波数-频率域内地基土表面位移Green函数的理论分析

建立了柱面坐标系下分层弹性半空间地基土模型。利用钟阳刚度矩阵法和Haskell-Thomson传递矩阵法推导出所有分层土体之间的振动传递关系;根据Helmholtz定理将土体的位移向量分解成势函数的形式,推导出弹性半空间表面应力与位移之间的关系;再将分层土体和半空间地基土通过位移与应力之间的关系进行耦合,得到分层弹性半空间地基土模型表面位移与应力之间的关系。结合单位脉冲荷载作用下地基土表面的边界条件,推导出波数-频率域内地基土表面位移Green函数的解析解,用Matlab程序语言对理论进行实现并通过算例对地基土表面位移Green函数的特征进行了分析和总结。

三维频率-波数域视速度去噪方法

利用地震剖面的时间-空间坐标与其三维傅里叶变换之间的对应关系,在频率-波数域进行三维去噪,并通过余弦函数加权衰减避免吉普斯截断效应,形成三维频率-波数域视速度去噪方法。应用结果表明:所提方法能较好地区分有效信息和干扰信息,当有效信息和干扰信息的视速度十分接近时,在去除干扰信息的同时能较好地保留有效信息;对于信噪比一般和信噪比极低的资料,需要采取不同的去噪步骤;三维去噪能极大地提高信噪比,较好地实现保真和保幅,具有二维去噪无法比拟的优越性。

在频率-波数域实现波动方程基准面校正

本文根据波动方程基准面校正数理推导的结果,将相移算子分解为偏移算子、延拓算子和位移算子,从而得到纵横向变速条件下在频率—波数域实现波场延拓的方法,并给出实现波动方程基准面校正的5个具体步骤。对复杂地表区实际资料的处理结果表明,波动方程基准面校正能更好地消除起伏地表和复杂地表结构对数据的影响,为后续处理的速度分析和同相叠加奠定了良好的基础。

频率-波数域方法的发展及其在台阵数据分析中的应用

频率-波数域分析(Frequency-wavenumber analysis,简称F-K analysis)是一种常用的台阵数据处理方法,在地震学等领域具有良好的应用效果。本文通过介绍F-K分析的基本原理及各种改进的F-K分析方法,并结合实例综述了其在台阵数据分析中的几种应用,包括检测微弱信号源、分析噪声特征、提取面波频散曲线、台阵设计这4方面;通过对这些研究的回顾,本文总结了该研究领域的新进展及需要注意的问题,并对F-K成像新的应用前景进行了分析和展望。

频率-波数域的薄铝板缺陷检测研究

文章将频率-波数域成像算法应用于薄铝板内圆形穿孔缺陷的检测。采用PZFlex软件建立多阵元线性阵列仿真模型,在薄铝板内激发出Lamb波,模拟超声相控阵全矩阵捕获功能。实验中使用M2M公司的超声相控阵仪器对带有通孔缺陷的薄铝板进行全矩阵捕获。基于全矩阵数据完成自发自收模式下的频率-波数法损伤重建,对全矩阵数据进行三维傅里叶变换,利用所有阵列的全部信息完成损伤重建。实验结果表明:频率-波数域成像法能够精确地表征出圆孔损伤的大小和形状,对单缺陷及不同大小、距离的双缺陷均具有良好的检测效果。相对于全聚焦成像法,频率-波数域成像法具有更高的分辨率。

基于频率-波数域偏移方法的板结构损伤实时识别

借鉴在地球物理学等领域成功应用的偏移技术,提出了一种应用散射Lamb波对板结构中多部位损伤进行实时识别的方法。基于Mindlin板理论,首次推导了板结构中弥散性弯曲波频率-波数域的快速偏移方法。结合爆炸成像原理,采用零炮检距散射波信号对损伤进行成像识别。数值仿真研究表明本文提出方法不仅能够识别多部位损伤的位置,还具有识别损伤程度的潜力,其快速计算的优点满足在线结构健康监测系统对实时性的要求。

在频率-波数域消除海上地震资料中的虚反射的一种方法

消除虚反射是海上地震勘探资料处理中的一个重要问题，本文提出一种在频率－波数域消除虚反射的方法，并给出了消除虚反射滤波因子的形式；

航空金属薄板分层缺陷的频率-波数域超声相控阵全聚焦法成像检测

将超声相控阵频率-波数域全聚焦算法应用于304不锈钢金属薄板分层缺陷的检测中,采用两种型号的相控阵探头分别对厚度为1 mm和3 mm金属薄板的分层缺陷进行检测,比较了时域全聚焦和频率-波数域全聚焦两种算法的成像质量。结果表明:基于时域和频率-波数域的全聚焦算法均能够检测出金属薄板的分层缺陷,相对于传统时域全聚焦成像方法,频率-波数域全聚焦法成像检测具有分辨率高、伪像区域小等优点。

基于频率-波数域分析方法的金属板损伤检测与评估

采用频率-波数域分析方法研究局部波数损伤成像算法,利用导波的色散特征,将损伤局部的导波波数变化为评价的损伤指标,进而基于SLDV构建非接触式高空间分辨率超声导波场拾取平台,并与数值模拟结果比较验证成像算法的有效性。研究形成的理论和方法成果可用于指导实际工程中的损伤检测。

频率—波数域频散曲线提取方法及程序设计

主要研究了地震瞬态瑞利波频率—波数域频散曲线的提取,以二维傅氏变换,半波长理论等作为理论基础。使用Delphi7.0将其程序化,通过工程应用验证了本方法及程序。结论证明f-k方法克服了一维数字处理技术存在的不足,充分利用了多道瑞利波数据记录信息。

社区尺度斜入射波场下场地-建筑群耦合作用模拟方法

场地-城市相互作用(site-city interaction,SCI)效应会显著改变场地地震波场分布及建筑反应,基于SCI效应理论计算研究方法的发展现状,发挥谱元(spectral element,SE)法可快速高效求解三维地震波场传播和多自由度(multi-degree of freedom,MDOF)模型计算量小且可同时模拟大量建筑的优势,同时,结合频率波数域(frequency wave number analysis,FK)方法,以等效地震荷载的方式施加地震波场,建立了FK-SE-MDOF耦合方法,实现了SE-MDOF耦合模型中多种波型(P波、SV波和SH波)的斜入射输入,解决了当前三维SCI效应研究方法中未能同时考虑建筑非线性、频谱特性、地震波波型及入射角度影响的问题。首先对方法原理进行了介绍;然后,通过与振动台试验的对比,验证了方法的正确性;进而,采用该方法建立理想场地-城市建筑群相互作用耦合模型,主要探讨了入射角度和地震波波型对SCI效应的影响,得到了一些有益结论。该方法较为真实地反映SCI效应影响的同时,可反映建筑基础轮廓对地震波场的影响,适用于需考虑建筑轮廓信息的社区尺度SCI效应研究,可为城市规划、抗震设计、风险评估以及震后救援等工作提供定量指导。

频率—波数域多次波压制技术在金家南地区的应用

多次波在地震勘探过程中是一种顽强的干扰波,其存在不仅会影响速度拾取的精度,还会与有效波相互干涉,影响成像精度,严重时还会湮没地质现象、误导地质解释成果。随着数据处理精度的不断提高,如何在保护有效信号的前提下压制多次波成为重要的研究课题。本文根据金家南地区多次波特点提出频率—波数域(F—K域)的压制方法,在应用中取得了很好的效果。

线性噪声产生及在频率—波数域滤波的压制作用

线性噪声是目前阶段地震信息采集过程中主要干扰波之一，在可控震源技术较普遍得以应用以来，线性干扰（多次）在地震记录上的反映就更为明显。现阶段的地震信息采集方式中，还没有哪一种方法能更有效地消除线性干扰，但在资料处理中，以滤波去噪等手段对其加以消弱，可以...

十字交叉域去噪技术在西部地区地热勘探中的应用

在西部复杂地区开展干热岩地热勘探,因特殊地表和地下地震地质条件,采集的原始三维地震资料中面波广泛发育,干扰严重,常规二维速度滤波难以达到预期效果,甚至损伤低频有效信号。结合小面积三维地震资料特点,充分利用三维数据空间分布特征,在十字交叉域利用锥形滤波去除面波干扰,从单炮记录、叠加剖面及信噪比分布等方面对比分析了其应用效果,压制了面波干扰,保留了有效信号,刻画了丰富的波组信息,提高了信噪比,为后续资料解释工作提供了坚实的数据基础,也为西部复杂地区地热勘探工作提供了技术支撑,具有良好的应用效果和潜力。

基于Betti-Rayleigh动力互易定理求解移动荷载引起的地基土振动

基于Betti-Rayleigh动力互易定理,论证了地基土Green函数的互易性,推导了移动荷载引起的地基土振动解析解,进而推证出移动常力荷载和移动简谐荷载作用下地基土表面振动在波数-频率域内和空间-时间域内的解析表达式,并采用Matlab对其进行数值计算。通过互易定理的使用将振源的移动问题变换为地面上受振点的移动问题,使移动荷载作用下地基土振动响应的解析表达式大大简化。最后结合某地基土参数对移动的单位常力荷载和单位简谐荷载作用下的地面振动进行算例分析,结果表明:移动常力荷载引起的地面振动属于典型的低频振动;移动简谐荷载作用下地基土表面出现波动的Doppler效应,且地面上受振点的振动频率范围由最上层地基土的Rayleigh波波速控制;地面上的受振点距振源较近时,地基土表面R波对振动的贡献明显高于P波和S波,而当受振点距振源较远时,P波对振动的影响较明显。

基于频率-波数域偏移的损伤被动成像识别研究

提出了一种应用Lamb波对板结构中多部位损伤源进行被动成像识别的方法.基于Mindlin板理论,推导了板结构中弥散性Lamb波频率-波数域的快速偏移方法,结合爆炸成像原理,对损伤源发出的Lamb波信号进行回传成像.由于损伤源的发生时刻未知,将使用不同假设发生时刻(即不同长度)的Lamb波信号生成一系列图像,通过最小熵原理从中确定最优图像,识别出损伤源的位置和发生时刻.进行了数值仿真研究来表明所提出方法的有效性.

均匀介质中F-K反偏移法正演模拟

F-K反偏移法正演模拟是在给定地质模型后通过构建人工偏移场,再对人工偏移场进行F-K反偏移来实现。人工偏移场的构建是在地质模型上直接放上经正确拉伸和幅度校正后的地震脉冲子波。F-K反偏移中插值映射采用两点sinc插值,其能避免假同相轴的出现且具有较快的速度。奇异点处理使用泰勒近似展开。最后对凹陷模型进行了F-K反偏移法正演模拟实现,得到了预期的效果。

基于导波相控阵全域波束形成及局部时反的损伤定位和量化研究

为满足结构健康监测在线、实时性的要求,该文提出导波相控阵波束形成全域损伤定位及时反局部损伤量化方法。该方法使用一个混合检测系统,其包括一个用于产生导波的压电陶瓷换能器和用于拾取波场信息的非接触扫描式激光多普勒测振仪(SLDV)。由 SLDV 逐点扫描组成的相控阵阵列,基于导波相控阵波束的形成和成像算法定位薄板中的损伤位置。然后,将已定位的损伤区域作为目标区域,基于频率-波数(f-k)域时反成像方法对局部区域定量评估损伤。数值仿真和实验结果表明:所提方法能够快速定位损伤区域,并定量评估损伤大小。

TI介质相移法偏移的求解垂向波数迭代法

横向各向同性模型是一种在沉积岩中很常见的模型,基于这种模型来讨论相移法偏移在其中的应用。在此之前,Kitchenside和王勇等都对此问题进行过类似探讨;他们分别用相位角采样和直接求解垂向波数来达到偏移的目的。对于相移法中相速度和相位角需要通过彼此来求取的问题,作者提出了一种新的逼近真实相速度的方法——迭代法。该方法既避免了相位角采样的计算量大的问题,又避免了直接求解垂向波数时公式复杂的问题。基于此,给出了TI介质相移法偏移的程序流程。理论试算表明,笔者所述的TI介质相移法偏移可以较好地对TI介质进行成像。

F-K滤波研究进展

频率-波数域滤波是我们压制干扰波,突出有效波的一种重要手段,在我们实际生产中也有着广泛的应用。本文研究了F-K滤波的研究历史和进展,进而总结出F-K滤波的优缺点以及其适用性范围。