[发明专利]一种瑞雷面波速度-波数分析方法

说明书

技术领域

本发明属于地震瑞雷面波速度参数提取技术领域，特别涉及一种瑞雷面波速度-波数分析方法。

背景技术

瑞雷面波在研究地球内部结构、近地表各种工程勘查问题中，尤其在近地表地层结构与属性特征获取方面，是一种非常有效的地震勘探方法。由于瑞雷面波存在频散特性，现有方法技术主要是基于f-k谱来提取瑞雷面波频散曲线，根据频散曲线特性进而可提取相应的地层结构、构造等信息。其实，瑞雷面波中隐含的信息是非常丰富的，由于该方法仅建立了瑞雷面波的传播速度（v）与波长（λ）的关系，获取的信息有限，从而影响瑞雷面波解决实际地质问题的能力。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提出了一种瑞雷面波速度-波数分析方法，该方法具有速度-波数（v-k）关系信息提取简单、方便，传播速度与波数响应特性对应直观、明了，解决实际地质问题精度较高等优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种瑞雷面波速度-波数分析方法，包括有如下步骤：

第一步，将含有m道，每道有n个采样点，时间采样率为                                                的单炮瑞雷面波地震记录读取到二维数组g中；

第二步，对二维数组g进行二维傅里叶变换，得到f-k谱，二维离散傅里叶正变换为：

       

  

其中，k为波数，为波数采样率，j₀=1，2，…，m，为波数采样序号；f为频率，为频率采样率，l₀=1，2，…，n，为频率采样序号；j=1，2，…，m，为道序号；l=1，2，…，n，为采样点序号；为道间距，为最小偏移距，x为偏移距；为时间采样率，t为采样时间； 为虚数单位；

第三步，建立传播速度（v）与频率（f）、波数（k）之间的关系，具体如下：

                                                

第四步，依据瑞雷面波的传播速度（v）与频率（f）、波数（k）之间的关系，将f-k谱中对应（k，f）坐标的能量映射到v-k谱中对应（k，v）坐标的位置，同时选定v-k谱输出的坐标范围并成图；

第五步，基于v-k谱，从左至右依次拾取v-k谱中的强能量团，并提取对应的（k，v）坐标值，形成速度-波数（v-k）曲线，便实现了瑞雷面波的速度-波数（v-k）分析。

本发明的有益效果是：

通过二维傅立叶变换获取瑞雷面波的频率-波数（f-k）谱，依据瑞雷面波的传播速度（v）与频率（f）、波数（k）之间的关系，将f-k谱转换成速度-波数（v-k）谱，并进行瑞雷面波速度-波数（v-k）分析，建立瑞雷面波的传播速度变化与波数响应特性之间的关系，并依据此关系获取瑞雷面波的波数响应、地层弹性属性等信息，直接解决实际地质问题。

附图说明

图1为本发明实际瑞雷面波单炮地震记录及与之对应的f-k谱，其中图1（a）为瑞雷面波单炮地震记录，图1（b）为瑞雷面波的f-k谱。

图2为本发明实际瑞雷面波地震记录的v-k谱及提取的速度-波数（v-k）曲线，其中图2（a）为瑞雷面波地震记录的v-k谱，图2（b）为提取的速度-波数（v-k）曲线。

具体实施方法

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明。

参见图1、2，一种瑞雷面波速度-波数分析方法，包括如下步骤：