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。     

层状介质中断层位错引起的重力异常及其数值模拟

修正了文献［１］给出的两个公式和计算机程序中的个别错误，并根据文献［１］利用层状介质中的位错理论及其与相应重力变化的关系［２，５］，通过数值模拟方法研究了矩形位错面在不同尺度、倾向、埋深和位错的情况下有不同取向、量值的重力异常变化。此外，还对唐山地震、共和地震的重力资料作了几个测点的计算以探索地震物理前兆场空间和强度分布的复杂性。结果表明，断层错动引起的重力变化在空间、强度上的分布是十分复杂的。它是位错地表形变和地下层界面形变效应共同作用的产物，既可以是正异常，也可以是负异常。位错源的几何条件、埋深条件、位错方向和量值等对重力的空间、强度分布和范围有较强的影响。这就说明对于地震与重力异常的关系不能一概而论，要考虑一次地震特定条件的影响。本研究也为我们理解其它地震前兆物理场的复杂性提供了有益的启示     

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     

起伏层状介质中曲线网格有限差分法与射线法波场模拟对比研究

针对处理起伏地表(或含地下不规则波阻抗界面)条件下发展起来的地震波场数值模拟算法的模拟结果与解析解(大多数情形下无法得到)无法进行对比,且其有效性和正确性难以验证的情况,本文提出了一种可以相互验证波场数值模拟结果与射线追踪数值模拟结果的正确性和有效性的佐证方法,验证了参考射线追踪法.其中,波场数值模拟中采用曲线网格DRP/opt MacCormack有限差分法,射线追踪模拟则采用分区多步三角网格最短路径算法.通过系统对比上述两种方法得到的波场快照、单炮地震记录,以及合成理论地震图的结果显示,本方法相互作证了两种方法所得结果的正确性和有效性.双层和三层起伏层状模型的对比分析结果表明,这种方法不但可以加深理解地震波在复杂介质中的传播规律,同时射线法的引入为清晰识别和标定地震波场数值模拟中各种不同震相提供了一种便捷的途径.      

加卸载响应比理论若干问题的深入研究及其三维数值模拟

地震孕育过程的实质是震源区的损伤演化过程 ,这一演化过程是远离平衡态的不可逆过程。加卸载响应比理论从这一基本点出发 ,根据孕震区介质对加载和卸载的不同响应 ,提出了地震预测的新方法。本文对加卸载响应比方法理论和应用中的若干问题进行了较深入的研究 ,主要得到以下结论 :1 )从损伤力学的角度对加卸载响应比的力学机理进行理论阐述 ,通过加卸载响应比与损伤变量在宏观和细观上的密切联系 ,论证了加卸载响应比的物理实质是定量地刻划了非线性系统偏离稳态 (或逼近失稳 )的程度。而地震的孕育发生过程正是孕震系统的损伤演化直至失稳…     

可控震源非线性扫描地震响应的数值模拟

讨论了几种非线性扫描信号自相关函数的旁瓣特性.对可控震源非线性扫描的地震响应进行了数值模拟.当震源扫描持续时间是检波器接收时间的一半时,相关运算把反射扫描信号压缩成脉冲信号的效果是显著的.有限度地增加震源扫描持续时间以及与之相适应的接收时间可以使反射扫描信号得到进一步的压缩,但在固定扫描与接收时间的条件下,增加采样点个数对反射扫描信号的压缩并不起作用.采用具有低频相关子波特性的非线性扫描震源信号,将有利于相关噪声的消除.模拟结果还证实了二次扫描在某些特定条件下会出现鞍点效应这样一个事实.     

非均匀半无限介质中振荡电偶极子地表电场的数值模拟

以数值模拟方法对层状介质中振荡电偶极子电场进行了研究，结果表明：（1）在典型层状介质结构下，地表不可能观测到此种信号源产生的电场信息。（2）有断层存在时地表偶极子电场值可增大2－3个最级。在常见的地壳电性结构中，地表可得到零点几至几毫伏每公里的异常；在特殊电性结构中可达上百毫伏每公里，电场强度的最大点并不在震中，而是在断层带上，这表明地下介质的不均匀性一方面有利于地电异常的观测，另一方面也是引起地表电场异常出现复杂性的原因。     

三维弹性波数值模拟中的吸收边界条件

在地震波传播数值模拟的过程中,需要使用吸收边界条件从而达到衰减人为边界 反射的目的. 本文基于傍轴近似法提出了计算三维弹性波方程的吸收边界条件公式,表示了 各边界面、边棱和角点处波场所满足的单程波方程,并在三维弹性波数值模拟中进行了应用 . 理论模型及三维盐丘地质模型波场切片快照试算结果表明,该吸收边界条件可以有效地吸 收人为边界反射,适用于较大入射角情况,从而消除了边界有效波信息的干扰. 由于采用四 阶近似方程,在保证计算精度的前提下,该方法具有节省计算工作量和易于实现的特点.     

加卸载响应比的数值模拟

用数值模型来模拟和验证加卸载响应比（ＬＵＲＲＬｏａｄ／Ｕｎｌｏａｄ　ＲｅｓｐｏｎｓｅＲａｔｉｏ）理论．编制非均匀各向异性材料宏细观损伤破坏程序,模拟固体材料在损伤破坏时的加卸载过程,证实了加卸载响应比理论的正确性．结果表明,ＬＵＲＲ这一反映地球介质临近破坏的指标,也可以用来预测材料的破坏．同时讨论了一些参数（如均匀程度和脆性程序）对ＬＵＲＲ的影响,发现材料越呈脆性,或越均匀,ＬＵＲＲ值上升得越晚,曲线越陡．该结果对用ＬＵＲＲ指标预测地震具有一定启发．     

加卸载响应比的数值模拟

用数值模型来模拟和验证加卸载响应比（ＬＵＲＲＬｏａｄ／Ｕｎｌｏａｄ　ＲｅｓｐｏｎｓｅＲａｔｉｏ）理论．编制非均匀各向异性材料宏细观损伤破坏程序,模拟固体材料在损伤破坏时的加卸载过程,证实了加卸载响应比理论的正确性．结果表明,ＬＵＲＲ这一反映地球介质临近破坏的指标,也可以用来预测材料的破坏．同时讨论了一些参数（如均匀程度和脆性程序）对ＬＵＲＲ的影响,发现材料越呈脆性,或越均匀,ＬＵＲＲ值上升得越晚,曲线越陡．该结果对用ＬＵＲＲ指标预测地震具有一定启发．     

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。     

地震动输入界面处剪切波速对加速度峰值的影响

利用目前工程上广泛应用的一维土层地震反应计算程序对成都平原某典型卵石场地剖面进行了计算,得到了不同输入地震强度下的加速度峰值随输入界面处剪切波速增大的变化规律。结果表明,无论是地表加速度峰值,还是地下5m处的加速度峰值,在相同的地震动输入强度下,均随着输入界面处剪切波速值的增大呈对数形式增大。且在小震输入下的增加速率最快,中震输入下的增加速率次之,大震输入下增加的速率最慢。当地震动输入界面处剪切波速值从500m/s增加至800m/s时,加速度峰值均增大20%以上,最大达到32%。统计得到的二者间的经验关系式,可作为本地区具有相似场地条件工程换算加速度峰值的经验公式,为工程抗震设计人员提供参考。     

地震波动强度变化的数学建模分析与仿真

传统利用灰色关联分析方法对地震波动强度变化进行数学建模分析与仿真时,对地震波动强度变化的数列进行仿真分析时,忽略了地震波动强度的时间属性对结果的影响,导致分析结果准确性较低。本论述提出新的地震波动强度变化数学建模分析与仿真方法,通过地震波动强度序列的经验分布确定门限自回归模型的门限值,依据该门限值、AIC最小准则以及最小残差平方等方法获取地震波动强度序列的门限自回归模型,分析自回归模型的极限环和振荡的属性特点,得到地震波动强度变化的初步数值模拟结果。本论述构建了基于均生函数的地震波动强度序列的数学模型,通过均生函数数学建模方法拟合地震波动强度时间序列,依据时间序列基于双评分准则选取拟合周期,实现地震波动强度的数值仿真。实验结果表明,所提方法对地震波动强度变化模型具有较高的准确性和稳定性。     

新疆天山地区的波速比异常分析

Based on the seismic observation report data provided by the Xinjiang Digital Seismic Network from 2009 to 2014,we calculate the wave velocity ratio and its background value for medium and small earthquakes by using the multi-station method in Tianshan,Xinjiang.This paper analyzes the variation of the wave velocity ratio disturbance value to highlight the abnormal,and also back-traces 7 moderate earthquakes at the research area.The results show that:(1)the background value of the wave velocity ratio is almost 1.70,the wave velocity ratio obviously decreases in the middle-eastern part of Tianshan and the region near the Puchang fault;(2)the wave velocity ratio disturbance value is mostly low in the epicenter before four earthquakes of M≥5.0 from 2011 to 2013 in the study area;(3)before 7 moderate strong earthquakes,the earthquake events with low value of the wave velocity ratio account for over 60% of corresponding total events near the epicenters,and the low value of the wave velocity ratio is relatively obvious before moderate earthquakes.     

用响应比波速比监测预测瀑布沟水库诱发地震

介绍对瀑布沟水库用加卸载响应比和波速比监测预测水库诱发地震的实践过程,通过课题以往的预测和对应其后期实际发生的地震来分析,结果显示:地震频度库水加卸载响应比Yn和Cr值、库水下方地震波速比这两种方法都可以作为监测预测水库诱发地震的新方法。     

滇西地区近期强震前的波速比异常演化

利用云南地区地震波记录资料,对滇西地区1998年以来5次MS≥5.8强震前的波速比异常进行了动态追踪,结果表明:滇西地区强震前1～3年会形成一个长60～160 km的椭圆形低波速比异常区,强震通常发生于异常区边缘、异常交错部位或低波速异常区外围60 km范围内.低波速比异常区出现的高波速比(≥1.90)点,除2001年施甸5级震群外,对应的强震孕育时间的长短与强震震中距的大小有类似反比的关系.     

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...     

芦山7.0级地震前单台波速异常变化研究

利用芦山7.0级地震震中周边台站(CD2、 MEK、 GZA、 MDS、 HSH、 JJS、 XJI、 DFU、 EMS、 JYA、 YGD)2009年1月1日至2013年4月20日记录到的近震资料, 采用单台波速比以及单台P波视速度、 S波视速度计算方法进行了波速分析研究。 结果表明, 自2010年底左右开始, 震中附近区域的CD2、 MEK、 GZA、 MDS、 HSH、 JJS台站同步出现了长达两年明显的P波视速度和S波视速度低值异常现象, 且异常现象都集中在龙门山断裂带及周边地区, 单台波速比也有不同程度的异常反应。 故多个台站同步出现长时间、 明显的单台视速度低值异常现象, 并且集中在某一断裂带附近时, 则有可能是大震孕育的先兆。     

沂沭断裂带中部地区地震波速及地壳厚度的测定

选取1990～2001年发生在沂沭断裂带中部地区的23次ML2．3～4．0级地震为基础资料，对沂沭断裂带中段及附近地区地震波速进行了研究。结果表明，研究区-↑Vp=5．83km／s，-↑Vs=3．54km／s。同时，根据反射波走时方程，得出该地区反射波速度Vp11=6．21km／s，Vs11=3．65km／s和平均地壳厚度为37km。