径向分量主导模式反演：基于 DAS 的地下场地特性表征

分布式声学传感（DAS）已成为近地下场地特性表征的变革性技术。当沿光纤激活垂直源时，DAS仅测量拉伸波运动的沿线（径向）分量。从径向分量波形提取的色散数据可能与垂直分量测量结果不同，尤其在复杂层序条件下。因此，在反演基于DAS的径向分量色散数据以检索准确剪切波速度（Vs）剖面时，需要建立与分量一致的正问题。本研究提出了一种针对DAS基底面波分析的径向分量主导模式（RCPM）反演框架，显式考虑了源-接收器定向性和拉伸波径向分量的模灵敏性。该方法通过将测量的主导径向色散趋势与具有最大模参与度的理论模式匹配，从而消除对显式模指数的需求，提供了径向分量色散数据的分量一致解释，显著减少了依赖主观分析师驱动的模解释的需求。对RCPM方法进行了三个人工地下模型和两个现场DAS数据集的系统评估。人工结果表明，在存在强速度对比和速度反转的情况下，垂直分量和径向分量之间的模能量分布差异显著，常规反演方法可能误解模行为，导致Vs剖面不够准确。相比于人工方法，RCPM方法能够一致捕获正确的模响应并提供可靠的Vs剖面。将RCPM方法应用于两个现场DAS数据集后，反演得到的Vs剖面与独立的钻孔测量结果表现出良好一致性。