宋先海
- 作品数：33 被引量：284H指数：8
- 供职机构：中国地质大学地球物理与空间信息学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金水利部公益性行业科研专项中央级公益性科研院所基本科研业务费专项更多>>
- 相关领域：天文地球水利工程文化科学交通运输工程更多>>
- 近地表弹性介质瑞雷波勘探研究进展与展望被引量：7
- 2020年
- 瑞雷波法已在研究地球内部结构、近地表地球物理工程和超声无损检测等领域中获得了广泛应用,尤其是近年来瑞雷波法作为近地表场地表征新兴领域的前沿技术已成为国际学术研究与应用的热点。对国内外近地表弹性介质瑞雷波勘探的主要研究成果与进展进行了综述,通过对瑞雷波勘探现有的研究成果和进展密切追踪发现当前近地表瑞雷波勘探主要基于水平地表弹性水平层状介质模型,利用单分量瑞雷波相速度频散曲线单目标反演获得一维横波速度剖面和相关岩土力学参数。但是,该方法也存在着现有瑞雷波频散曲线反演极易出现模式误识别、现有单分量单目标瑞雷波反演未充分利用多分量信息、现有瑞雷波相速度反演未充分利用群速度传播特性、现有瑞雷波反演未充分利用质点椭圆极化振动特性等挑战性学术难题和不足。基于上述问题,建议未来近地表弹性介质瑞雷波勘探重点研究方向应集中在进行多模式表面波全速度谱反演研究、多站多分量表面波相速度多目标全速度谱反演研究、单站多分量表面波群速度多目标全速度谱反演研究和单站多分量表面波椭圆极化振动特性多目标反演研究。由此构建新的近地表多分量瑞雷波多目标全速度谱反演理论,引领多分量瑞雷波多目标反演学科前沿,拓展现有单分量瑞雷波单目标反演理论范畴,推动多分量瑞雷波高精度实用勘探技术的发展。
- 宋先海张学强张学强侯喜李翔
- 基于萤火虫和蝙蝠群智能算法的瑞雷波频散曲线反演被引量：6
- 2018年
- 反演瑞雷波频散曲线能有效获取地层横波速度和厚度.但由于其高度的非线性、多参数、多极值等特点,传统的全局搜索方法易出现收敛速度慢、早熟收敛及搜索精度低的问题.鉴于此,本文提出并测试了基于萤火虫优化算法(FA)和带惯性权重的蝙蝠优化算法(WBA)的新的瑞雷波频散曲线反演策略.在瑞雷波频散曲线反演中,FA全局搜索能力强,但后期搜索精度低,而WBA局部搜索能力强,搜索精度高,但易出现早熟收敛.故本文将二者结合,提出了一种新的优化策略,称其为WFBA,即在反演前期使用FA,后期使用WBA,很好地解决了FA后期搜索精度低及WBA早熟收敛的问题.本文首先反演了三个典型理论模型的无噪声、含噪声的数据,验证了WFBA对瑞雷波数据反演的有效性与稳定性.然后将WFBA与WBA、FA单独反演以及不含惯性权重的FBA和粒子群优化算法(PSO)反演的结果进行了对比,说明了WFBA相对于WBA、FA、FBA和PSO具有更稳定、收敛速度更快、求解精度更高等优点.最后,反演了来自美国怀俄明地区的实测资料,检验了WFBA对瑞雷波数据反演的实用性.理论模型试算和实测资料分析表明,WFBA很适用于瑞雷波频散曲线的定量解释,具有很高的实用性价值.
- 蔡伟宋先海袁士川胡莹
- 关键词：瑞雷波频散曲线粒子群优化算法
- 高密度电法在大幕山水库渗漏隐患探测中的应用被引量：31
- 2012年
- 针对传统土石坝渗漏安全隐患探测方法的不足,采用高密度电法对通山大幕山水库土石坝渗漏安全隐患进行了无损探测,以检查评价高密度电法在中小型水库土石坝渗漏安全隐患探测中的有效性和适用性。试验研究结果表明,高密度电法可以用于查明土石坝渗漏通道位置或进行疑点提示,为大坝除险加固和后续处理提供科学参考依据。
- 宋先海颜钟王京涛
- 关键词：渗漏探测高密度电法土石坝
- 蚱蜢算法在瑞雷波频散曲线反演中的应用被引量：7
- 2019年
- 蚱蜢算法是一种新型的群智能优化算法,其灵感来源于蚱蜢在不同阶段表现出的独特觅食行为。该算法将蚱蜢算子的移动分为局部搜索与全局搜查两个阶段,算子每次移动均受其余所有算子的共同影响,以保证收敛到精确解。将蚱蜢算法引入面波频散曲线反演,以获得近地表横波速度。基于理论数据和实测瑞雷波数据,分析了利用蚱蜢算法计算近地表横波速度的有效性和适用性。目标函数解在反演迭代过程中能够快速收敛到全局最优;模型参数的分布概率高,即在寻找到全局最优解的同时,能够确保解中每个参数同时达到最优,保证了反演结果的可靠性。
- 于东凯宋先海张学强赵素涛蔡伟
- 关键词：群智能瑞雷波频散曲线非线性反演
- 面向煤及煤层气工程专业的《地震勘探》课程教学研究被引量：1
- 2015年
- 面向煤及煤层气工程专业的《地震勘探》课程在我国起步较晚,尚处于探索和实践阶段。为使该课程更好地与煤及煤层气工程专业紧密衔接,为煤田有效勘探开发利用服务,结合中国地质大学近年来开设该课程的教学实践,阐述了煤及煤层气工程专业开设《地震勘探》课程的必要性;分析了该课程特点所引发的如何与煤及煤层气工程专业紧密衔接、教材及教学资源的选取和课程对数学物理基础要求高等教学问题;并针对有关教学问题,分析总结了该课程建设中教师队伍、优秀教材及教学资源的选取、教学内容、教学方法、教学条件和教学效果等方面宝贵的教学实践经验,以期为国内相关专业的教学与应用提供一定的参考和借鉴。
- 宋先海
- 关键词：教学方法教学质量
- 应用人工神经网络算法的地震面波非线性反演被引量：6
- 2021年
- 利用瑞雷波频散曲线反演地下介质的横波速度是一种有效可靠的地球物理方法,且已被广泛应用于近地表地质调查和勘测。传统线性反演方法已不能满足日益复杂的目标或任务的需求,而非线性反演方法因其反演速度快、原理直观易懂而倍受关注。非线性反演方法中的人工神经网络具有自组织、自学习能力、联想记忆能力、高度容错性和抗干扰性,对不同反演问题能(通过相应网络训练后)反演出相应的目标参数。鉴于此,引入BP人工神经网络对地震面波进行反演,通过网络设计、训练和学习,求得最优解而不是精确解,以此避免了其他非线性反演方法易陷入局部极小值的问题。通过选取BP神经网络对多种典型地质模型在无噪和含噪情形下得到的频散曲线分别进行反演,并对比反演结果与真实数据,验证了此方法反演频散曲线的有效性和稳定性。最后,对实际数据进行反演,并与其他方法反演结果进行对比、分析,检验了该反演方法的实用性。
- 王一鸣宋先海张学强
- 关键词：瑞雷波横波速度非线性反演BP人工神经网络
- 用瞬态瑞雷波反演横波速度评价高速公路压碾效果被引量：26
- 2001年
- 在高速公路质量检测中 ,路堤土压实度是衡量土方路基重要的质量指标 ,提出了提高压实度计算精度的处理流程 ,应用τ-p变换提取面波 ,获取高信噪比的频散曲线 ,采用瞬态面波反演横波速度 ,提高横波速度计算精度 ,进而计算压实度。用上述方法对商开高速公路振冲压碾效果进行了无损检测 。
- 顾汉明宋先海刘江平张学强
- 关键词：瑞雷波法高速公路质量反演算法无损检测
- 用瞬态瑞雷波反演横波速度试验研究被引量：1
- 2006年
- 在工程地质勘察中，抗压强度是衡量土层抗压能力的重要质量指标。应用τ—p变换提取面波，获取高信噪比的频散曲线，采用SVD算法自动反演横波速度，提高横波速度的计算精度，进而计算二维抗压强度剖面。消除了表面波多道分析法（MASW）所存在的平均效应，提高了瑞雷波纵、横向分辨率和无损检测精度，用上述方法对某高速公路振冲压碾效果进行了无损检测试验，其结果与钻探和试压分析一致。
- 宋先海顾汉明
- 关键词：瑞雷波表面波频散曲线抗压强度无损检测
- 改进蜂群算法及其在面波频散曲线反演中的应用被引量：13
- 2018年
- 应用改进蜂群算法反演面波频散曲线以获得近地表横波速度剖面.蜂群算法属于群智能算法中的一种,灵感来源于蜜蜂群体特定的觅食行为,在该算法的基础上结合粒子群算法中的全局最优解引导思想,同时引入遗传算法中交叉运算操作,即采用基于交叉操作的全局人工蜂群算法对面波频散曲线进行反演研究.改进蜂群算法在继承传统算法精于探索特性的同时,针对其疏于开发的缺陷着重加强了算法对全局的探索能力.使用理论和实测瑞雷波数据,本文研究了改进蜂群算法在推导近地表横波速度分布的有效性和适用性.在反演中,目标函数的收敛性好,改进算法在迭代的过程中能够快速收敛到全局最优;模型参数的概率分布高,即在寻找到全局最优解的同时,能够确保解中每个参数同时达到最优,保证了反演的结果可靠度,使其能有效地应用于瑞雷波频散曲线的反演和解释中.
- 于东凯宋先海江东威张学强赵素涛赵培强蔡伟袁士川
- 关键词：瑞雷波频散曲线非线性反演粒子群算法遗传算法
- 黏弹性介质瑞雷波有限差分模拟与特性分析被引量：4
- 2018年
- 本文通过数值模拟研究了介质黏弹性对瑞雷波传播的影响.模拟采用结合了交错Adams-Bashforth时间积分法、应力镜像法和多轴完美匹配层的标准交错网格高阶有限差分方案.通过模拟结果和理论结果对比,测试了方法的精度,验证了结果的正确性.在均匀半空间模型中,分别从波场快照、波形曲线及频散能量图三个角度,对黏弹性介质瑞雷波衰减和频散特性进行了详细分析.两层速度递增模型被用于进一步分析瑞雷波在黏弹性层状介质中的特性.结果表明:由于介质的黏弹性,瑞雷波振幅发生衰减,高频成分比低频成分衰减更剧烈,衰减程度随偏移距增大而增强;瑞雷波相速度发生频散,且随频率增大而增大,频散能量的分辨率有所降低;黏弹性波动方程中的参考频率,不会影响瑞雷波振幅衰减和相速度频散的程度,但决定了黏弹性和弹性介质瑞雷波相速度相等的频率位置.本研究有助于人们更好地理解地球介质中瑞雷波的行为,并为瑞雷波勘探的应用和研究提供了科学和有价值的参考.
- 袁士川宋先海张学强赵素涛蔡伟胡莹
- 关键词：黏弹性介质瑞雷波有限差分频散
