OPTIMIZATION OF RAYLEIGH WAVE DATA INVERSION BY A TRIAL AND ERROR METHOD

Abstract

ABSTRACT. This paper examines Rayleigh waves dispersion curves inversion using local search procedures but carrying out the last step after data inversion through global search procedures. The data inversion was carried out using the least squares method (Levenberg-Marquardt procedure) implemented in Matlab. During inversion, control procedures and corrections were implemented to improve the fit between the real and inverted dispersion curves. In addition, a new post-inversion program was implemented whose methodology, directed by trial and error and aided by modeling information, refines the previously inverted data. The results, obtained to synthetic data, show that the implemented boundary conditions help to accelerate data convergence during the inversion and avoid anomalies caused in a free data inversion. In addition, the post-inversion stage developed contributes to the refinement of the data with a significant improvement in its fit, particularly in complex dispersion curves with abrupt changes in phase velocity or inversions in the S-wave velocities of the layers models.

Keywords: local search procedures, dispersion curve, MASW, seismic inversion, least squares method.

RESUMO. Este artigo analisa a inversão de curvas de dispersão das ondas Rayleigh através de procedimentos de busca local, mas sua última etapa pode ser realizada posteriormente a procedimentos de busca global. A inversão de dados foi realizada por meio do método de mínimos quadrados (procedimento de Levenberg- Marquardt) implementado em Matlab. Durante a inversão de dados, procedimentos de controle e correções foram implementados para melhorar o ajuste entre as curvas de dispersão real e invertida. Além disso, foi implementado um novo programa de pós-inversão com metodologia baseada em um procedimento de tentativa e erro e auxiliada por informações de modelagem, que refina os dados invertidos previamente. Os resultados, obtidos para dados sintéticos, mostram que as condições de contorno implementadas ajudam a acelerar a convergência dos dados durante a inversão e evitam anomalias provocadas em uma inversão de dados livre. Além disso, o estágio de pós-inversão desenvolvido contribui para o refinamento dos dados com uma significante melhora em seus ajustes, principalmente em curvas de dispersão complexas com mudanças bruscas de velocidade de fase ou inversões nas velocidades de onda S dos modelos de camadas.

Palavras-chave: procedimentos de busca local, curva de dispersão, MASW, inversão sísmica, método dos mínimos quadrados.