Mapping crustal S—wave velocity structure with SV—component receiver function method

In this article,we analyze the characters of SV-component receiver function of teleseismic body waves and its advantages in mapping the S-wave velocity structure of crust in detail.Similar to radial receiver function,SV-component receiver function can be obtained by directly deconvolving the P-component from the SV-component of teleseismic recordings.Our analyses indicate that the change of amplitude of SV-component receiver function against the change of epicentral distance is less than that of radial receiver function.Moreover,the waveform of SV-component receiver function is simpler than the radial receiver function and gives prominence to the PS converted phases that are the most sensitive to the shear wave velocity structure in the inversion.The synthetic tests show that the convergence of SV-component receiver function inversion is faster than tnat of the radial receiver function inversion.As an example,we investigate the S-wave velocity structure beneath HIA sta-tion by using the SV-component receiver function inversion method.     

垂向非均匀介质中首波特征分析

利用合成理论地震图方法研究了存在高速层或低速层的地壳模型及壳-幔过渡带模型中首波等震相的动力学特征，指出首波的特征对于高速层的结构变化比较敏感．当高速层厚度与特征波长相比较小时，地震波的衍射现象明显，这种情况下高速层不能屏蔽在其下面一层的上界面传播的首波，且该首波震相的强度随高速层厚度或速度的增加而递减；当高速层厚度与特征波长相当时，高速层底面的反射波震相与首波震相到时接近，会因互相干涉而减弱；对于低速层，首波震相强度较弱且随低速层速度的减小而递减；在壳-幔间断处引入一定厚度和速度变化范围的过渡带，可以得到更加明显的视首波震相，强度随过渡带厚度或速度变化范围的增加而增大．      

Characteristics of head wave in multi-layered half-space

Introduction Head wave is one of the main phases of local seismic arrivals, and it is important in the study of the crustal structure and the physical characteristics of the transition-zone between the crust and the mantle. So far, the kinetic characteristics of head wave such as arrival time have been widely used, while the dynamic characteristics of head wave like amplitude were usually ignored al-though it includes more information of the structure. In this article, we shall investigate the…     

三维层状孔隙介质中弹性波的一种积分表达式II：正确性检验和数值模拟实验

基于前一篇文章中得到的关于三维层状孔隙介质中弹性波场的积分形式半解析解,本文通过离散波数法开展了数值模拟.将全空间均匀孔隙介质中单力点源和爆炸点源作用下弹性波场的解析解和我们的数值模拟结果进行对比,发现两者是完全一致的.而在一个两层半空间模型下的数值模拟,验证了固相位移Green函数的9组空间互易性情况.通过以上两种对比检验,验证了半解析解理论公式、数值模拟方法以及相应程序代码的正确性和可靠性.随后利用敏感度分析研究了不同的介质参数变化对爆炸点源在界面上会产生的反射波场的影响.通过垂直地震剖面模型的数值模拟,发现弹性波场能很好地反映孔隙介质物理性质的变化,同时也讨论了动力协调这一孔隙介质中的特殊现象.我们发展的基于半解析解的数值模拟方法可以为三维层状孔隙介质中弹性波传播特征的研究提供一种可供选择的有效工具和手段.     

2014年8月3日云南鲁甸地震强地面运动初步模拟及烈度预测

2014年8月3日云南省昭通市鲁甸县发生了M_s6.5级地震.在已知的三维介质模型、地形数据基础上,利用震源运动学初步反演模型（张勇等,2014）,作者采用曲线坐标网格三维曲线有限差分方法模拟了鲁甸地震波场传播过程,并计算了模拟区域地震烈度分布.结果表明：地震最大烈度为Ⅶ度,破坏主要集中在鲁甸县以及巧家县、会泽县靠近鲁甸县的边界.另外,模拟结果还显示地震动在山峰、山脊处具有较大的幅度.计算表明断层东北侧的低速沉积盆地的波动放大效应加强了该地区的地震灾害.     

广义散射层析成像反演

本文详细地给出了基于非均匀介质的体散射广义散射层析成像反演的基本理论.广义散射层析成像反演可以描述为波场的反向传播和对成像场进行局部波数域滤波的过程.在数值算例中,利用背景速度沿深度方向均匀变化的v（z）介质中的简单的方块作为速度异常体的模型,通过对该模型产生的低频的Born数据和声波的正演数据的测试,在对采集系统进行有限频率带宽和空间孔径的校正来进行局部成像矩阵谱的恢复中,可以看出模型中各点的谱在恢复后的质量无论从覆盖的面积范围还是幅值的均一性上都有着明显的提高;在对速度模型的重建中,广义散射层析成像反演能够很好地恢复速度模型的低频分量,即便是方块速度异常体相对于背景速度的平均速度扰动是23%也能很好地重建模型中的速度,且对于不同的背景速度模型基本上都能很好地恢复Marmousi速度模型的低频分量.所以该方法将基于Born模型的层析成像反演适应范围进行了一定程度的扩展.     

2014年2月12日新疆于田地震强地面运动初步模拟及烈度预测

2014年2月12日新疆自治区于田县发生了M_S7.3级地震.在已知的三维介质模型、地形数据基础上,利用震源运动学初步反演模型（张勇等,2014）,作者采用曲线坐标网格三维曲线有限差分方法模拟了于田地震波场传播过程,并计算了模拟区域地震烈度分布.结果表明：地震最大烈度为7度,距离震中最近的于田县城烈度约为5度,断层西北侧地面震动略强于断层东南侧.另外模拟结果还显示地震动在山脊处具有较大的幅度.该地震本身主要能量释放区域在中地壳,主要滑动未及地表,因此对地表造成的破坏有限,这与目前尚无人员伤亡报告的情况相符合.     

有限频率线性理论的波恩近似佯谬

对有限频率层析成像线性理论的波恩近似问题进行梳理, 用数值方法统计分析其适用范围, 结果表明波恩近似要求最大速度扰动不超过1%; 然后对相关走时一阶近似进行统计分析, 结果表明它也只适用于最大速度扰动在1%以内的情形. 然而, 结合波恩近似和相关走时一阶近似而得到的有限频率线性理论, 其适用的速度扰动范围最大可达10%. 这个表面上的逻辑悖论, 称为“波恩近似佯谬”. 此佯谬是由于不恰当地使用波恩近似造成的. 本文摒弃波恩近似, 使用泛函的Fréchet微分和隐函数定理推导得到有限频率线性理论, 圆满解释了波恩近似佯谬. 由于有限频率非线性理论早已摒弃了波恩近似, 因此波恩近似概念在有限频率层析成像理论中完全没有必要.      

利用SPAC方法提取环境背景噪音中的高阶频散曲线

1 研究背景及意义 利用环境背景噪音发展的微震勘探方法是一个非常便利又适合于常规地震方法难以实现的地区,如城市等环境容易遭到破坏的区域.现在此方法已经得到了广泛的应用.在由背景噪音求取面波相速度的方法中,以空间自相关法和频率-波数法应用的最为广泛,但是这两种方法均假定背景噪音为稳定随机过程,主要是由基阶的Rayleigh面波构成,因而只能够提取基阶的频散曲线对地下浅层结构进行反演,这对模型的约束性比较弱.     

2015年4月25日尼泊尔地震波场传播及烈度初步模拟分析

2015年4月25日尼泊尔发生Mw7.9地震.本文采用三维曲线坐标网格有限差分方法,依据USGS给出的震源运动学反演结果和震源区域地形数据,模拟了尼泊尔地震波场传播过程,得到震源区域烈度分布模拟结果,与实际观测的地表峰值速度(PGV)大体吻合.结果表明:地震烈度的空间分布整体上受控于震源的单边破裂特征,高烈度区域主要分布在破裂传播方向上,即震源东半部.震源南侧到东南侧近场,由于受到震源和地形的双重影响,形成最大烈度分布区域,最大烈度约为IX.南侧平原受低速沉积层影响形成高烈度区域.震源西侧及盆地内烈度相对较低.