水平层状介质视波速比响应特性的数值模拟

本文用几何地震学方法和多台和达图法, 通过数值模拟讨论了水平层状介质的视波速比对真波速比变化的响应特性。 结果表明: ① 视波速比对真波速比变化的响应特性是介质结构及其动态变化、 震源与监测台网的相对位置有关的复杂函数, 显示了地震波的实际传播途径对提取波速比异常信息的明显影响; ② 检测波速比信息的地震震源深度对视波速比的响应特性有重要的影响, 当介质处于异常状态时, 位于震源区下方的地震其携带出异常信息的能力受到较大限制, 其实质应归于地震波传播路径中非异常部分的作用; ③ 视波速比的响应特性主要是对于介质内部真波速比变化的响应, 在其他条件相同的情况下, 如果介质内部波速变化大而波速比变化小, 一般并不会显示高的视波速比响应特性。 根据这些结果笔者认为, 结合研究区具体的介质结构条件, 发展震源精确定位方法, 深入而具体地研究视波速比对真波速比变化的响应特性问题, 是应用视波速比作为预测地震的前兆方法必须面对的基本问题, 也是可靠地识别视波速比异常必须解决的关键问题。     

安徽及邻区中强震前波速比变化研究

利用安徽及邻区地震波的震相资料,根据和达法计算波速比的原理,研发了波速比的计算程序,并对大台网和小台网资料的计算结果进行了对比分析,认为大、小台网资料对波速比的计算结果影响较小。此外还分析了台网布局对计算波速比的影响,发现在计算过程中加入远近台波速比值限制后,波速比变化范围减小,异常时间段也更为清晰,因此在在计算波速比时间进程时需要加远近台波速比限制。本文计算了安徽及周边地区7次中强地震前的波速比时间进程曲线,其中5次地震前存在低波速比异常,同时通过震例总结表明华东地区MS5.5级左右地震选取震中附近3°×3°范围内地震计算波速比、MS4.5级左右地震选取震中附近2°×2°范围内地震计算波速比相对比较合理,与相应强度地震的孕震范围较为吻合。     

关于四震相方法的初步研究

本文对四震相波速比方法较之常规波速比方法具有「放大」波速异常的作用,进行了较详细的讨论,认为四震相波速比是一种值得进一步研究和有待予以更多震例予以验证的方法。     

利用纵、横波的拐角频率比值和位移谱零频极限比值计算波速比——以芦山M_S7.0地震序列为例

使用区域固定台网数字地震记录资料,计算2013年4月20日四川芦山MS7.0地震余震序列的震源谱参数,通过纵、横波的拐角频率比值和纵、横波位移谱零频极限比值计算波速比。结果显示:1拐角频率比值得到的波速比平均值约为1.27,零频极限比值得到的波速比平均值约为1.67,零频极限比值得到的结果更接近泊松介质的波速比1.73;2两种方法得到的波速比变化趋势基本一致:在主震后均处于较低异常水平,最后一个MS5.4余震后,波速比回返升高;3零频极限比值得到的波速比异常形态较明显,在3个MS5.4余震前都呈现出"降低-回返"的过程,在回返之后发生最大余震;4在数据处理过程中,是否对介质做非弹性衰减校正对两种方法的结果影响不大;5单台波速比与多台波速比的变化趋势基本一致。     

基于误差分布的震源区波速比反演及其应用:乳山震群源区介质性质变化研究

本文利用误差分布和概率统计分析改进了波速比计算方法.对于震源位置相对集中的震群活动,对台站震相到时进行两次差分,通过对差分后的震相数据对进行二维高斯分布拟合,可以稳健地估计震群活动震源区波速比.该方法充分利用了不同台站Pg、Sg到时差的所有信息,其优势是不需要地震事件的震源位置,并且不依赖震源区以外的速度变化,有效消除了震源区到台站的传播路径效应的影响;相对于传统的平均波速比,本文方法得到的震源区波速比,更能真实地反映震源区介质的性质.我们将该方法应用到2013—2016年的乳山震群,结果显示:震源区波速比的变化与震群活动过程密切相关,波速比的变化反映了序列活动的阶段性特征.     

一种改进的适应于倾斜Moho面的H-κ-θ叠加方法及应用

地壳厚度、波速比或泊松比是研究地壳结构和性质的基本地震学参数,对于研究地壳组分特征及构造演化具有重要意义.经典H-κ叠加方法是利用远震接收函数资料求取台站下方地壳厚度和波速比最为简便高效的方法.但该方法隐含着Moho面是水平界面的假设条件,意味着Ps转换波及后续多次波相对P波的走时主要取决于地壳厚度和纵横波速度,而忽略了界面产状的影响.理论模拟表明,如果不考虑Moho面的产状,特别是在Moho面倾角较大的情况下,利用经典H-κ叠加方法得到的地壳厚度和波速比会偏离实际模型,尤其会造成波速比的过高估计,从而影响到对地壳结构和性质的认知.为了解决Moho面倾斜条件下的地壳厚度和波速比求取问题,本文推导了界面倾斜条件下Ps转换波与后续多次波相对于直达P波的理论到时公式;基于经典H-κ叠加方法的思想,提出了一种可以同步求取地壳厚度-波速比-Moho面倾角的H-κ-θ叠加方法.通过理论模型测试,验证了该方法具备较高的稳定性和可靠性,并将此方法应用于青藏高原南部Hi-CLIMB台阵资料,显示出较好的应用潜力.     

锦屏一级水电站库区蓄水前后波速比变化研究

利用单台和达法计算锦屏一级电站木里地区地震波速比,结果显示:1波速比变化与库区水位升降具有一定的同步性,表明库区蓄水可能对当地波速比变化产生影响。2木里台与泸沽湖台存在的波速比整体差异反映了木里地区地下速度结构的横向不均匀性。3西侧子区的波速比值自2008年开始了长达4年多的趋势上升,分析认为这可能是2012年宁蒗5.7级地震前兆;表明在中强地震前可能会有较长时间的波速比上升。     

辽宁地区波速比分布特征及构造意义

利用辽宁数字台网2001年以来的观测报告,采用单台和达法计算辽宁测震台网34个台站的平均波速比,重点分析辽宁地区波速比的空间分布特征。结果显示,辽宁地区的波速比空间分布呈横向不均匀性,下辽河盆地的波速比平均值低于整个辽宁地区波速比的均值,而辽西隆起和辽东隆起区的波速比却明显高于下辽河盆地的波速比和辽宁地区的均值。研究也发现,辽宁地区5级以上地震多发生在波速比低值区或高低值过渡区。计算所得的各区平均波速比对以后辽宁地区波速比值的变化分析有一定的参考作用。     

应用和达法测定阳江地区的波速比

利用数字地震观测记录,根据多台和达法对阳江地区的波速比特征进行研究,结果显示：阳江地区波速比的平均值为1．6787;震前波速比的低值异常可作为中强地震的前兆异常。同时还对多台和达法求波速比的两种公式进行了实际计算,结果验证：2种波速比计算结果是有差异的。但变化趋势一致。在一些数据点分布好、拟合好的情况下,2种波速比计算结果差异较小或者一致。     

岩土介质随机性对沉积河谷地震动放大效应的影响

基于间接边界元法计算沉积河谷对平面P波和SV波的二维散射,着重考察沉积介质波速比和材料阻尼比的随机性对河谷地震动放大效应的影响.利用蒙特卡罗方法随机模拟产生了波速比样本和阻尼样本各30组,给出了不同入射角度和频率的P波和SV波入射下河谷随机响应的单频和频谱结果.算例分析结果表明:①地表位移响应幅值的变异系数极值均显著大于波速比变异系数,且波速比的随机性对地表位移的影响在体系共振频率处最为显著,地表位移的标准差最大可达7.168;低频情况下,沉积中部地震动反应的变异性更显著,高频情况下则在沉积河谷边缘变异性最大;②入射角对地表位移响应变异系数极值的影响不大,但对变异系数空间变化的影响显著;③阻尼比随机性对地表位移的影响在低频情况下较小,在高频情况下则较明显,尤其是在沉积河谷的体系自振频率处,其影响最为显著.      

广东新丰江库区波速比变化特征研究

使用2007年6月—2017年2月广东新丰江水库周围14个台站记录的Pg波、Sg波震相数据,采用单震多台和达法研究新丰江库区波速比变化特征。结果显示研究时段新丰江M_L4.0级以上地震中有3次地震前表现出下降—低值—恢复—发震现象。库区水位、地震频度、波速比均表现出分段特性,地震频度相对于水位、波速比相对于地震频度均有一定的滞后性。蓄水前期波速比主要受水的渗流作用和构造应力的影响,而蓄水后期库构造应力以及水位引起的围压变化可能成为波速比变化的主要因素。新丰江M_L5.2级地震及M_L5.1级地震前水库均处于卸载阶段,M_L4.2级地震前水库处于加载阶段,说明库水位引起的围压对波速比影响有限,地震发生主要是构造应力作用的结果。     

云南地区地震序列的波速比(Vp/Vs)异常研究

针对2000年姚安6.5级、2001年施甸5级、2001年永胜6.0级和2003年大姚6.2、6.1级地震序列,分别采用多台法和固定台站方法计算了这些地震序列的波速比。由于采用的均是数字波形资料,到时读取精度达到0.02s。考虑台站因素,计算波速比的置信度最低达到95%。文中讨论强余震之前波速比的变化特征,发现强余震前出现波速比趋势性下降的特征,这对强余震的短临预测有实用价值;主震发生时和发生以后波速比的波动范围的对比,对震区的震情趋势判定有一定的指示和参考。     

扎兰屯地区测震学指标分析

文章运用2008至2016年内蒙古地震台网观测资料,对扎兰屯地区的b值、波速比时空特征进行分析。根据震例和经验,低b值和波速比低值有一定的震兆意义。b值空间扫描结果显示,额尔古纳和阿荣旗地区为低b值区域。波速比空间上看,牙克石和扎兰屯一带为波速比低值区域,波速比在空间上西北侧高、东南侧低。结合b值、波速比构造特征,判断牙克石-扎兰屯可能为应力积累区域。     

山西地区的波速比（V_P/V_S）特征研究

利用山西台网的数字地震观测资料,采用单震多台和达法、多震多台联合测定法,对山西北部、中部和南部地区波速比进行分析研究,结果表明：在2010年1月24日的河津万荣4.8级地震、4月4日的大同4.5级地震和6月5日阳曲4.6级地震前均存在波速比下降现象,其中前2次地震发生在波速比下降过程中,第3次地震则发生在波速比异常恢复阶段。之后山西中部和北部的波速比处于低值,尤其是山西北部的波速比低值持续,说明山西省北部是比较危险的区域。     

利用纵、横波震源谱参数计算“波速比”——以岷县M_s6.6地震为例

正中强地震前波速比会出现下降,之后回升到一定程度发生主震。传统测定波速比依据走数据,得到的波速比是各台站至震源传播路径范围内的平均值,反映的不完全是震源处介变化引起的波速比异常。纵、横波拐角频率比值与波速比有关,其随时间的变化可间接反孕震区介质物理性质随时间的相对变化,同时S波和P波的零频极限比值正比于纵、横波     

孕震过程中波速比及S波分裂时空变化的数值模拟

本文利用有限元方法模拟计算了强震发生前孕震区的波速比及Ｓ波分裂的时空变化，结果表明，孕震过程中，随着应力的局部集中，岩体发生扩容，引起裂隙的增生及定向排列，从而使孕震区产生各向异性，引起波速比的变化及Ｓ波分裂现象，在不同阶段，穿过同一路径的地震射线其波速比和Ｓ波分裂特征不同；在同一时刻，沿不同路径传播的地震射线其波速比及Ｓ波分裂也不同。总体看来，平行于孕震断层传播的地震波速比变化比垂直于其波速比及     

河套地震带波速比分区特征

以构成河套地震带临河盆地和呼包盆地为研究区域,收集整理2000年以来ML≥1.5地震事件的观测报告,经过到时校正,运用和达法求解多台单震平均波速比。结果显示:1呼包盆地2000年以来波速比平均值为1.723,计算方差±0.023 07;空间分布显示,在呼包盆地周缘地质构造体过渡地带存在多处波速比高低值转换区域,特别是大青山山前断裂东段尤为显著;2临河盆地2000年以来波速比平均值1.733,计算方差±0.022 64,空间分布显示,在狼山山前断裂和杭锦后旗断裂间的NE向凹型区域,及从鄂尔多斯北缘断裂中部横贯临河断裂和色尔腾山山前断裂的NW向区域,表现为较连续的低值区域。分析认为,河套地震带的平均波速比在空间分布上表现出与构造相依的变化特点,平均波速比受到区域地震活动水平及地下介质体构成的影响而产生空间上的高低值差异分布。另外,波速比求解过程中的主要参数之间是否具有严格的相关性似乎较难确定,区域地震台网布局和参与计算的地震样本数可能是影响统计结果的主要因素。     

澜沧－耿马大震前单台波速比突变异常的时空变化特征

用整体的观点、综合的方法研究了１９８８年澜沧－耿马７．６、７．２级大震前８年中澜沧、腾冲、洱源３个地震台单台波速比（简称波速比）的动态变化过程，发现自１９８３年始，远在２５０ｋｍ以外地区发生的中强震、强震可引起澜沧地区波速比突变，其突变幅度随大震的临近和距离的逼近而增大。对波速比突变数据的可靠性进行了多方面的论证，并对波速比突变异常在地震预报中的应用及其物理成因进行了探讨。     

吉林地区波速比分布特征及构造意义

利用吉林地区2001年1月至2013年6月模拟和数字化资料(共254次地震事件的P波和S波到时资料),采用单震多台和达法计算每个事件的平均波速比,重点分析吉林地区波速比的空间变化特征。为了保证计算结果的可信度,对收集到的震相数据和计算结果进行严格筛选和限定。结果表明,吉林地区波速比横向不均匀性显著,南北部差异较大。伊通-舒兰断裂带北侧波速比横向不均匀性突出,高低值异常区方向与NE向扶余-肇东断裂带一致;伊通-舒兰断裂带南侧波速比高值区域主要集中在火山区,其中长白山火山区北侧波速比低而西南侧较高,可能表明长白山下方低速异常体位于火山口的西南侧。通过分析波速比分布特征与地震活动的关系,认为在波速比高值区和高、低值过渡区为地震易发地带。     

福建仙游震群波速比变化初步分析

应用多台和达法测定福建仙游震群M_L≥1.0地震的平均波速比,在考虑一定震中距及台站数计算情况下,测得的波速比值相对稳定、可靠,计算的相关系数高,剩余标准差小,具有较高的可信度。对波速比值的总体变化特征的分析,结果显示:仙游震群波速比变化复杂,总体经历了高异常值-低异常值-高异常值-相对稳定-主震发生的过程;主震及较大余震发生后,波速比的高、低异常值增多,且低异常值频次较高于高异常值。对小区域的波速比变化分析发现:不同区域相对主震前后,异常值变化情况差别较大,从震群波速比整体特征讨论波速比变化异常情况,是否范围过大,有待于更多案例的检验分析。