软夹层瑞利波频散曲线的合并分析及其变化规律

本文主要探讨了软夹层介质对瑞利波传播特性的影响，特别是研究了在含有软弱夹层的地层模型中，瑞利波的频散曲线随夹层厚度和埋深变化的规律。瑞利波，一种弹性波，在不同地质条件下会表现出特有的频散特性，即频散曲线的形状和特征可以反映地层的物理性质。当软夹层的存在改变了地层的连续性，它会引起频散曲线的显著变化，特别是在某些特定频率下，频散曲线可能出现明显的“之”字形。 通过传递矩阵方法，研究人员计算了多模式的瑞利波频散曲线，并关注了这些波在自由表面的垂直位移强度。两种合成方法被采用：能量最大法和相对位移权值法。能量最大法侧重于选择那些贡献最大能量的模式进行合并，而相对位移权值法则考虑了各模式位移的相对重要性。这两种方法都揭示出，随着软夹层厚度的增加或埋深的减小，“之”字形频散现象更为明显。 能量最大法合成的频散曲线中，“之”字形的出现是由模式之间的跳跃效应引起的，意味着不同的频率模式在特定条件下交替主导。而相对位移权值法则解释为，这种形状的产生是因为单一模式的位移优势转变为多个模式共同占据优势的过程。 这篇论文提供了深入理解瑞利波在含有软夹层介质中的传播行为的新视角，这对于地质勘探、地震波解释以及地下结构分析等领域具有实际应用价值。通过这种方式，研究者能够更准确地识别和解读地层特性，从而提高地下的地质认识和工程设计的精确度。