黏彈性介質(zhì)中瑞雷波有限差分?jǐn)?shù)值模擬與波場(chǎng)分析

摘要：瑞雷面波經(jīng)常被用來(lái)反演地表淺層橫波速度,受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。對(duì)瑞雷波的研究一般都基于完全彈性介質(zhì),而實(shí)際地層更接近黏彈性介質(zhì),對(duì)黏彈性介質(zhì)中的瑞雷面波進(jìn)行模擬更具實(shí)際意義。本文采用廣義標(biāo)準(zhǔn)線性體模型來(lái)描述黏彈性介質(zhì),并采用交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分法對(duì)考慮水平自由表面的黏彈介質(zhì)進(jìn)行正演模擬,再與彈性介質(zhì)中的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。首先采用非線性最優(yōu)化算法根據(jù)期望常數(shù)品質(zhì)因子直接求取松弛時(shí)間來(lái)擬合常Q模型,并給出廣義標(biāo)準(zhǔn)線性固體的具體算例,實(shí)施自由表面條件時(shí)采用聲學(xué)-彈性邊界近似法,通過(guò)剪切模量不變來(lái)考慮自由表面上、下橫向應(yīng)力保持連續(xù)的條件。對(duì)于非自由表面,采用非分裂的多軸卷積完全匹配層來(lái)吸收波場(chǎng)。然后對(duì)幾種典型的數(shù)值模型進(jìn)行正演模擬計(jì)算,數(shù)值解與解析解的對(duì)比驗(yàn)證了本文方法的準(zhǔn)確性與有效性,正演結(jié)果的對(duì)比表明波場(chǎng)尤其是面波頻散會(huì)受黏彈性影響,因此有必要在面波勘探中考慮黏彈性因素。