[发明专利]面波勘探方法及终端设备

说明书

本方案适用于地质勘探技术领域，提供了一种面波勘探方法及终端设备。该方法包括：获取振动采集装置采集到的振动数据；根据矢量波数变换算法和所述振动数据计算得到频散谱；从所述频散谱中提取出频散曲线；所述频散曲线包括基阶面波频散曲线和高阶面波频散曲线；根据所述频散谱建立初始地层模型；根据所述初始地层模型和反演算法，对所述频散曲线进行反演。本方案能够从振动数据中提取出高阶面波频散信息，降低反演的不确定性；通过建立初始地层模型能够降低反演算法的运算时间，并且降低反演运算的不稳定性；使振动采集装置能够任意布置，降低对布置场地的要求，提高面波勘探的场地适应性。

技术领域

本发明属于地质、地球物理勘探技术领域，尤其涉及一种面波勘探方法及终端设备。

背景技术

从二十世纪五十年代，科学家发现Rayleigh波(瑞雷波)在层状介质中相速度随频率改变而改变，呈现明显的频散特性。水平层状介质中的Rayleigh波实际上是纵波和横波在震源区域内各界面处经过复杂的反射、透射后相互干涉叠加而成。它携带了各层介质的P波速度、S波速度、密度等参数信息，且速度主要取决于层状介质中S波速度的分布。Rayleigh波在传播过程中能量和速度的变化特征携带了大量地下地层的信息，呈现出的频散特征，也间接反映了层状介质本身所固有的一些特征。由此研究天然地震波中的低频Rayleigh波频散可以解决深部地质构造问题；研究人工震源激发的较高频率的Rayleigh波可以解决工程勘察、场地和地基处理评价、障碍物和空洞探测等浅层地质问题。

面波勘探是工程物探领域应用最广泛的物探方法，按震源的不同可分为两类：主动源法和被动源法。其中主动源就是人工激发震源产生面波。被动源面波顾名思义这一称呼是相对于主动源面波的，即不需要人工主动制造震源，而是将自然界中的潮汐、风、火山活动等自然现象所产生的各种震动，以及来自于人类的各种活动，如车辆行驶、工厂机械运行、人类走动等产生的各种震动作为震源。

在城市工程物探中，主动源面波勘探需要人工震源，会对环境造成一定影响，且对场地条件有一定的要求；检波器观测系统需要线性排列，在城市复杂区域探测经常无法实施；人工震源激发的面波能量有限，勘探深度常常无法满足工程勘察的需要。所以主动源面波法在城市工程勘察中存在诸多局限性，因此被动源面波勘探方法被引入到工程物探领域。

被动源面波勘探的关键问题之一是如何从采集到的面波数据中提取频散曲线。现阶段用于提取被动源面波频散的主要方法有：基于傅立叶变换的F-K法和空间自相关(SPAC)算法。这两种方法各有优缺点，其中F-K法虽然能分辨高阶模态的面波，但分辨率低，且需大量接收点同时采集；由于SPAC算法对接收点个数要求也不高，现已成为最流行的被动源面波处理方法。但SPAC算法并不能提取高阶模态面波频散曲线，算法只能提取到基阶面波频散信息，且接收点仍须按一定规则形状布置。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种面波勘探方法及终端设备，以解决目前被动源面波勘探中不能提取高阶模态面波，且对接收点排布要求苛刻的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种面波勘探方法，包括：

获取振动采集装置采集到的振动数据；

根据矢量波数变换算法和所述振动数据计算得到频散谱；从所述频散谱中提取出频散曲线；所述频散曲线包括基阶面波频散曲线和高阶面波频散曲线；

根据所述频散谱建立初始地层模型；

根据所述初始地层模型和反演算法，对所述频散曲线进行反演。

本发明实施例的第二方面提供了一种面波勘探装置，包括：

获取模块，用于获取振动采集装置采集到的振动数据；

提取模块，用于根据矢量波数变换算法和所述振动数据计算得到频散谱；从所述频散谱中提取出频散曲线；所述频散曲线包括基阶面波频散曲线和高阶面波频散曲线；