表征车辆诱发的分布式声波传感信号以实现精确的城市近地表成像
地球物理
2025-06-17 v3
摘要
对近地表结构的连续地震监测对于城市基础设施安全至关重要，有助于检测天坑、沉降和其他地震灾害。利用现有的电信光纤作为分布式声波传感(DAS)系统，为在城市地区创建密集地震阵列提供了一种具有成本效益的方法。DAS 利用路边光缆记录车辆诱发的面波，以进行近地表成像。然而，道路车辆特征对其诱发的面波及由此产生的近地表结构成像的影响尚不清楚。我们研究了由不同重量和速度的车辆产生的面波，以期为准确高效的近地表表征提供见解。我们首先根据准静态 DAS 记录的最大振幅将车辆分为轻型、中型和重型。车辆还根据其在 DAS 通道的到达时间按行驶速度进行分类。为了研究车辆特征如何影响诱发的面波，我们提取了相速度色散并通过提取虚拟炮集(VSG)反演了每个车辆类别的地下结构。我们的结果表明，重型车辆产生具有更高信噪比的面波，并且车辆重量增加七倍可使色散谱中相速度测量的不确定性降低高达 3 倍。因此，来自重型车辆的数据能更好地约束更深处的结构。此外，在我们的研究中，当行驶速度在 5 到 30 米每秒之间时，由于车辆速度引起的色散曲线差异不如车辆重量引起的差异明显。我们的结果表明，明智地选择和处理来自特定车辆类型的面波信号可以提高城市环境中近地表成像的质量。
引用
@article{arxiv.2408.14320,
title = {Characterizing Vehicle-Induced Distributed Acoustic Sensing Signals for Accurate Urban Near-Surface Imaging},
author = {Jingxiao Liu and Haipeng Li and Siyuan Yuan and Hae Young Noh and Biondo Biondi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.14320},
year = {2025}
}