为了深入地脉动台阵观测反演工程场地剪切波速度结构的研究,2003年秋在我国唐山地区完成了一次中美联合野外观测,本文介绍了基本情况、双方的观测设备特点以及观测场地的分布,举例介绍了两个场地的概况,叙述了MAM和SASW法观测台阵的设计原则和布设方案.在阐述了瑞利波、勒夫波和SASW方法计算频散曲线的计算步骤、推导相关计算公式的基础上,利用在24个场地分别同时获取的地脉动台阵(MAM)、表面波谱分析台阵(SASW)的观测记录,计算了瑞利波、勒夫波频散曲线,定性比较频散曲线的形态和有效频段等总体特征,指出不同方法推算的频散曲线总会有一定的差别,大多数比较接近,约占总数的73％;有时差别会比较大,约占总数的27％.本文结果显示,瑞利波和勒夫波的频散曲线大体上都表现了随着频率的增加相速度逐渐降低的总趋势,反映的是剪切波速度随深度增加的一般特点.在简要介绍USGS的SASW反演方法的同时,本文比较详细地阐述了MAM所采用遗传算法和单纯形法相结合的混合算法.这种混合算法可同时搜索多个模型,不需要计算偏导数,应用范围广,反演结果不受初始参数的影响,用遗传算法把握大局,指导寻找全局最优解,单纯形法则在一定程度上解决了传统遗传算法的早熟问题.对有详细钻孔资料的两个工程场地,实际反演了计算剪切波速度结构.以钻孔法获得的剪切波速度结构为标准,采用最大相对误差和平均相对误差作为定量评定指标,比较分析了两个场地三种方法反演的速度剖面.大多数土层的相对误差都在20％以内,最小的仅为0.6％.MAM反演的剪切波速度剖面可以反映出土层软、硬夹层结构的总体上变化趋势,SASW得到的剪切波速度往往是随深度逐渐增加的,不能很好反映土层软、硬夹层结构的变化趋势.最后,通过一个地震反应分析的例子说明了本文讨论的各种反演方法都可以满足工程场地的类别划分的要求,而只有根据MAM获得的剪切波速度结构计算得出的地表地震反应谱与根据钻孔法获得的剪切波速度结构计算得出的接近,工程上可以接受;根据平均等效剪切波速单层模型计算得出的地表地震反应差别很大,不能满足工程需要.本文通过比较,为进一步研究改进工程场地剪切波速度结构测试方法提出了参考建议,也展望了有待深入研究的4个问题.