广东地区地震与爆破事件识别方法研究

基于广东省数字遥测地震台网的天然地震动记录与人工爆破记录资料,采用直观快速识别的时域多指标对比分析方法,选取事件发震时间、波形震相特征、P波初动方向、P波和S波振幅比等多个时域判据,对广东省的天然地震和人工爆破事件进行识别和对比分析。结果表明,P波最大振幅与S波最大振幅的比值是识别天然地震和人工爆破较为有效的特征参数,P波初动方向可作为辅助识别依据。研究结果可为省地震台网天然地震和人工爆破事件的识别工作提供参考依据。     

识别天然地震和人工爆破的判据选择

从快速识别事件性质的要求出发,分析了天然地震和人工爆破的发震时间,P波初动方向,P波、S波振幅比值,P波、S波最大振幅与尾波持续时间比值等判据,得到P波初动方向和P最大振幅与S最大振幅比值是识别爆破和地震的两个有效判据,为研制“识别天然地震和人工爆破的分类决策支持系统”提供了应用依据.     

琼北确定性人工爆破与天然地震识别判据

对琼北地区确定性井下人工爆破和天然地震事件波形特征进行梳理,分析人工爆破与天然地震波不同判据特征。结果表明:P波初动方向、振幅比是识别人工爆破和天然地震的2个主要判据;尾波持续时间、S波最大振幅与持续时间比可作为识别人工爆破和天然地震的一般判据;发震时间可根据事件的强度、规律性,并结合其他判据,仅作为识别过程中的参考因素。     

遥测地震台网对人工爆破与天然地震的判定

总结了人工爆破与天然地震的区别和记录特征.在对模拟遥测地震台网直观、定性判定爆破的基础上提出结合用S波与P波的振幅比值(As/Ap)和视速度V这两项量化指标进行定性与定量相结合判别.并按照这一思路成功判定了在2004年4月至5月中的一次密集人工爆破群.     

地震与爆破的小波包识别判据研究

利用sym5小波包基函数对小震级天然地震和人工爆破波形进行4层小波包分解并绘制了时频谱图.通过时频谱图可直观得出, 爆破频率成分简单, 时频谱聚集性较好. 为寻求定量的识别指标, 综合P波和S波小波包变换结果, 提出并定义了P/S能量比. 分析识别效果较好的 P/S能量比判据得出爆破的P波主频集中在频段3.125—9.375 Hz处, 地震频率成分较复杂, S波在高频12.5—23.4375 Hz处也较发育, 在这些频段上, 爆破的P波与S波差异要大于地震的P波与S波差异. 作为小波包判据研究的补充, 文中也提取分析了P波的能量比与S波的能量比. 能量比判据识别结果表明, 人工爆破与天然地震的频率成分存在差异, 通过小波包变换能够提取有效的识别判据.      

重庆数字地震记录人工爆破波形特征

分析了2016年1月至6月重庆地震台网数字记录的巫山机场人工爆破波形资料,认为爆破事件的时空强具有明显规律性,其P波初动震相、A_S/A_P振幅比、频率谱等特征与天然地震具有明显区别,为正确识别重庆地区人工爆破和天然地震具有参考价值。     

天然地震和人工爆破波形特征对比分析

从反射波、面波、瑞利波等不同的角度,从波形上分析了人工爆破和天然地震的区别,从而在地震定位的过程中能够快速有效地识别出人工地震和天然地震,并把此方法应用在北京台网的实际工作中.     

利用乌鲁木齐遥测地震台记录识别人工爆破与地震

选取乌鲁木齐遥测地震台记录的乌鲁木齐市附近人工爆破与天然地震资料 ,运用波谱分析、波形空间线性度等方法作对比研究 ,发现人工爆破与天然地震的波谱特征量和波形空间线性度多数情况下差异较大。在震级与震中距相近的条件下 ,主要差异表现在天然地震的纵、横波拐角频率 fc P和 fc S明显大于人工爆破 ,两者比值约为 2∶ 1 ;天然地震的最大谱值比 Ωm P/ Ωm S也明显大于人工爆破 ,两者比值约为 3∶ 1 ;地震 P波功率谱的频谱特征量 fm W、Δf W也比人工爆破大很多。这些差异可以作为识别人工爆破与天然地震的测震学指标。     

福建地区人工爆破与天然地震的判定

利用福建地震台网的人工爆破与天然地震的数字记录,采用波形对比法,分析发生在同一地区的爆破与地震波形特征.结果发现,爆破与地震在震相、P波初动符号分布、振幅比As/Ap等方面具有不同特征,据此得出爆破识别的有效判据,并对一次疑爆事件进行有效检验,为今后爆破的识别提供依据.     

河南平顶山平煤矿区天然地震和人工爆破的波形特征及识别判据

基于河南测震台网记录的平顶山平煤矿区及周边发生的天然地震和人工爆破资料,按照直观、可快速识别的要求,选用发震时刻、P波初动方向、振幅比、振幅与尾波持续时间比等方法,对该地区天然地震和人工爆破进行对比分析。结果表明,P波与S波最大振幅之比（Pm/Sm）是识别该地区地震类型的最有效判据;P波初动振幅与S波最大振幅之比（Pc/Sm）和S波最大振幅与尾波持续时间之比（Sm/T）2种方法可以作为辅助判据,以提高识别地震类型的准确性。     

上海及其邻近地区三维地壳结构层析成像

利用上海及其邻近地区地震台网的地震记录及人工爆破资料,采用地震层析成像方法反演研究区地壳三维P波、S波速度结构模型。成像结果表明:不同深度的P波、S波速度扰动呈北西向展布特征;地震大多数分布在低速区的块体内,说明地震不仅与断裂活动有关,有可能还与物质结构和性质有关;上海及其邻近地区上地壳速度结构,断裂活动和物质性质三者之间存在密切关系。     

曹妃甸地震台网天然地震与爆破波形记录特征

统计曹妃甸地震台网成立以来记录的地震波形资料,对比天然地震和化学爆炸、矿爆的波形,发现天然地震与爆破震相特征在P波初动、周期、波形衰减及振幅等方面有很大不同,并对波形进行频谱分析,进一步识别天然地震及爆破。     

基于MFCC样本熵和灰狼算法优化支持向量机的天然地震与人工爆破自动识别

针对天然地震与人工爆破波形特征相似、难以区分的情况,结合灰狼优化算法和支持向量机,提出一种地震事件性质辨识新方法。通过梅尔频率倒谱系数法对2013年四川芦山地震地震事件信号和人工爆破信号进行分析,进过预加重、FFT、梅尔滤波及离散余弦变换等步骤,提取静态系数样本熵、一阶差分系数样本熵和二阶差分系数样本熵等作为样本特征集。使用灰狼算法优化支持向量机径向基核函数RBF中的惩罚系数和核函数半径形成新的GWO-SVM分类器,然后对事件进行辨识。结果表明：GWO-SVM分类器辨识效果明显优于SVM、RobustBoost集成学习、LDA、PLDA等分类器,其在1 000次循环识别实验下的准确率均值相对SVM提高了9.2个百分点,标准差降低了3.2以上;t检验证明MFCC样本熵各特征具有可靠的地震事件分类效果;GWO-SVM与MFCC样本熵可作为天然地震事件与人工爆破事件的辨识方法与分类判据。     

爆破、塌陷识别研究进展综述

简要介绍当前国内外关于天然地震与爆破、塌陷等非天然地震特征研究及事件类型识别的进展。对各类事件的定义及主要波形特征进行简要综述,重点介绍了事件类型判定的各类识别方法。与自然界天然地震不同,非天然地震由人工干预或人类活动间接引发。爆破是炸药在爆炸瞬间能量迅速释放,部分能量以地震波形式向外传播,引起地表振动而产生破坏效应的一种地震;塌陷是由于岩层崩塌陷落而形成的地震。虽然在地震台网记录到的天然地震与爆破、塌陷的波形存在一定的共性特征,但由于震源类型、波的传播路径、震源深度等不同,各类事件的波形记录在P波初动、P波与S波最大振幅比、持续时间、震相、短周期面波发育情况、发震时刻、空间位置分布以及频谱特征等方面差异明显。目前主要有两类方法来识别地震与爆破、塌陷等非天然事件。一类为直接基于波形在信号、数据方面的特征,通过定性分析来进行事件类型判定,如波形时频分析对比法、小波变换、相关系数等;另一类为统计学领域诸如模式识别等算法,利用统计算法综合考虑多个事件特征判据的定量判定阀值来实现地震与爆破、塌陷事件类型的识别,如最小距离法、改进的连续亨明方法、Fisher方法、逐步代价最小决策法、支持向量机、前馈神经网络等。两类方法本质上均为提取有效特征判据,即对数据进行降维使用,未将事件记录的全部信息用于事件判定。因此,有必要使用一种可从全部事件记录中自动提取各类信息并可组合底层特征的算法来对各类事件进行判断识别。     

数字地震波时频分析

选取具有较高分辨率和较低交叉项的赵—阿特拉斯—马克斯(ZAM)方法,进行数字化地震波时频处理。结果显示:(1)S波高能量密度区域处于低频段,其频带比P波高能量密度区域窄,且S波能量密度比P波大1个数量级;(2)天然地震的高能量密度分布较为离散,爆破的高能量密度分布较为集中。     

爆破地震作用下桩-土-结构相互作用的数值模拟

土-结构动力相互作用是地震工程和结构抗震的重要研究内容,但目前对爆破地震作用下土-结构动力相互作用的研究较少。运用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA,建立了桩-土-结构相互作用体系的三维有限元模型,由桩尖输入实测爆破地震波,取得了良好的计算效果。计算结果表明：考虑桩-土-结构相互作用后,群桩基础中每个桩的位移、加速度和剪应力幅值均呈桩顶大、桩尖小的倒三角分布,桩与承台的接合部比较容易受到损坏;桩-土-结构相互作用体系在爆破地震波冲击后,还会发生几次振动,但是这些振动产生的影响要小于爆破地震产生的影响,这与实测结果相符合;爆破地震波冲击下,群桩基础中,角桩顶部表面的桩土接触压力较大,但在爆破地震波冲击后,中心桩顶部表面的桩土接触压力较大,且具有一定的周期性,直至衰减为零。     

徕远广场结构设计地震波的确定

选择合适的人造地震动时程是高层建筑采用时程分析法计算地震作用的基础。介绍了徕远广场结构设计地震波的确定方法及过程。鉴于各条地震波输入进行时程分析的结果的离散性,提出可以采用场地土层反应分析得到的地表加速度时程及按照《高层技术规程》设计规准谱拟合人造波作为结构设计地震波。     

乌兰浩特地震台典型地震事件震相特征分析

选取乌兰浩特地震台记录到的典型天然地震事件及爆破事件,根据断裂带分布及波形记录特征,分析地震及爆破事件的震相特征.结果表明,研究区域近震波形Pn、Pg、Sn、Sg震相及Sm面波较清晰,Pg、Sg波走时差一般不大于23 s,与中国地震台网中心发布的MS震级间的偏差一般小于0.6级;远震P、S、pP、sP震相可较清晰识别,Pm、L面波记录较明显,P、S波走时差一般不小于25 s,震级偏差一般小于0.4级,且通过震相特征及实地考察发现,爆破多为霍林郭勒区域爆破事件.     

曹妃甸地震台网天然地震与人工爆破时频分析

搜集2014—2015年曹妃甸测震台网记录的各类爆破与天然地震事件,基于Matlab软件,编制程序实现短时傅里叶变换,对比分析核爆炸、化学爆炸、矿爆炸与天然地震的特征,分析频率随时间的变化规律。研究结果表明,天然地震与爆破在频率范围、频率分布和时频聚集性等方面具有各自特点,主要表现在:天然地震的时频图"多峰"且复杂,频率分布范围更广,频率成分集中在S波段;人工爆破的时频图"少峰"且简单,频率范围较窄,频率成分集中在P波段。本文的研究成果能够为今后区分天然地震和爆破提供依据。     

乌兰浩特地震台典型地震事件震相特征分析

选取乌兰浩特地震台记录到的典型天然地震事件及爆破事件,根据断裂带分布及波形记录特征,分析地震及爆破事件的震相特征。结果表明,研究区域近震波形Pn、Pg、Sn、Sg震相及Sm面波较清晰,Pg、Sg波走时差一般不大于23 s,与中国地震台网中心发布的M_S震级间的偏差一般小于0.6级;远震P、S、pP、sP震相可较清晰识别,Pm、L面波记录较明显,P、S波走时差一般不小于25 s,震级偏差一般小于0.4级,且通过震相特征及实地考察发现,爆破多为霍林郭勒区域爆破事件。