中文摘要：

层状介质中传播的瑞雷波存在多个模式，其形成机理及物理特性一直没有得到明确的解释。而在瑞雷波勘探应用中如果地下有低速层时又必须同时利用到两个或多个模式。传统意义上的基阶模是指相速度最低的模式，但是当地下有低速层时基阶模的定义则出现了问题。这些问题直接影响到了瑞雷波的勘探应用。本课题基于本征振动方法研究有低速层存在时瑞雷波各模式的耦合问题。以此为基础，提出多模式频散曲线的单独计算公式，利用雅可比矩阵方法分析各模式对地层介质参数的敏感性特征。然后，对于地表竖向瞬态激震情况下的多道瑞雷波勘探问题，研究不同地层介质参数情况下地表瑞雷波各模式之间的能量差异，以此为基础研究f-k域方法提取的频散曲线与地层结构之间的定性关系，提出真正行之有效的"之"字形频散曲线反演方法，并研究多模式联合反演的有效方法。本课题的研究对面波方法在勘探领域的广泛应用将起到很大的推动作用。