小波变换与广义S变换在瑞利波频散曲线提取中的应用

摘要

频散曲线提取是瑞利波测试中的一个关键问题，传统的提取方法主要基于Fourier谱，最大熵谱等谱分析方法，不能对信号进行局部分析，这就造成细节信息缺失而不能获得准确频散特性，因此寻找具有良好时频特性的方法进行瑞利波频散特性分析是一项非常有意义的工作。本文主要利用小波变换和广义S变换研究瑞利波频散特性，确定各方法在瑞利波频散曲线提取中的有效性和可行性,并改进已有算法，研究内容及成果如下：
　　（1）将连续小波变换应用到瑞利波频散曲线提取中，首先以半空间模型和几种典型地层模型为例验证了方法有效可行了；对方法稳定性进行讨论，结果表明，在实际工程中，应注意炮检距的选择的影响，一般情况下，采用大于2倍勘测深度，小于4倍勘测深度可以得到较稳定的结果。
　　（2）首次提出利用GST基于单道瑞利波信号提取瑞利波频散曲线。以半空间模型和四种典型地层模型为例确定方法的可行性，发现所得频散曲线为多阶模频散曲线的反映，曲线变化准确反映地层变化情况，方法有效可靠；将新方法与已有时频分析法进行比较，广义S变换法所得频散曲线在低频部分散乱点少且曲线较光滑；不同炮检距设置对频散曲线有一定影响，采用大于勘测深度，小于4倍勘测深度可以得到较稳定的结果。
　　（3）最后，针对基于单道法所得频散曲线不光滑、稳定性差的缺点，提出利用GST基于多道瑞利波信号提取瑞利波频散曲线，以四种典型地层模型下瑞利波数据为例验证方法有效性，所得曲线正确反映地层情况，相比基于单道法结果，频散曲线更加光滑稳定。
　　本文的研究为实际瑞利波勘探中频散曲线的提取提供了更为实用有效的方法，将会进一步促进瑞利波勘探法在工程中应用。

目录

小波变换与广义S变换在瑞利波频散曲线提取中的应用

STUDY ON ECTRACTION METHOD OF DISPERSION CURVE BY WAVELET TRANSFORM AND GENERALIZED S-TRANSFORM

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1课题的背景与来源

1.2 本课题研究的目的及意义

1.3研究现状和存在的问题

1.3.1瑞利波频散曲线提取方法的研究现状

1.3.2小波变换及S变换的研究现状

1.3.3连续小波变换提取频散曲线的研究现状

1.4本文的研究内容及主要方法

第2章 CWT和GST提取频散曲线的可行性

2.1引言

2.2瑞利波勘探

2.3连续小波变换

2.4 广义S变换

2.5 算法和程序可行性研究

2.6小结

第3章 基于CWT的瑞利波频散特性分析

3.1引言

3.2数据的来源

3.3瑞利波信号的CWT时频特性分析

3.4瑞利波频散曲线提取的基本算法

3.5 连续小波变换法提取瑞利波频散曲线的可行性分析

3.6几种地层模型下瑞利波数据的频散特性分析

3.7实测数据验证

3.8 CWT提取频散曲线的稳定性

3.9小结

第4章 基于GST的瑞利波频散特性分析

4.1引言

4.2方法的可行性分析

4.3几种典型地层模型下的瑞利波频散特性分析

4.4 结果的比较

4.5 GST法提取频散曲线的稳定性

4.6基于多道瑞利波信号的GST法

4.7小结

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢