近年来，瑞利面波勘探已广泛应用于工程地质勘探和工程质量检测等领域，其主要特点是仪器轻便、操作简单、探测速度快，能够迅速获得与地层结构相关的横波速度。目前对于瑞利面波的分析解释主要是对基阶模态面波频散曲线进行正反演研究。而实际的面波资料中，除了存在基阶模态的面波外，通常还存在着更为复杂的高阶模态面波，并且高、基阶面波会混合叠加在一起，这就增大了基阶模态面波提取的误差。如果能在地震面波数据中，首先滤除高阶模态面波的干扰，则可以更精确地提取出基阶模态面波频散曲线，提高地质解释精度。　　 为更好的了解基阶模态面波和高阶模态面波的关系，本文主要采用凡友华的快速标量传递算法对四种典型地层结构进行了面波的正演模拟，研究分析了各地层模型面波的各阶能量分布、时域波形和各阶频散曲线特征。研究结果表明：递增型地层不需要高、基阶面波分离就能准确提取出基阶模态面波频散曲线；但硬夹型、软夹型和公路型地层的高、基阶面波存在明显的混合叠加现象，必须对这三种地层模型的面波数据进行高、基阶面波的分离，提取出基阶模态面波，才能更准确的拾取基阶模态面波的频散曲线。　　 本文应用τ-p变换的方法，对理论地层结构的面波数据进行了高、基阶面波分离研究，此方法是利用各阶模态面波之间的视速度差异，滤除高视速度的高阶模态面波，保留低视速度的基阶模态面波。分析结果表明：对于硬夹型地层，利用τ-p变换方法进行高、基阶面波分离达到了较好的应用效果，保证了基阶模态频散曲线的提取精度；对于软夹型地层，利用τ-P变换方法进行高、基阶面波分离后，提取出的基阶模态频散曲线与理论频散曲线基本一致，τ-p变换的应用效果很好；对于公路型地层，滤波后提取的基阶模态频散曲线与理论频散曲线会有一定差异，应用效果不太理想。通过大量的理论模型研究，证明了τ-p变换对浅层地震勘探中的高、基阶面波分离在理论上有较好的应用效果，能够有效的分离出基阶模态面波并提取出较高精度的基阶模态频散曲线。最后对实测数据应用τ-P变换方法进行高、基阶面波分离，对处理后的数据进行分析解释，达到了较好的地质解释效果。