用微動臺陣記錄聯合反演場地淺層速度結構--以唐山響嘡臺3#場地為例

作者：王繼鑫,榮棉水,符力耘,傅磊

摘要：目前,利用臺陣觀測記錄反演淺地表土層波速剖面的研究一般單獨進行面波頻散曲線(Dispersion Curve,簡稱DC)或微動水平與豎向譜比(Microtremor Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio,簡稱MHVSR)反演,但其反演的速度結構往往存在明顯的多解性。鑒于此,文中發展了DC與MHVSR聯合反演方法,提出了一種新的反演策略。區別于已有的反演方法,文中方法首先利用微動臺陣記錄獲得面波頻散曲線,進而采用改進的半波長法獲得場地初始速度結構,最后通過DC和MHVSR的聯合反演得到場地最佳速度結構。該反演方法的優勢體現在2個方面:1)在面波頻散曲線提取環節,綜合應用修正空間自相關(MSPAC)法和頻率-波數(F-K)法,拓寬了采用單一方法提取頻散曲線的頻率范圍;2)在初始速度結構確定環節采用了改進半波長法,可較好解決當前其他反演方法依賴一定先驗信息的難題。文中分別以一理論算例及臺陣觀測算例驗證了新反演策略的有效性及穩定性。結果表明,單獨的DC反演模型的理論MHVSR在峰值頻率之后(特別在高頻段)與理論算例模型的MHVSR有差異,單獨的MHVSR反演所得模型的DC在較低頻段內與理論算例模型的DC有差異,而二者聯合反演可彌補DC反演模型的MHVSR高頻差異和MHVSR反演模型的DC低頻差異,極大地降低了反演模型的多解性。相比已有的淺層速度結構反演方法,文中提出的基于微動臺陣記錄的聯合反演方法更具有實用價值。

發文機構：北京工業大學城市建設學部 中國石油大學（華東）地球科學與技術學院 中國地震局地球物理研究所

關鍵詞：微動探測頻散曲線(DC)微動水平與豎向譜比(MHVSR)速度結構聯合反演microtremor survey methoddispersion curvesmicrotremor horizontal-to-vertical spectral ratio(MHVSR)velocity structurejoint inversion

分類號： P315.2[天文地球—地震學]