利用波到时确定近地震震源参数的一种迭代解法及其在波速异常研究中的应用

前言为了探索P波速度Vp在震前的变化,可以仅仅使用(?)波到时资料来进行震源位置与波速的计算。在有电信传输台网工作的地区,由于各台统一授时,而P波到时的量测误差又较小,单独用P波到时探索波速异常更有实际意义。用P波到时资料确定震源位置与波速的方     

呼图壁气枪数据中面波振幅变化研究

利用新疆呼图壁气枪数据,在引入小波传播子方法测量到时延迟的基础上,进一步引入面波振幅作为监测地下介质变化的一个重要参数。结果表明:相对于到时的突跳,面波振幅能克服气枪源震源强度突变带来的测量不稳定;同时,通过面波到时延迟和振幅变化特征的模拟,发现面波振幅和到时延迟测量存在较好的正相关关系,且可以用介质速度变化所导致的聚焦和散焦效应来解释。面波振幅也可以作为较为稳定的参数来衡量地下介质的波速变化。     

微处理机-高速采样系统在波速精确测量中的应用

本文介绍一种用微处理机-高速采样系统准确测量波速的方法。波速测量的精度取决于走时的确定。但目前大都采用SYC-Ⅱ型波速仪,并靠眼睛判读其示波器上光标的位置来得到走时,由此产生的走时读数误差往往超过0.2微秒。应用本文介绍的系统,这一误差可以大大减少。在测量过程中,走时被一瞬态记录仪用20兆赫兹的最高采样速率(对应的最大读数误差为0.05微秒)记录下来,然后经过一数字接口将数据输入微处理机,由其自动判读波的初动,并立即给出波的走时和速度。 分析表明,对实验室通常采用的样品尺度,该系统的波速测量误差在0.7％以内,波速测量的精度因而得到很大程度的提高。      

储层条件下波速的变化规律及其影响因素的实验研究

为了在模拟储层的温度压力条件下,更精确地测定大庆砂岩样品在干燥、饱水和饱油等不同情况下的纵、横波速及其变化规律,首先对由于岩石的非完全弹性而引起的隐伏效应、滞后效应等因素对波速测量的影响进行了分析,提出了相应的改进方法以提高测试的精度．实验结果表明,波速随压力的增大以对数形式增加,随温度的升高呈线性减小．通过实测数据的分析和计算,提出了压力影响系数和温度影响系数,且认为它们与岩性参数有关．     

ZC—1型钟差计

一、概述对地震波震相到时的测量是测震工作的重要工作内容基础之一。提高其测量的精度是提高测震水平重要的一环,例如波速比的测定对此精度有相当高的要求。影响这项测量的最大误差来源是时间服务系统的精度。目前在区域地震台网中广泛使用的“滚筒自动对时法”消除了“人工对时法”中人为的操作的误差和钟面指针位差,较之能给出较准确的时间改正数,但由于受到滚筒转速与记录线条粗细等因素的影响和限制,在正常转速下,这种方法的对时精度一般只能达到0.1S。在此精度下,使台站难以对石英钟进行精细的频率调整     

三分向数据震相的自动识别

利用三分向地震数据,提出了一种自动检测Ｐ波和Ｓ波初至的算法。此算法组合使用了短时窗检测器ＤＳｐ和长时窗ＤＢｐ检测器,具有短时窗的较高精度和长时窗较低的误触发率。应用广东、福建和云南省的地震数据进行测试,结果表明：自动检测具有可靠的精度,地方震和近震Ｐ波到时误差小于０．２ｓ的超过８４％;Ｓ波到时误差小于０．５ｓ的超过７４％。     

岩石临破裂前波速变化特征的实验研究

为了提高波速的测量精度以便能观测到岩石临破裂前波速的微小变化,采用了波形的数值化,波的叠加,波的互相关和DTE(Subsample delay time estimate)方法和cosine插值,使时间分辨率提高到0.001 μs,波速分辨率达到1 m/s.在较小的应力增量(0.17 MPa)下测量了波的延迟时间,进而得到速度随应力的变化规律.实验结果显示在0.98破裂强度时岩石波速最大,然后下降直到破裂,此期间的波速下降量约30m/s.同时对临破裂前波的主频能量进行了计算,其变化规律与波速相同,认为破裂前的有关变化与岩石膨胀有关.最后用涨落模型讨论了延迟时间的方差变化.     

一种基于PPNet的地震直达P波到时拾取方法

针对现有地震直达P波到时拾取网络精度低、误差大等问题,结合UNet++编码、解码器,融入特征过滤器设计一种具有地震震相特征分析与融合能力的轻量级P波到时拾取网络PPNet,实现对地震P波的高精度、低误差拾取。首先,该网络在编码器模块采用大卷积核、低通道数的卷积层,对输入的地震信号进行深度特征提取;其次,在解码器模块的特征还原过程中加入特征融合机制,补全特征信息,避免序列特征污染问题;最后,仅对编码器后三个下采样模块添加特征过滤器,深入挖掘特征序列,通过细化P波到时特征,提升到时拾取精度。实验结果表明,提出的网络在0.1 s、0.2 s、0.3 s误差阈值下P波拾取率分别为80.73%、94.01%、97.81%,平均绝对误差0.078 s,均方误差0.021,与现有P波拾取传统方法和深度学习算法相比性能更优。     

北京市浅层剪切波速与隐伏构造关系研究

以北京平原区地震钻孔为基础资料,建立三维剪切波速速度模型,获得了2个代表性的波速剖面,研究其与地质构造和隐伏断裂之间的关系,结果表明：北京平原区新构造运动和隐伏断裂活动对晚第四纪地层沉积和发育具有控制作用,而且浅层剪切波速的差异性也为隐伏构造的位置确定提供了帮助。     

虚拟台站法求小范围虚波速度

为了探求地震前波速异常,常用的方法是以和达法求平均波速比。和达法对台网分布及各台记录的绝对到时要求严格。目前我国大多数地区台距较大,对于中等强度地震的孕震区而言,虽然和达法精度较高,但地震射线穿过孕震区路径不长,往往不易观测到波速比异常。     

基于小波分析的场地波速测量方法

在场地波速测量中,由于噪声等因素的影响很难准确识别P、S波的初至时刻,致使波速结果存在很大的误差。本文给出了一种基于小波变换的波速测量的新方法。该方法利用波动信号的小波变换与弹性波群速度的关系准确识别弹性波初至时刻。弹性波小波变换的峰值时刻代表着以群速度传播的弹性波的初至时刻,使P波、S波的初至时刻的确定具有明确的物理意义,波速的结果准确、可靠、稳定。此外,波动信号的小波多尺度分析还可以确定地层中传播的弹性波的频散特性。最后,该方法在场地波速测量的实测信号的应用表明该方法可准确确定P、S波速。     

昆明地区剪切波速测试误差及其对反应谱影响初步研究

昆明是我国西部地区的重要城市。由于地震频发、地质条件复杂,昆明已经被我国列为重点抗震设防城市。昆明已经于2006年完成了整个城市的地震安评工作。为了进一步完善地震安评工作,本文对地震安评的必备参数——剪切波速进行了测试误差专项研究。为了保证实验精度,研究人员邀请了昆明地区7家测试单位对实验钻孔进行测试并要求这些单位提供了原始的波列图。依据现场的单孔法剪切波速实验结果,本文运用统计学基本原理给出了昆明地区的测试误差,用SHAKE2000软件计算研究了108个工况下的不同程度测试误差对地表加速度反应谱和PGA的影响,得到了如下结论:实测结果表明,0至40 m内昆明地区剪切波速测试误差不随深度发生明显改变,误差的标准差平均为8%,最大误差不超过20%;反应谱和PGA的变化程度随波速测试误差程度增加而增加;波速误差在1倍标准差内时,反应谱峰值部分变化小于20%;在波速取极值时,峰值部分变化可能超过40%;输入的地震动不同,反应谱和PGA的变化规律有明显的差异。输入波频率成分与场地频率成分接近的的地震动时,当波速测试误差变大时,反应谱和PGA的变化更明显。由于工作条件限制,本文只选取了一个昆明地区的实验场地,还需要丰富现场实验资料以构建更全面的波速测试误差分布规律,同时还需要计算研究更多工况下剪切波速测试误差对相关参数的影响。     

砂岩和页岩弹性波性质的实验研究进展

砂岩和页岩的弹性波性质是通过地震资料推断储层物性和流体分布的基础.岩石波速测量常用超声波(10⁵～10⁶ Hz)脉冲法,低频岩石物理实验技术的发展为研究弹性波在岩石中的衰减和频散奠定了基础.本文系统总结了前人在高频和低频下测量砂岩和页岩弹性波性质的方法和实验结果,并结合矿物弹性性质和岩石物理模型,分析了压力、温度、矿物组成、孔隙结构、流体、频率等因素对岩石波速和衰减的影响.由于孔隙和微裂隙随压力增加而逐渐关闭,干燥砂岩和页岩的P波和S波速度在低压下随压力非线性增加,高于临界压力呈线性增加.干燥岩石样品的波速随温度增加而缓慢线性降低,频散效应可以忽略.而含流体砂岩和页岩的衰减和频散受温度、压力、流体饱和度、流体黏度、孔隙结构和频率等多种因素的影响,含流体砂岩和页岩的泊松比和逆品质因子Q^-1显著高于干燥样品.低压下砂岩的波速与孔隙度负相关,而影响页岩波速的因素更为复杂,页岩的波速、衰减和频散的各向异性都高于砂岩.将跨频段岩石物理实验与数字岩石物理技术相结合,可为勘探地球物理的方法创新和资料解释提供可靠依据.     

基于重构激发信号的电磁式可控震源相关检测参考信号方法研究

针对电磁式可控震源地震数据的相关检测,研究发现,在地下结构复杂、基板-大地耦合不佳时,常规方法——基于震源控制信号或基板附近信号作为参考信号检测得到的地震记录中,存在子波到时误差和虚假多次波问题.本文分析了上述问题的理论原因,并提出基于重构激发信号的相关检测参考信号方法(Correlation Detection Reference Signal Based on the Reconstructed Excitation Signal,CDRSBRES).首先,利用直达波与其他地震波到时不一致的特点,从震源基板附近信号中分离、提取直达波.然后,利用直达波重构震源激发信号并作为参考信号对地震数据进行相关检测.最后,应用谱白化技术提高检测结果质量.数值模拟研究表明,重构激发信号与理想激发信号的相关系数为0.9869,达到高度线性相关,CDRSBRES方法检测的地震记录在子波到时和波形特征上均与模型相符.随后,在某金属矿区开展了可控震源对比实验.与液压式可控震源MiniVib T15000检测结果相比,电磁式可控震源PHVS 500的检测结果中:基于震源控制信号的检测结果存在子波到时误差约0.012s,对应垂向精度误差约11.16m;基于基板附近信号的检测结果部分区域出现虚假多次波,信噪比降低;而CDRSBRES方法的检测结果子波到时误差约0.001s,对应垂向精度误差约0.93m,波形特征一致,相同区域无虚假多次波.综上,本方法适用于电磁式可控震源地震数据的高精度检测,尤其对于地下结构复杂区域的高分辨率地震勘探具有重要意义.     

互相关函数在单孔法剪切波速测量中的应用

本文系统论述了单孔法剪切波速测量信号处理中的一种到时差识别方法。对带通滤波后的触发传感器信号和探头信号进行互相关分析,可以准确地识别S波的到时。针对实际波速测试工作中两道水平信号到时差相差比较大、测点的波速计算值为负数或者计算波速数值远大于或小于现场岩样的经验实际数据等不合理因素,编制了相应的计算程序．提高了波速分析的效率和精度。     

兰州地区剪切波速实测误差分析与评价

为了给兰州乃至西北地区的地震安全性评价和重大工程抗震设计提供参考,在兰州地区选取4个不同类别场地,完成由10家单位参加、使用不同仪器剪切波速现场测试误差专项实验,研究该地区剪切波速实测误差分布规律,讨论测试误差对地表加速度反应谱影响的统计特征,并给出该地区剪切波速测试误差评价。结果表明:兰州地区各单位剪切波速测试误差具有明显规律性,测试误差绝大部分符合标准正态分布,且误差大小不随深度和场地类别而改变;兰州地区波速测试水平优于全国平均水平,Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类场地的剪切波速测试精度较高,偏差较小,其平均标准差可以定为10%;就兰州地区而言,其1倍波速测试标准差引起PGA最大偏差为25%,2倍标准差为50%;给定波速测试误差下反应谱变化程度与输入波形相关,输入波频率成分与场地频率成分接近的地震输入下,误差影响较大,反之则影响较小。     

用波到时确定波速及震源位置的分段迭代计算方法

前言目前使用波到时资料确定震源位置与波速的方法,在震中周围台站数目较多时,所定震中位置比较稳定。只要初值不是极不合理,也就不会影响λ、φ的结果,但毕竟仍存在以     

隐伏层的形成与识别

利用折射波场的特点，研究隐伏层，建立不同性质中间层的临界方程和隐伏层形成条件的公式．研究表明，隐伏层形成与剖面中每个地层的厚度、波速、以及折射面的倾角有关．厚度薄而波速低的中间层容易形成隐伏层．还用τ－ｐ变换方法来识别和提取隐伏层的视速度与截距时间，并给出了模型的结果．     

煤矿矿震定位中异向波速模型的构建与求解

针对煤矿上覆岩层层状赋存和离层带的特点,构建矿井尺度的微震监测系统异向波速模型,模型中波速向量由地面探头速度与井下探头速度组成.研究了在只有强矿震信号和混有爆破信号两种条件下,以到时残差最小为目标和震源定位误差最小为目标的两种求解模型,模型求解选用具有全局寻优特性的遗传算法与CMEAS算法结合的混合算法.现场实际应用得出,只使用爆破信号的到时残差法最优,混有强矿震信号的到时残差法其次;与爆破信号定位所用的统一简化波速模型相比,震源定位误差大幅度降低.在此基础上进一步减低定位误差,还需从微震台网的优化布设方面解决.     

龙门山断裂带地壳速度结构和震源位置的精确修定

结合使用人工地震折射测线和天然地震观测资料，给出了龙门山断裂带P波和S波的地壳平均速度模型．以此模型为基础，修定了沿龙门山断裂带分布的202个地震，给出了震源位置误差小于1.5 km的精确解．以到时曲线为准，将修定后的震源参数与四川台网常规定位的震源参数进行了比较，到时数据相对于时距曲线极小的分散，证明定位后的震源位置的精度得到了相当的改善．所获得的震源分布表明，地震活动主要发生在沿龙门山主中央断裂．绝大多数地震分布在3～22 km深度范围的上地壳中．结果证明，本文所提供的速度模型和采用的定位方法是适合龙门山断裂带地震定位使用的；配合日本东北大学提供的实时处理系统，对提高四川台网的定位精度是十分有效的．