瑞雷波频散曲线反演的线性约束问题研究

摘要

瑞雷波是沿着地表与空气界面传播的面波,携带了近地表横波速度的信息,它们的速度依赖于频率,一旦获取了频散曲线,就可以用它来反演地层的横波速度剖面.利用瑞雷波相速度反演地下介质的横波速度是一种有效的和可靠的地球物理方法,这项技术已被广泛应用于近地表地质调查和勘测.遗传算法在上世纪九十年代初期被推广并应用于地球物理问题,目的是在预先定义的有限参数空间内寻找一个能给出全局最优的数据适配模型,在瑞雷波频散曲线反演中收到较好的效果.对于地下地层速度递增的情况,由于先验信息的匮乏,在实际资料反演中如果分层过多,容易在迭代过程中产生局部极值的问题而导致反演结果不准确,本文提出了二次反演的方法,即在初次反演过程中确定为速度递增地层,进行含有线性约束的二次反演,以期得到更加准确的结果.在初次反演过程中，人为设定初始参数可以使目标函数迅速收敛;迭代次数越大反演结果未必越精确，在反演过程中需要选择合适的迭代次数;进行初次反演得到的结果对比发现，夹高速层模型与夹低速层模型所得结果优于地层速度递增模型;对于同样的地层速度递增模型，进行二次反演所得结果优于初次反演。