基于瞬时谱匹配的地震波选波方法及应用

地震波输入对结构非线性响应具有重要影响,选取合适的地震波输入计算是保证结构时程分析响应结果准确的首要条件。文章通过对比地震波瞬时谱的模型化方法,优化并提出可以考虑地震波时频特性的选波方法,并与《建筑抗震设计规范》方法进行对比分析。结果表明：匹配瞬时谱的选波方法可以有效地控制所选地震波的时、频域差异性,降低结构时程分析响应离散度,可为工程选波提供依据。     

单程波算子地震波入射角计算

基于单程波深度延拓方法,发展了一种地震波入射角度计算方法.入射角度的计算仅利用简谐波场,可得到整个成像区域内所有点的入射波波前面方向.该方法具有较高的计算效率,可服务于合成角道集等深度偏移方法;与偏移算法相比,其计算量几乎可以忽略.与射线法或基于走时梯度的入射角度计算方法相比,本文方法更稳健,避免了速度场的微小变化导致的入射角较大变化,因此更适用于实际偏移速度模型,也与波动方程深度偏移方法更匹配.数值算例表明,本文方法既有较高的计算效率又有很好的精度,且有很好的稳定性.     

基于BP神经网络的近震中地震波和干扰波的识别

在ＢＰ神经网络的基础上,利用传统的ＳＴＡ／ＬＴＡ阈值分类法建立了一个用于区分地震波和干扰波的神经网络分类器,并做了检验。结果表明,具有良好的分类效果。     

基于钻孔应变地震波记录确定地震面波应变震级

近年发展的高采样率的钻孔应变仪可以记录到地震波造成的水平应变,是动态库仑应力研究的重要手段.利用钻孔应变仪记录的应变地震波确定地震震级,是一个重要的科学课题.本文收集了我国10个应变台站四分量钻孔应变仪2020年1—3月记录的10 Hz采样应变地震波资料,共选出震级M≥4.0的浅源地震68个,用最小二乘法求得应变震级公式为M_ε=lgE_max+1.65lg(Δ)+1.43.对于6.5级以下的地震,计算得到的应变震级■_ε与中国地震台网中心公布的震级M_CENC基本一致:■,但本研究中的两个7级地震,应变震级出现了震级饱和现象.本文的基本结论是:应变定震级是可行的,但对于两个7级地震的饱和现象需要进一步深入研究,因为它们不但涉及震级确定,而且涉及远震动态库仑应力触发地震的研究.今后要对更多的大震钻孔应变波形记录进行分析.     

地震波面波空间相干性规律研究

本文选取台湾LSST、SMART-1台阵地震记录,分别计算不同间距S波和面波相干系数,采用Loh提出的相干函数模型对计算结果进行参数拟合。研究结果表明,当台站间距$ d < \text{50}\;{\rm{m}} $时,面波和S波相干系数基本相同;当台站间距$d = \text{500}\;{\rm{m}}$时,面波相干系数小于S波相干系数,且随着台站间距的增大,二者的差别逐渐增大;当台站间距$ d > \text{500}\;{\rm{m}}$时,面波空间相干性几乎不存在,可不考虑。本文给出的面波相干函数模型参数可作为大型盆地中的长大结构抗震分析时合成地震动场的参考。     

基于耦合反射/透射系数单程波传播算子的地震波模拟研究

单程波近似实际上是一种多次前向散射和单次后向散射近似.利用单程波近似来描述波传播可以极大地节省地震数值模拟的计算时间和内存,实现地震波长距离传播模拟和三维地震模拟快速计算.本文基于单程波近似和波动积分方程的分离变量逼近,从广义Lippmann-Schwinger波动积分方程推导出耦合反射/透射系数的单程波传播算子.该算子由两部分构成：分离变量Fourier单程波传播算子和薄板间的反射/透射系数表达.前者将常规的Fourier分裂步单程波传播算子(SSF)推广适应横向强速度变化介质和大角度传播波场.后者是利用垂直波数来表示反射/透射系数,自然耦合到波场传播的计算过程中,其为地质界面倾角的隐式表达,精确描述振幅随入射角的变化,能适应任意复杂的模型.通过两个数值算例和一个实际地质模型的计算,本文将该方法和边界元法进行了比较,结果表明：在算例给出的介质横向速度变化情况下,本文提出的方法在相位和振幅方面与全波数值方法基本吻合.     

基于小波变换的长周期桥梁选波方法研究

时程分析输入地震波的选取对长周期大跨度桥梁影响显著。本文基于规范目标谱,以MATLAB为依托,通过选取最优小波基并利用小波系数迭代法实现频域调整,使地震波反应谱不断逼近给定目标谱,最后结合相对误差和长周期拟合参数两个指标进行综合评价,选取适用于长周期大跨度桥梁的时程分析地震波,提出长周期桥梁全过程批量选波方法。将该方法应用于奉节长江大桥,与基于时域调整方法的Seismo Match选波软件对比选波效果,并将选波结果应用于背景桥梁的时程分析。结果表明,利用本文选波方法所得结构关键截面响应与软件选波所得响应在横桥向和竖桥向存在一定差异。本文方法可为长周期大跨度桥梁时程分析选波提供参考。     

PKP的前驱波的解释与地震波的散射

所谓PKP的前驱波,即位于核震相PKIKP之前的一个波列,其振幅较弱,并且在震中距离为125~0～143~0间普遍能观测到.首先观测到这个震相的是B.Gatenberg和C.F.Richter(1934).尔后,随着地震记录技术的改进,许多地震学家对这个震相进行了精确的分析和认真的研究.我国地震台网对于发生在中美洲的危地马拉、巴拿马一带的大地震,往往能记录到发育较好的PKP的前驱波,如图1、2所示.由此可见,PKP的前驱波作为出现在地震图上的一个震相是勿容置疑的.     

三维复杂构造中地震波模拟的单程波方法

复杂构造中单程波与双程波方法模拟结果的比较表明,就地震勘探中主要关心的一次反射波而言,单程波算法已具有足够的精度. 使用单程波方程将极大地减少数值计算的计算量,同时对介质的几何和物理参数建模也降低了要求. 单程波算法可视为深度偏移的“逆运算”,这样可以很好地借用已知的深度偏移方法及其程序系统. 基于计算效率和计算精度的双重考虑,本文在介质速度结构较复杂时采用显式短算子波场延拓方法,而在介质速度结构相对简单时采用分裂步相移法. 反射系数的计算中考虑了其随入射角的变化.     

BBVS地震波与TJ-2体应变波比较

对六安台BBVS测震与TJ-2体应变量观测记录震波进行比较,分析两个观测系统观测量异同之处.通过系统地面位移、应变脉动记录与地震波关联分析,为台站开展综合观测在地震预测研究工作方面提供一些思路.     

地震波实时处理系统的引进开发研究

在日本东北大学ＮＥＣ ＰＣ ９８系列微机地震波实时处理软件的基础上，成功开发了ＩＢＭ ＰＣ机型上的地震波实时处理系统，并实际应用于成都遥测地震台网。该系统的技术优势主要在于用ＡＲ模型对信号进行预处理以压制干扰，提高信噪比，增加系统的稳定性和可靠性，采用赤池情报量规准则对Ｐ波，Ｓ波进行自动判读，大大降低了误判率，其人机交互处理采用了鼠标器对波形进行截取，放大及Ｐ波，Ｓ波进行人工读取，提高了系统效率。     

基于条件Newmark-Hall三联谱的时程分析选波方法

条件均值谱（CMS）已成为目前国内外广受关注及认可的结构抗震时程分析选波的目标谱,但其无法同时兼顾多个周期点谱加速度具有相同的地震危险水平,对于须考虑多阶振型影响的长周期结构尚存局限。Newmark-Hall三联谱是基于加速度峰值（PGA）、速度峰值（PGV）和位移峰值（PGD）并联合短、中、长周期相关放大系数建立的反应谱,与短、中、长周期结构均具有天然良好的相关性,其与概率地震危险性分析（PSHA）结合较弱及具有经验化特征。将两种反应谱的优势相结合,即将CMS的“条件分布”理念引入Newmark-Hall三联谱,建立了条件Newmark-Hall三联谱（即CN-H）,并提出了以CN-H为目标谱的选波方法（即CN-H方法）。以美国SAC计划设计的3层和9层抗弯钢框架结构为例,将CN-H方法与以CMS为目标谱的选波方法所得结果进行了对比。CN-H方法对于结构反应均值的估计与CMS方法具有一致的准确性,且所得结构反应的离散性也较低,可见CN-H方法对于结构弹塑性时程分析选波具有良好的适用性。     

成都遥测地震台网地震波实时处理系统

引言①长期以来,地震分析人员一直沿用从地震记录图纸上读取地震震相的方法。由于其精度低、效率差,在一定程度上限制了地震速报及日常分析工作的进一步发展。近年来数字地震台网的发展成为测震技术的新里程碑,给地震测震工作带来了喜讯。但由于其本身的高技术要求及昂贵的费用,使其在短时间内难以推广使用。因而,在现有设备基础上,将已有遥测地震台网的信号在记录中心进行数字化处理就成为了一种投资省、见效快地获得数字化波形数据的简单有效方法。成都遥测地震台网地震波实时处理系统就是在此基础上建立起来的。该系统为地震速报提…     

综合前兆数据库震情监视处理系统的设计与研制

本文阐述了全国综合前兆数据库震监视系统的设计原则及其结构和功能，为了充分挥综合前兆数据库在震情监视预报和地震科学研究工作中的用途，我们研制了这个处理系统。它为地下水，水化，地电，形变，重力，地磁和地应力等各种地震预防方法，从数据处理到各种干扰校正，数字滤波，统计分析，频谱分析，异常识别与地震预报，图象识别及综合绘图等，提供了一套完整的软件系统。这套软件性能先进、功能较全。其中有许多特有的方法和处理     

基于小振幅波方程的起伏海面构建及其对地震波场传播特性的影响

海面起伏状态对波场传播以及模型空间成像有着非常重要的影响, 在常规海洋地震数据采集和处理中, 都是将海面作为水平界面处理, 实际海洋地震数据采集中, 由于海水受风浪、洋流等的影响, 海面呈现高低起伏状态, 这样来自底层反射界面的反射波经过海水起伏界面反射后会引起波场的强烈散射, 从而造成地震记录反射波同相轴抖动和畸变, 最终影响成像效果.为了更加深入了解起伏海面存在对波场传播以及偏移成像的影响, 本文首先基于流体力学小振幅波方程, 从边界条件出发, 给出包含海浪谱信息的动态边界条件, 并在此基础上构建起伏海面速度模型; 然后在构建的起伏海面速度模型上通过冻结不同时刻海面开展波场传播特征分析, 研究起伏海面在不同冻结时刻下波场传播规律以及对反射地震记录和偏移成像的影响.研究结果表明, 不管是对于简单的层状介质模型还是海底较为复杂的大水深模型, 海面不同形态的起伏变化直接影响着波场记录以及波场快照形态, 同时会对偏移成像结果造成较大影响, 随着海水深度的增加, 该影响对于简单模型影响逐渐变小, 但对于复杂模型, 影响依然很严重.

     

地下流体前兆数据库的质量监控系统研制及其开发技术

质量监控系统, 作为地下流体学科中心技术系统的重要组成部分之一, 监控着全国地下流体前兆数据库管理的所有台站观测数据的质量。该系统具有定时自动监控和运行速度较快的特点, 体系结构为客户/服务器。详细阐述了本系统服务器和客户端应用开发的结构、功能及其主要实现技术。     

基于临界孔隙度模型的地震波传播

基于岩石物里学中临界孔隙度模型,建立一种简洁的均匀弹性流体饱和孔隙介质模型,进行地震波传播研究.首先定义了构建目标模型的基本力学模型:介绍了全孔隙度区间内基本力学模型和目标孔隙介质的含义,其中基本力学模型除了完全弹性固体模型S和完全弹性流体模型F还包括临界孔隙模型C.然后通过等效力学模型推出了目标力学模型介质本构关系的组分表达形式.文中分别通过直接求取弹性参数的表达形式和运用应力应变关系两种方法得到介质模型的本构关系,进而得到该模型波动方程的组分表达形式.最后对这种介质模型进行了地震波传播的数值模拟,结合模拟结果分析孔隙对地震波传播的影响.     

用Lg波资料反演场地效应与地震波衰减参数

基于谱比法,以台站记录地震波频谱为观测数据,通过扣除仪器响应及几何扩散后同一地震不同台站记录谱比,扣除震源方向性、 震源因子的影响,在此基础上,建立数学模型通过联合反演求解场地效应及地震波衰减参数. 以浙江省地震台网台站记录的台湾地震数字化地震波资料为基础,使用地震波记录中的Lg波, 评估浙江省台网丘陵地带基岩台站场地效应, 计算穿越台湾海峡较单一路径Lg波衰减参数. 研究使用20次发生于2002——2005年、 震级在MS5.0~6.7之间的台湾东北部较小区域地震, 参与评估台站16个, 地震波记录960条. 地震波处理频段为0.5～10.0 Hz, 每间隔0.2 Hz计算一次,对应于垂直、 东西及南北分量获得的衰减参数, 数据结果分别为:gamma;(f )=0.001 75f 0.43485, gamma;(f )=0.001 45f 0.48467, gamma;(f )=0.0021f 0.41241. 庆元台(QIY)在1.5 Hz以上放大效应非常明显,宁波台(NIB)在大部分频率点场地效应最小,参与评估台站场地效应各分向基本相当,未表现出方向性特征.      

拱坝系统三维非线性地震波动分析

本文将显式有限元结合外推人工边界的方法发展应用于三维非线性近场波动问题的研究。首次提出了拱坝－库水－地基系统三维非线性地震反应波动分析方法，并与传统的无质量地基分析方法进行了比较。     

基于离散谐小波变换的地震波时变谱估计及非平稳地震波人工合成

采用在频域内具有极好紧支性和盒形特性的谐小波作为母小波,推导了基于离散谐小波变换的地震波时变谱,并给出了不同尺度下能量随时间变化的包络函数的近似解析表达式．文中以Northridge地震波为例分析了时频分布特征．研究发现,对于自振频率为f的结构,其地震反应与输入地震波的时变谱在f 处的时域最大值（即）以及地震波在f 频率点附近的信号分量在时域内的能量集中程度有很大的关系;与db4波基相比,利用谐小波作为母小波的小波变换,其频域具有较好的分辨率,但时域分辨率却较差．最后提出了两种基于离散谐小波逆变换的人工非平稳地震波仿真方法．