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城市地下空间利用日益呈现出深层化特点,开展城市环境下深层化探测技术研究对于保障城市地下空间开发和利用具有重要意义.在对被动源面波法基本原理介绍的基础上,分析了现有二维观测系统在城市地下空间深层化探测方面存在的不足,提出了一种长排列线性台站被动源面波观测系统.该观测系统具有探测深度大、布置灵活、工作效率高等特点.偏线噪声源水平分析及对比试验结果表明:城市环境下线性台阵被动源面波观测系统受偏线噪声源影响较小,能够有效地获取地下介质横波速度结构.工程应用结果表明:线性台阵被动源面波法在土石界面划分、隐伏地质构造探测方面具有较好的应用效果,在城市地下空间探测,尤其是深层化线性工程地下空间探测方面具有较好的应用前景.