地下爆炸Rg波低谷点激发机理

目前普遍认为Rg_S散射是地下核爆炸短周期Lg波的主要能量来源,其主要依据为由线性偶极补偿源（CLVD）激发的Rg波谱的低谷点随深度变化的特征与区域震相Lg波谱的低谷点随深度变化的特征具有一致性. 本文利用简正振型理论,分析了Rg波谱中低谷点的形成机理,给出了各种速度模型下CLVD源深度与低谷点频率之间的关系,并分析了利用公式hCLVD=V/(16fNull)估计震源深度的局限性. 本文的研究结果进一步支持了CLVD源是激发Lg波的主要因素的观点,并得到重要结论：CLVD源形式下的本征位移函数及其导数的叠加所形成的极小值,即源的空间分布特征,是形成Rg波低谷点的原因,而不能仅用水平向基频本征位移函数过零点来解释.     

地下爆炸各向同性源和补偿线性矢量偶极源共同作用对Rg波低谷点的影响

本文利用地震面波激发理论计算了两种震源不同相对强度、相对埋深及源时间函数情况下的Rg波频谱,研究地下爆炸中各向同性(ISO)源和补偿线性矢量偶极(CLVD)源共同激发的Rg波信号低谷点特性.结果表明,由于两种震源相对强度、相对埋深及源频谱的影响,混合信号低谷点频率与单一CLVD源激发的信号有很大差异,因此实际地下爆炸中...     

地下核爆炸Lg波的激发机制

地下核爆炸Lg波的激发机制,目前尚未十分清楚.其中主要观点之一是源区附近由补偿线性矢量偶极源（CLVD）激发的Rg波的散射形成的S波是Lg波能量的主要来源.本文利用理论地震图模拟方法,基于东哈萨克斯坦地区速度模型,分析比较了东哈萨克斯坦地壳速度模型下的爆炸源、张裂源及CLVD源对区域震相Lg波的影响.结果表明,从能量的角度来看,CLVD源是激发Lg波的主要因素.模拟计算结果也进一步证实了CLVD源激发的Lg波振幅谱具有低谷点的特征源自于该震源所激发的Rg波;在此基础之上,检验了Patton提出的估算震源埋藏深度的经验公式.结果发现,该公式仅适用于震源埋藏深度较浅的情况（<500m）.这些结果对于进一步理解及更好地利用Lg波具有重要理论指导意义.     

层裂对区域震相Lg波的影响

地下核爆炸Lg波的激发机制, 目前尚未十分清楚. 普遍接受的观点是: 伴随层裂源的补偿线性矢量偶极源激发的Rg波的散射形成的S波, 是Lg波的最主要贡献因素. 本文利用频谱比对方法, 结合合成理论地震图方法, 基于东哈萨克斯坦地区速度模型, 分析了东哈萨克斯坦地壳速度模型下的层裂对区域震相Lg波的影响, 并进一步分析了该地区的实际观测资料. 结果表明, 层裂时间函数对Lg波具有扇贝形调制作用; Lg波振幅谱的低谷点源自于补偿线性矢量偶极（CLVD）源激发的Rg波. 这一结果也表明, 东哈萨克斯坦速度模型下的Lg波受层裂的调制作用, 与内华达试验区的Lg波是一样的, 进一步支持了Patton和Taylor的观点, 对于进一步理解及更好地利用Lg波具有重要理论指导意义.      

地震干涉测量法近地表散射波分离技术

针对山地地震勘探数据低信噪比问题,近地表散射波分离意义显得尤为突出,地震干涉测量法为此提供了一种技术手段.本文将地震干涉测量理论和散射理论结合起来,导出了近地表散射波地震干涉测量表达式,分为互相关型和褶积型表达式,它们由实际波场和背景波场干涉测量构成.根据近地表散射波分离理论,结合陆上地震勘探实际观测系统,采用褶积和反褶积混合型地震干涉测量配置,用实际地震资料展示了近地表散射波分离技术的应用效果.经过理论分析和砾石区实际资料试验,表明地震干涉测量不仅能分离测线上散射源产生的散射波,而且能分离部分侧面散射波.该技术的优点在于它适应于起伏地形和不均匀近地表结构,并且不需要起伏地形和近地表速度信息.为了从实际资料中消除近地表散射波,本文采用多道匹配滤波自适应减法,在砾石区见到较好效果.     

时间域起伏自由地表正演模拟综述

起伏地表对地震波有着非常大的影响,在起伏地表条件下,地震波的解析解不存在的,所以只能用数值方法来模拟地震波在地下的传播形式,起伏地形使得各种特殊的波现象出现,散射波、波的干扰、地滚波、以及体波和面波之间的转换,都给地震勘探带来了巨大的困难,因此,国内外学者对起伏自由地表的正演模拟做了大量的研究.本文从起伏地表的数值模拟方法、网格离散形式和自由边界实现方法三个方面系统的概括了时间域起伏自由地表正演模拟的研究进展.     

分层坐标变换法起伏自由地表弹性波叠前逆时偏移

传统有限差分方法在处理起伏地表时存在一些困难,而坐标变换法可将起伏地表映射为水平地表以克服此缺点.但同时,地下构造被变换得更加复杂,导致了波传播和成像的不准确.本文提出了一种分层的坐标变换方法,并应用到了弹性波逆时偏移中,此方法既可以克服起伏地表的影响,又可以不破坏地下构造.波场正向延拓、逆时延拓和分离是在辅助坐标系下完成的,而成像是在笛卡尔坐标系下完成的.通过对简单起伏模型和中原起伏模型的试算证明了本文提出方法的准确性.同时,对两种极端起伏地层高程不准确的情况进行测试可以看出:分层坐标变换逆时偏移方法的成像效果远好于传统坐标变换方法.     

起伏地表QR径向基函数有限差分及其在弹性波逆时偏移中的应用

弹性波逆时偏移不受倾角和偏移孔径的限制,能够实现任意复杂构造的高精度多波成像,是目前最精确的多分量资料偏移成像方法之一.逆时偏移算法的核心是波场延拓,传统波场延拓以水平基准面为边界条件,基于固定采样步长进行规则网格剖分,采用阶梯近似法处理起伏地表和复杂构造界面时会产生台阶散射,严重影响起伏地表复杂构造的成像精度.基于无网格节点模型,定量分析了弹性波模拟中径向基函数有限差分法的频散关系和稳定性条件.基于此,提出一种基于QR径向基函数的高精度有限差分方法,并提出一种优化的起伏地表自适应节点剖分方法,推导了精确的无网格自由边界条件和弹性波无网格混合吸收边界条件,形成了新的基于无网格的起伏地表弹性波数值模拟方法.此外,本文将此无网格径向基函数有限差分方法应用于精确的纵横波场矢量分解公式,实现了起伏地表弹性波逆时偏移成像.通过对高斯山丘模型,起伏凹陷模型和起伏地表Marmousi-2模型进行数值试算,验证了本文方法的有效性和可行性.     

爆破短周期面波的分析

引言爆破与天然地震记录 ,其波形存在一定的差异 ,比如波形的周期 ,不同震相振幅比 ,波动的衰减等。其中很明显的差异是在一定距离范围 ,一些爆破记录有明显的短周期瑞利型面波 (库尔哈奈克 ,1 992 ) ,本文中记为 Rg波。而天然地震则极少出现这种波 ,这种明显的差异是区别它们的一个重要判据。为了解 Rg波的一些特征 ,本文收集了山东台网短周期仪记录的爆破 ,对其 Rg波进行分析、总结。1　资料的选取与测量本文收集了 1 9个地震台的 1 83次爆破记录 ,震级范围为 0 .4～ 3 .0级 ,震中距范围 7～图 1　地震台、爆破源分布2 1 0 km,主要取于 …     

被动源反射地震数据起伏地表静校正问题分析

主动源地震中采用静校正技术将地震数据校正到平面上进行常规处理,被动源反射地震数据处理中同样面临该问题,其中涉及到了两种方法,一种是生成拟炮集记录后,采用主动源地震方法进行静校正处理;第二种方法是在背景噪声上,根据检波点高程将数据校正到平地表上再进行拟炮集记录计算.本文主要分析了第二种静校正计算方法的原理、以及实现步骤,并通过数值模拟起伏被动源地震数据,对两种静校正方法校方法进行了综合对比.实验结果表明：在被动源原始数据上静校正和在互相关生成的拟炮集上静校正都能实现起伏地表校正为平地表,但在被动源原始数据上静校正再相关会导致静校正量发生改变,需对反射记录非因果部分进行两倍炮点校正,因果部分进行两倍检波点校正才能叠加生成拟炮集.     

The effect of spall on Lg waves

Introduction The Lg phase plays a central role in nuclear test detection, discrimination, and yield estima-tion because of its stability in propagation, but the excitation mechanisms of Lg phase are not fully understood. Regional Lg is a short-period guided wave composed mainly of a sequence of multi-ply reflected post-critical S waves trapped in the crustal wave guide. Several studies carried out recently (Gupta et al, 1992; Patton and Taylor, 1995; Gupta et al, 1997; Wallace, 1991) have …     

考虑介质对地震波吸收衰减作用的场地放大效应估计

当参考场地震源距小于研究场地震源距时,传统谱比法低估了场地放大效应,且参考场地与研究场地震源距相差越大,低估程度越大;当参考场地震源距大于研究场地震源距时,传统谱比法高估了场地放大效应,且参考场地与研究场地震源距相差越大,高估程度越大,计算结果依赖参考场地的选择。上述问题存在的原因是传统谱比法估计场地放大效应时未考虑地震波传播过程中介质的吸收衰减作用,故传统谱比法适用于参考场地与研究场地地质构造类似且震源距相差较小的情况,为此本文通过考虑介质对地震波的吸收衰减作用,提出改进谱比法,可适用于地质构造类似、任意震源距的情况。本文分别采用未改进方法和改进方法估计汶川地震中渭河盆地多个台站场地反应,证实了传统谱比法存在的上述问题。采用改进谱比法估计的场地放大倍数均在2 Hz以下出现1个峰值,且这些峰值多为最大值;采用未改进谱比法估计的场地放大倍数峰值出现的频率多大于2 Hz;改进谱比法可信度较高。     

Analytical representation of phase characteristics for source time function modeled by stochastic impulse train

In order to discuss the relationship between the lower and higher frequency components of earthquake source spectra, we deal with impulse train model as source time function of earthquake, because spectral characteristics of source time function depend on occurrence times of impulse function which corresponds to small extent on the fault. Then, the spectral characteristics of source time function are obtained analytically and numerically from the stochastic viewpoints: namely, on one hand, the trend of impulse train dominates the frequency characteristics in low frequency range, and on the other hand, the fluctuation from the trend settles high frequency range. Furthermore, it is shown that the spectral properties of source time function can be determined using only two parameters which are number of impulses n and the probability density function of occurrence time of impulses f_T(t).     

Short-period Rayleigh waves from near-surface events

Short-period fundamental-mode Rayleigh waves (Rg) are generally well recorded by short-period seismographs within about 600 km of seismic events, such as explosions, rockbursts and earthquakes, which occur in the upper 3 km of the crust. Studies of these waves from records at the Swedish seismograph network revealed their usefulness to elucidate both path and source properties. They exhibit normal dispersion which requires a superficial low-velocity layer of about 1 km thickness, in part probably weathered and fractured granite. This layer has considerably higher attenuation than underlying more competent rock. The existence of Rg in regional short-period records is a reliable indication of shallow focal depth, and, provided adequate calibration is available, quite accurate depth estimation would be possible from the amplitude ratio of Rg to Sg1.     

三轴应力下花岗岩声发射P波Q值的变化

50×50×100mm3盈江花岗岩样品在σ3=30MPa、σ2=60MPa时增加σ1直至破裂,用波传播和谱振幅比法测定破裂孕育过程中σ3方向和σ2方向声发射P波Q值。结果表明:1.在σ1<0.07σ1P(最大破裂压强)时,σ3、σ2方向都保持高值,在0.2σ1P≤σ1≤0.551P期间,两个方向的Q值呈现出比较平稳的状态,其平均值Q3大约10至20,σ2方向Q2大约20至30。在σ1>0.55σ1P后,σ3方向Q3值起伏增长较大,而σ2方向Q2值仅在σ1>0.7σ1P后,才起伏增长,幅度不如σ3方向大。2.随压力的增加,在σ3、σ2两方向,低频成分明显加大。3.当σ1>0.951P后,出现一种记录畸变现象,对同一源点声发射,从沿同一方向两道记录上看出,早到波形振幅小,而晚到波形其振幅反而大     

Study of effects of focal depth on the characteristics of Rayleigh waves using finite difference method

This paper presents a relationship between the focal depth in terms of Rayleigh-wave wavelength and the dominant frequency of Rayleigh waves generated in a homogeneous half-space. Rayleigh waves were simulated using a (2, 4) staggered grid P-SV wave finite difference algorithm with VGR-stress imaging technique as a free surface boundary condition. VGR is an acronym for vertical grid-size reduction. The simulated seismic responses using P-wave and SV-wave sources at different focal depths revealed Rayleigh-wave generation up to certain focal depth only for the considered frequency bandwidth. A shift of normalized spectral shape of Rayleigh wave towards lower frequency with increasing focal depth was inferred. Largest spectral amplitude was obtained in the wavelength for which the ratio of focal depth to the wavelength of Rayleigh wave was around 0.17 in the case of P-wave source and 0.9 in the case of SV-wave source. An exponential decrease of spectral amplitude of Rayleigh wave with the departure of the ratio of focal depth to Rayleigh wave wavelength from the above mentioned values was obtained.