年代面波的频散性质被发现后，在浅层速度结构的分析中，研究者们便利用面波的频散特性反演估计浅层横波速度结构.随着瞬态面波法的兴起和应用，面波频谱分析法(Stokoe and Nazarian, 1983; Stokoe et al., 1994)、多道面波分析法(Park et al., 1998; Xia et al., 1999, 2012)等通过提取面波的频散曲线，采用最小二乘局部优化算法或全局优化方法，反演频散曲线估计一系列的横波速度随深度变化的剖面(Beaty et al., 2002; Luo et al., 2007).通过对一维剖面的插值处理，可重建拟二维的横波速度结构(Boiero and Socco, 2010; Bergamo et al., 2012; Mi et al., 2017).随着波形反演(Pérez Solano et al., 2014; Liu et al., 2018)和波动方程走时反演(Yi et al., 2019)的飞速发展，基于波动方程的频散曲线反演(Li et al., 2017; Liu et al., 2019)和二维频散谱反演方法(Masoni et al., 2014; Zhang and Alkhalifah, 2019)随即发展起来，该类方法基于波形反演和波动方程走时反演的思想，通过建立频散曲线或二维的频散谱相关的目标函数，反传频散曲线或频散谱的残差直……