精密控制震源理论波形的计算方法

精密控制震源是精密主动监测技术的关键设备, 它为整个系统发射精确的、 高度可重复的震动信号, 是精密主动监测的基础。 其理论波形对于观测数据处理、 提取监视地下介质的信息是十分重要和关键的。 精密控制震源发出的震动信号由于受到重力的影响, 并不是标准的正弦或余弦波形。 本文研究了重力对震源发射波形的影响, 推导出在重力影响下精密控制震源理论波形的计算公式, 给出了该计算公式的数字递推求解方法和误差控制方法, 可以准确地计算出精密控制震源在重力影响下发射信号的理论波形。     

用地震体波波谱测定震源参数

一、震源体波波谱 近十几年来,为了从地震图中求得更多一些的震源信息,地震学家们详细研究了地震震源波谱。 地震波谱是震源所辐射的地震波在频率域中的一种描述(一般的地震图分析只侧重于时间域) ,可推导出它与震源的力学参数有密切关系。不同的震源模式所辐射的理论地震波谱是不相同的。我们所介绍的体波谱系采用布龙的位错模式。布龙把断层等效为一个     

GI枪结构震源子波模拟研究

GI枪不同于常规空气枪,它虽然使子波峰-峰值减少,但是具有较好的压制气泡振荡的优点.现在GI枪已经成为海上地震勘探主要震源激发方式之一.因此研究GI枪子波特性和模拟子波过程就有理论与现实意义.GI枪震源子波模型是依据GI枪激发特性,基于空气枪震源子波模型理论,以准静态开放式热力学系统与气泡振荡方程为依托建立的.模型根据模拟经验参数模拟震源子波结果,并与GI枪实测子波资料进行了对比,模拟结果表明能较好的吻合.文中同时给出子波模拟经验参数,使模型标准化.     

小震震源参数与震源机制的联合测定

本文采用一个非均匀破裂圆盘位错模式,考虑到介质-仪器系统的影响,计算了它在不同幅射方向的P波初动位移与半周期,以及几组用于测定震源参数的理论曲线。在采用1/4周期测定介质的Q值和球面拟合震源机制解的基础上,给出了一个小震震源参数与震源机制的联合测定方法。该方法的实质是,将震源断层面作为被测参数的一部分,并同时考虑它对其它被测参数的影响,从而获得单个小震震源参数与震源机制的相应解。最后,根据新丰江水库区四个台的小震资料作了实测与分析,所得结果为:介质的平均Q值约450,地震矩1019——1020达因厘米,平均应力降约35巴;其震源机制解亦反映了本区构造应力场的主要特征。      

震源物理研究的回顾与展望

震源物理的研究是岩石力学、位错理论，断裂力学、电磁学和非线性动力学等学科的渗透与结合。地震的孕育、发生重复的动力学过程是震源物理研究的重要内容。     

天山的壳内高导层与震源环境

对天山地震区存在的壳内高导层和高导层所在地区发生地震的震源深度进行了研究，发展地壳中部的高导层与地震带的震源分布有一定的对应关系，震源深度存在由北向南逐渐加深的趋势，而且与高导层的埋藏深度相当。研究认为，高导层是表征深部震源环境的重要方面之一，它的形成与存在既有内在的原因也应具备一定的外部条件。     

地震综合预报的近期目标和地震相似性研究

地震综合预报是相对单项预报而言的。它是研究与地震有关的各种地球物理、地球化学、地壳形变和空间环境等单因子之间的关系和组合,从而预测地震的科学。可以认为单项是纵向的深入,综合是横向的联系。很多横向科学的理论和方法可以移用来作为发展地震综合预报的学科基础,例如概率论与数理统计、图象识别、信息论、控制论和系统论、模糊数学等。然而综合预报的物理学基础则是震源物理—化学、震源环境及与之有关的前兆理论。     

长周期地震动盆地效应表征模型的数值模拟

地震动是由震源释放出来的地震波引起的地表附近土层的振动,地震动是震源、地震波在地球介质传播及场地响应这一复杂系统的的产物.地震动研究是跨理论地震学和工程地震学的课题,它不仅有重要的理论意义,同时又有很大的应用价值.     

井水位前驱波现象与震源成核过程关系研究的现状

井水位前驱波现象的成因可能与震源过程有关，是大地震断层大破裂之前的慢破裂产生的，因此对前驱波现象的研究、震源过程与前驱波现象的对比分析、井－含水层系统对前驱波响应的理论分析和前驱波生成机理的研究是认识震源过程的重要途径之一。正确区分源兆、场兆和远兆，努力寻求3种前兆的信息特征，是震情综合分析所必须的工作。     

相控震源定向地震波信号分析

应用可控震源地震勘探,当环境噪声很强,采用组合震源工作仍不能满足信噪比要求时,引入能形成定向地震波的相控震源.由相控震源定向照明地震理论分析,主波束方向上3单元相控震源产生的反射地震波信号信噪比比单震源高6.53~9.54 dB,比组合震源高1.76~4.77dB.为研究相控地震实际效果,在同一测区进行了三种震源地震对比实验.由单炮地震记录和水平叠加时间剖面可知,相控震源反射波信号信噪比明显高于单震源情况,略高于组合震源情况.进一步对反射波信号功率谱特性做定量分析,得到如下结果：与单震源情况相比,相控震源使各道反射波信号信噪比提高了0.75~8.15 dB,平均提高3.65 dB;与组合震源情况相比,各道信噪比提高了0.93~3.17 dB,平均提高2.02 dB,实验结果与理论分析吻合.综上所述可知,基于相控震源的定向照明地震技术是可行的,可以有效提高地震信号的信噪比.     

加卸载响应比理论的应用和发展

加卸载响应比理论的提出 ,为地震预测研究开辟了一条新的途径 ,它在地震预测中的初步应用显示了良好的前景。本文对加卸载响应比理论的应用作了进一步的研究。加卸载响应比理论是尹祥础研究员近年来通过对震源力学系统趋于失稳的过程及其失稳前兆进行分析后提出的。该理论的主要内容是 :震源力学系统在因外力作用而趋于失稳的过程中 ,加卸载响应比将自 1逐渐增大 ,直到无穷。具体说 ,当震源力学系统处于稳定状态时 ,加卸载响应比近似等于 1并越来越大 ;当系统逐渐趋于失稳点时 ,加卸载响应比大于 1;当系统失稳时 ,加卸载响应比趋于无穷。我…     

城市活断层高分辨率地震勘探震源对比试验研究

国内外大量地震震例研究表明 ,巨大的城市地震灾害主要是由隐伏于城市之下的活动断裂上发生的地震造成的 ,因此 ,探测城市活断层是十分必要和紧迫的。高分辨率地震勘探是目前探测城市活断层较为有效的地球物理方法 ,它包括激发技术、接收技术、观测系统、地震数据处理与解释技术等。而震源是地震勘探的首要问题 ,城市特定的人文环境和城市活断层的特点对高分辨率地震勘探的震源提出了特殊的要求 ,较小的断距决定了要有较宽的震源谱 ,城市较严重的干扰决定了震源要有较强的抗干扰能力。通过在福州市跨八一水库断裂进行的可控震源、真空加速落锤、锤击震源、枪震源以及炸药震源的试验研究 ,利用频谱分析技术 ,得到了各种震源谱的特性 ,并给出了可控震源、真空加速落锤和锤击震源叠加时间剖面对比 ,探讨了各种震源在城市活断层探测中的有效性     

震源参数反演及精度评定的Bootstrap方法

在震源参数反演理论研究中,地表形变与震源参数之间为复杂多维的非线性关系,针对传统泰勒级数展开的精度评定方法可能无法适用于震源参数的精度评定问题,本文将Bootstrap方法引入到震源参数非线性反演及精度评定研究中.通过对GPS地表形变观测数据实施Bootstrap重采样获取自助样本,使用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)搜索震源参数,设计并给出了震源参数精度评定的Bootstrap方法计算流程.将本文方法用于6个模拟地震、Amatrice地震及Visso地震实验中,通过反演震源参数、获取参数的置信区间及中误差,并与Jackknife方法、Monte Carlo方法进行对比分析.实验结果表明,通过执行本文精度评定方法能够获取比Jackknife方法更加可靠的震源参数置信区间以及更加精确的精度信息.实验验证了将Bootstrap方法用于震源参数精度评定的有效性和可靠性,为研究震源参数精度评定理论研究提供了一种新的采样思路.     

利用数字波形资料研究区域中小地震震源机制

应用矩张量概念对震源物理的研究是当代地震学的一个重要的前沿课题。近20年来,随着宽频带数字地震仪的广泛应用,地震波形记录的质量明显提高,极大地推动了对震源物理过程研究的进展。对于区域性中、小地震,由于区域性地震的波形记录包含了有关震源和区域地壳的丰富的信息,利用波形资料研究区域性中、小地震的震源机制,其结果有助于了解震源区和区域性应力状态以及断层的构造特性,是理解地震孕育过程的重要途径。近年来,随着计算合成理论地震图的理论和方法的进步,使用矩张量反演方法确定中小地震的点源机制解以及有限破裂参数等研究领域取得了显著进展。本论文在前人研究的基础上,发展了两种针对区域中、小地震震源参数反演的求解方法,通过数值试验讨论了震源机制反演结果的稳定性,并结合实际地震观测资料进行了检验。     

地震背景噪声互相关函数的面波理论表达形式

基于弹性动力学面波激发公式推导出地震背景噪声互相关函数(简称为NCF)的理论表达形式.证明了NCF等价于面波的震源激发公式,其中一个台站为等价震源的位置,另一个台站为接收点.本文提出的最重要的概念是等价震源相位,它直接影响群速度与相速度的测量误差.在噪声源均匀分布的条件下,等价震源相位等于-π/4.一般情况下,等价震源...     

运动学震源模型对近断层长周期地震动模拟研究综述

初步分析了运动学震源模型对近断层长周期地震动模拟的研究现状、分析方法和模拟验证思路,运动学震源模型最新成果的运用对该研究至关重要,包括使用经验性的全局和局部震源模型参数,来设定地震震源破裂过程,以及使用已发生的特大地震的确定性复杂破裂过程两类。着重从这两类震源破裂过程的使用方式入手,综述了其对该研究的重要影响。由于未来的发展趋势向震源理论发展与应用,大地震震后快速产出、城市活断层灾害评估和特大地震地震危险性分析等方面集中,因此,从长周期工程结构的防震减灾来看,更多以及更细致的震源模型产出将有助于长周期强地震地面运动的模拟和预测。     

世纪之交我国震源物理研究的进展与展望

从大陆地震震源的观测研究、震源力学的理论研究和震源物理实验三个方面，评述了90年代以来中国震源物理研究的进展.这些进展包括：大陆地震的震源参数测定；利用数字地震资料进行的“现代”震源参数的反演；地震断裂力学的应用和发展；非线性物理学在震源研究中的应用；岩石破裂实验的发展；地震前兆的物理机制的实验研究等.指出了新技术的发展和现代物理科学的发展对90年代以来震源物理研究的重要影响．展望了跨世纪的我国震源物理研究的发展方向，指出震源物理研究的进展必将在大陆地震预测和减轻地震灾害方面发挥积极的作用．     

震源深度误差对矩张量反演的影响

在用矩张量反演方法确定地震的震源机制和震源的破裂过程时，由于测定震源深度的误差，很难保证计算格林函数时所采用的震源深度(理论震源深度)和实际震源深度完全相等．理论震源深度和实际震源深度的差异(震源深度误差)对矩张量的反演或多或少会造成影响．借助于合成地震图较系统地讨论了震源深度误差对3种基本类型(正断层、逆断层和走滑断层)的震源反演造成的影响．对于正断层和逆断层，震源深度误差主要影响各向同性成分和补偿线性向量偶极成分．在理论震源深度大于实际震源深度时:对于正断层，震源深度误差导致出现虚假的正的各向同性分量和负的补偿线性向量偶极分量；随着差异的增大其绝对值逐渐增大；对于逆断层，震源深度误差导致出现虚假的负的各向同性分量和正的补偿线性向量偶极分量，其绝对值随着震源深度误差的增加而增加．在理论震源深度小于实际震源深度时，结果恰好相反:对于正断层，震源深度误差产生了虚假的负的各向同性分量和正的补偿线性向量偶极分量；对于逆断层，震源深度误差产生了虚假的正的各向同性分量和负的补偿线性向量偶极分量．同样，随着深度误差的增大，它们的绝对值也逐渐增大．对于走滑断层，震源深度误差对矩张量反演的影响则不同于正断层和逆断层两种情况，受影响最大的是震源时间函数的形状．无论理论震源深度小于还是大于实际震源深度，震源时间函数的形状都发生不同程度的拖尾现象．数字试验表明，当震源深度误差小于20 km时对于地震的总体机制的反演没有明显影响．另外，当理论震源深度大于实际震源深度时，震源深度误差对矩张量反演的影响相对较小．      

城市活断层高分辩率地震勘探震源对比试验研究

国内外大量地震震例研究表明，巨大的城市地震灾害主要是由隐伏于城市之下的活动断裂上发生的地震造成的，因此，探测城市活断层是十分必要和紧迫的。高分辩率地震勘探是目前探测城市活断层较为有效的地球物理方法，它包括激发技术、接收技术、观测系统、地震数据处理与解释技术等。而震源是地震勘探的首要问题，城市特定的人文环境和城市活断层的特点对高分辩率地震勘探的震源提出了特殊的要求，较小的断距决定了要有较宽的震源谱，城市较严重的干扰决定了震源勘探的震源提出了特殊的要求，较小数点的断距决定了要有较宽的震源谱，城市较严重的干扰决定了震源要有较强的抗干扰能力。通过在福州市跨八一水库断裂进行的可控震源、真空加速落锤、锤击震源、枪震源以及炸药震源的试验研究，利用频谱分析技术，得到了各种震源谱的特征，并给出了可控震源、真空加速落锤和锤击震源叠加时间剖面对比，探讨了各种震源在城市活断层探测中的有效性。     

利用Lg波谱特征估计地下核爆炸装置的埋深

Lg波同时携带地球介质结构信息和爆炸源引起的二次源信息,是研究地下爆炸震源机制及检测、识别手段的重要震相。基于对某一区域介质结构的了解,将实测Lg波谱特征形态与理论波谱形态进行比对,利用Lg波频谱曲线的低谷点随震源深度"左移"的特征,作为辅助识别手段估计地下核爆炸装置的埋深。研究结果对深入地理解地下核爆炸震源机制有重要的参考意义。