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龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利基于球/柱面扩散特征的近断层场地多震相自由场反演方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120428328B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510657934.0，技术领域涉及：G01V1/30；该发明授权基于球/柱面扩散特征的近断层场地多震相自由场反演方法是由董志骞;薛耀辉;李钢;余丁浩;李宏男;宝鑫设计研发完成，并于2025-05-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于球/柱面扩散特征的近断层场地多震相自由场反演方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种基于球柱面扩散特征的近断层场地多震相自由场反演方法，健全了近断层反演领域的研究体系。本发明基于体波的球面扩散特征以及面波的柱面扩散特征，采用动力刚度矩阵法构建了近断层场地多震相自由场反演框架，并将反演问题转化为求解“震中距”与“震源深度”的多目标优化问题；在此基础上，采用动态规整路径距离量化自由场位移波形的时空差异性，以相近两点的三维位移波形差异最小化为准则构建了目标函数；同时，结合地震波的传播衰减特征设置了约束条件，以此建立了近断层反演多目标优化模型；随后，引入快速非支配多目标遗传算法求解了优化变量的帕累托最优解，并将最优解代入反演框架完成近断层场地多震相自由场反演。

本发明授权基于球/柱面扩散特征的近断层场地多震相自由场反演方法在权利要求书中公布了：1.基于球面和柱面扩散特征的近断层场地多震相自由场反演方法，其特征在于，步骤如下： 第一步：基于体波的球面扩散特征以及面波的柱面扩散特征，在柱坐标系下建立近断层-层状介质场地多震相自由场反演框架； 第二步：将近断层-层状介质场地多震相自由场反演框架中未知的“震中距rHO”与“震源深度H”作为优化变量，进而将反演问题转化为多目标优化问题；以场地相近两点的三维位移波形差异最小化为准则构建多目标函数，以地震波的传播衰减特征设置约束条件，建立近断层反演多目标优化模型； 第三步：采用快速非支配多目标遗传算法求解优化变量的帕累托最优解，并代入反演框架完成近断层场地多震相自由场反演; 所述第一步的流程如下： 步骤1.1、令震源位于下卧基岩半空间内，以震中位置为原点、震中与地表台站的连线方向为径向、震中指向震源方向为竖向建立柱坐标系r-θ-Z； 步骤1.2、采用动力刚度矩阵法分别计算球面扩散P波、SV波、SH波在空间任意位置r,θ,z处的格林函数： 1； 式中，k为水平径向波数；与分别为单位波幅P波诱发的第j层土层介质质点沿径向和竖向的波数域位移；与分别为单位波幅SV波诱发的第j层土层介质质点沿径向和竖向的波数域位移；为单位波幅SH波诱发的第j层土层介质质点沿周向的波数域位移；、、、、分别为上述波数域位移经Hankel逆变换得到的空间域位移格林函数； 步骤1.3、在公式1中取j=1，计算三类球面扩散体波在地表台站位置rHO,0,0处的格林函数解： ，P波2； ，SV波3； ，SH波4； 式中，格林函数解取决于未知量“震中距rHO”与“震源深度H”； 步骤1.4、采用归一化内积方法提取地表台站处采集到的体波位移分量、、，并基于公式5反演P波、SV波、SH波的入射波幅、、： 5； 步骤1.5、将公式5得到的入射波幅分别乘以公式1所示格林函数，构建空间域内任意位置处由球面扩散体波所诱发的位移自由场、、： 6； 步骤1.6、对体波位移自由场分别进行时间偏微分以及空间偏微分计算，构建相应的速度自由场以及应力自由场，完成体波自由场反演； 步骤1.7、将柱坐标系下体波动力刚度矩阵法拓展应用于面波，推导由柱面扩散的Rayleigh面波所诱发产生的空间域自由场位移与： 7； 8； 9； 式中，与分别为柱坐标系下由Rayleigh波诱发的第j层土层介质质点沿径向和竖向的波数域位移；与分别为平面坐标系下由Rayleigh波诱发的空间域位移；i为虚数符号，满足i2=-1；Jαkr为第一类α阶贝塞尔函数；与分别为第j层土层介质内非均匀P波的上、下行波波幅；与分别为该层介质内非均匀SV波的上、下行波波幅；ks̃Ray,j和kt̃Ray,j分别为非均匀P波与非均匀SV波的竖向波数；为第j层介质内P波与Rayleigh面波的波速比值；为第j层介质内S波与Rayleigh面波的波速比值； 步骤1.8、同理，推导由柱面扩散的Love面波所诱发产生的自由场位移： 10； 11； 式中，为柱坐标系下由Love波诱发的第j层土层介质质点沿周向的波数域位移；为平面坐标系下由Love波诱发的空间域位移；与分别为第j层土层介质内非均匀SH波的上、下行波波幅；kt̃Love,j为非均匀SH波的竖向波数； 步骤1.9、对频散面波进行模态解耦，基于单模态位移模态振型，利用公式12推导单模态面波自由场位移沿竖向的衰减因子： 12； 式中，下标m代表频散面波的第m阶模态； 步骤1.10、根据公式7-11构建地表台站位置rHO,0,0以及地表任意参考点r,0,0处的单模态面波自由场；进一步基于两点竖向运动的一致性准则，利用公式13推导单模态面波自由场位移沿水平径向的衰减因子： 13 步骤1.11、采用归一化内积方法提取地表台站处采集到的面波位移分量，并将解耦后的单阶模态位移、、分别乘以对应的水平径向衰减因子与竖向衰减因子，构建空间任意位置r,θ,z处的单模态面波位移自由场： 14； 式中，单模态面波位移自由场取决于未知量“震中距rHO”； 步骤1.12、对单模态面波位移自由场分别进行时间偏微分以及空间偏微分计算，构建相应的单模态速度自由场以及应力自由场； 步骤1.13、根据面波频散模态叠加原理，将所有单模态自由场叠加形成多模态自由场，完成面波自由场反演； 步骤1.14、将体波自由场与面波自由场进行叠加，构建近断层场地多震相总自由场。

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