用地脉动研究银川沉积地层的地震波放大特性

根据银川盆地不同厚度覆盖层上的三分向( 东西、南北和垂直) 地脉动测量数据,绘制出水平向振幅谱与垂直向振幅谱的比值曲线.结果表明,谱比曲线上最大峰值处的频率大小显著地反映了覆盖层的薄厚.通过银川市部分房屋自振频率的对比分析认为,该部分房屋在未来地震中将遭受严重破坏.     

松辽盆地地层吸收特性和地震波衰减规律研究

选取有代表性的岩石样本，实验室模拟地下岩层的实际物理状态，对P波的品质因素Q和波速进行了测试，结果表明，松辽盆地地下岩层的P波Q和波速皆随压力的增中呈线性增加，随温度的增加呈线性减小；且Q与波速符合幂律关系，粘弹介质地震波场正演模拟表明，导致地震波衰减的主要是第四系低速带的影响，通过对震测井资料估算，按目前的地震采集方式，即潜水面（低速带）以下激发，检波器地面接收，从激发到接收，地震波在第四系中高频成分将损失170Hz，在最理想情况下，爆炸震源激发的初始子波频宽为402Hz，经过第四系和下伏地层吸收，第四系以下的反射波频带宽度不会超过232Hz，这是松辽盆地受地层吸收限制的高频采集极限。     

沉积盆地中地震波速度与地层年代的关系

地层年代确定是地质学研究领域的重要课题,地质类定年方法具有各种不利因素.本文选择地球物理方法确定地层年代,以中国大陆沉积盆地为研究区,通过对盆地中实测速度、深度和年代三者间关系的深入研究,应用统计、拟合和扫描的方法,建立了中国大陆沉积盆地中速度、深度和年代之间的定量关系,此关系式为测定年代提供了一种新的方法.利用此关系式计算了沉积盆地基底的年代范围,并与同位素实测的年龄作了比较,表明该方法可以粗略确定稳定基底年代.计算基底年龄和实测数据之间存在误差,其原因主要是本文把中国大陆沉积盆地看作一个构造单元所致.     

松辽盆地地层吸收特性和地震波衰减速规律研究

选取有代表性的岩石样本,实验室模拟地下岩层的实际物状态,对P波的品质因数Q和波速进行了测试,结果表明,松辽盆地地下岩层的P波Q和波速皆随压力的增加呈线性增加,随温度的增加呈线性减小;且Q与波速符合幂律关系.粘弹介质地震波场正演模拟表明,导致地震波衰减速的主要是第四系低速带的影响,通过地震测井资料估算,按目前的地震采集方式,即潜水面(低速带)以下激发,检波器地面接收,从激发到接收,地震波在第四系中高频成分将损失170Hz.在最理想情况下,爆炸震源激发的初始子波频宽为402Hz,经过第四系和下伏地层吸收,第四系以下的反射波频带宽度不会超过232Hz,这是松辽盆地受地层吸收限制的高频采集极限.     

沉积盆地中地震波速度与地层年龄有关吗？

通过分析沉积盆地中地震波速度与地层年龄的关系,指出地震波速度与地层年龄没有内在的、成因上的联系. 由于沉降速度的大小、沉积成岩后期热液活动、沉积间断所造成的不整合面、盆地地质构造复杂等因素,使这种关系通常有不确定性.文献\[1\]给出的地震波速度与地层年龄的关系式所计算的地层年龄、盆地基底年龄与实测年龄之间有很大的误差,这种计算方法缺乏科学性,没有任何地质意义.     

火山岩地层裂缝地震波场特征研究

火山岩地层裂缝发育、裂缝发育程度是制约产能关键因素.裂缝是怎样影响地层横向的地震成像效果,并具有什么独特的地球物理反射特征,是人们一直关注的重点.本文设计不同类型含裂缝地质模型,结合不同岩性实验室测试参数将地质模型转化为地球物理模型,采用计算精度高的交错网格高阶有限差分法,开展不同裂缝模型地震波场特征正演模拟研究,对比分析含裂缝和不含裂缝地层波场传播的特征和成像剖面特征,以及含裂缝和不含裂缝全弹性波场的频率域特征变化,指导火山岩地层中裂缝的识别和预测.研究表明,含裂缝地层产生强散射波场,裂缝散射波振幅与裂缝数量、速度差有关;发育裂缝的火山机构,散射波场与其他波场(如反射波场、透射波场等)叠加、干涉相互作用,造成波前面出现断断续续的现象,在成像地震剖面上裂缝形成断续反射,且火山岩地层中裂缝散射波主频高于地层反射波的,裂缝发育地层具有高频段振幅明显增强的特征.     

场地土对地震波的放大效应

基于几次大地震现象的启迪，分析在盆地效应的作用下，墨西哥城具特殊工程地质性质的软土，放大地震波，增强地震烈度，加重地震灾害。指出强震区场地土条件对地震动特性的影响可导致地基土的卓越周期与建筑物的自振周期产生共振，这一效应使自振周期较长的工程结构在地震力的作用下破损并导致建筑物彻底毁坏。研究震区盆地效应是服务于工程抗震工作的重要方面。     

地震波诱发的深部地层动应力机制及断裂位移研究

借鉴弹性波动力学理论和爆破地震应力计算方法,结合地震波在岩层中的折射效应,以地震波加速度为基础数据,分析岩体在地震波作用下的受力。以汶川地震影响下的龙门山前陆盆地地下岩层的受力变形情况为例,通过计算分析和数值模拟,证实所用方法在求解分析地震波在各向同性岩石层间传播动力的可行性。同时验证汶川地震造成龙门山前陆盆地地下深部地层的断层破坏。      

地层衰减对地震波速度逆散射反演的影响研究

在利用地震波数据进行地球物理反演时,地层对地震波的吸收衰减效应会对地层物性参数的准确反演产生较大的影响,因此利用黏弹性声波方程进行反演更符合实际情形.本文在考虑地层衰减效应进行频率空间域正演模拟的基础上,提出基于黏弹性声波方程的频率域逆散射反演算法并对地震波传播速度进行反演重建,在反演过程中分别用地震波传播复速度和实速度来表征是否考虑地层吸收衰减效应.基于反演参数总变差的正则化处理使反演更加稳定,在反演中将低频反演速度模型作为高频反演的背景模型进行逐频反演,由于单频反演过程中背景模型保持不变,故该方法不需要在每次迭代中重新构造正演算子,具有较高的反演效率;此外本文在反演过程中采用了基于MPI的并行计算策略,进一步提高了反演计算的效率.在二维算例中分别对是否考虑地层吸收衰减效应进行了地震波速度反演,反演结果表明考虑衰减效应可以得到与真实模型更加接近的速度分布结果,相反则无法得到正确的地震波速度重建结果.本文算法对复杂地质模型中浅层可以反演得到分辨率较高的速度模型,为其他地震数据处理提供比较准确的速度信息,在地层深部由于地震波能量衰减导致反演分辨率不太理想.     

利用地震波多参数组合预测沉积微相研究

对渤海油田多井沉积微相的速度与密度参数随深度的变化规律分析后,应用主振幅参数与波阻抗参数的组合预测了该油田沉积微相的横向分布,通过与井的沉积微相对比表明,该预测沉积微相的方法是可行的。     

均匀倾斜层状地层中地震波球面扩散补偿方法研究

在分析地层深度、炮检距以及地层倾角变化对球面扩散补偿因子影响的基础上,总结了不同因素对补偿因子影响的趋势,以及资料处理中常规球面扩散补偿方法的应用条件．实际应用效果表明,该方法能更加合理的保证不同深度地震信息能量的均衡程度,提高资料的可信度。     

裂隙张开度对地震波特性影响的模型研究

基于Hudson裂隙理论中等效裂隙模型假设,在均匀介质中嵌入定向排列的薄圆片充填物可构成裂隙介质模型.通过改变充填物薄片的厚度,模拟裂隙的张开度,观测其对纵横波传播的影响.在实验室内用环氧树脂作裂隙模型的基质材料,含硅橡胶的混合低速材料做裂隙充填物.当每个模型中裂隙的直径和个数相等时,仅改变裂隙的厚度,形成了一组相同裂隙密度的裂隙模型.采用超声波脉冲透射法获得了平行和垂直裂隙方向纵横波传播的时间和波形记录.实验表明,在相同裂隙密度条件下,裂隙张开度的变化对纵横波的速度和振幅都有影响,其中纵波振幅的变化比速度变化大得多.横波速度的变化主要反映在慢横波上,振幅的变化快横波比慢横波大.这些特征对地震资料的处理和解释有一定的指导意义.     

二维梯形沉积盆地放大效应的数值模拟研究

盆地效应作为场地效应的一种特殊类型,其对地震动的影响仍在持续研究当中.建立二维梯形沉积盆地模型,模型边界采用透射人工边界,利用显式有限元法作为求解方法.根据Bucking-ham提出的π定理定义了多个影响盆地效应的无量纲参数,包括盆地深宽比、介质波速比、盆地深度与入射波长之比、盆地开口宽度与入射波长之比.以Ricker...     

利用小波重构合成地震波方法及特性研究

针对傅里叶变换合成地震波理论的不足,提出一种利用小波重构合成地震波的方法. 以控制频带能量为标准,推导了合成地震波的公式. 运用抗震设计规范中的相关设计参数合成了地震波,并分析研究了在合成地震波时小波函数基的选取方法和阻尼比对合成结果的影响. 结果表明,用小波重构合成的地震波能够反应地震波基本特性和场地特征周期,并具有很好的时频非平稳性.      

考虑介质对地震波吸收衰减作用的场地放大效应估计

当参考场地震源距小于研究场地震源距时,传统谱比法低估了场地放大效应,且参考场地与研究场地震源距相差越大,低估程度越大;当参考场地震源距大于研究场地震源距时,传统谱比法高估了场地放大效应,且参考场地与研究场地震源距相差越大,高估程度越大,计算结果依赖参考场地的选择。上述问题存在的原因是传统谱比法估计场地放大效应时未考虑地震波传播过程中介质的吸收衰减作用,故传统谱比法适用于参考场地与研究场地地质构造类似且震源距相差较小的情况,为此本文通过考虑介质对地震波的吸收衰减作用,提出改进谱比法,可适用于地质构造类似、任意震源距的情况。本文分别采用未改进方法和改进方法估计汶川地震中渭河盆地多个台站场地反应,证实了传统谱比法存在的上述问题。采用改进谱比法估计的场地放大倍数均在2 Hz以下出现1个峰值,且这些峰值多为最大值;采用未改进谱比法估计的场地放大倍数峰值出现的频率多大于2 Hz;改进谱比法可信度较高。     

黏弹性EDA介质中地震波的衰减特性研究

本文首先由Christoffel方程推导出黏弹性EDA介质中均匀、 非均匀P波、 SV波和SH波的相速度表达式, 然后参照极端各向异性介质的相关计算方法, 推导出EDA介质中均匀、 非均匀地震波相衰减系数和群衰减系数的表达式, 并通过数值计算分析了相速度、 相衰减系数、 群衰减系数与裂隙方位的关系. 结果表明: 均匀介质中SH波的相速度和相衰减系数均可指示裂隙的走向; 非均匀介质中SH波相衰减系数随非均匀角的增大而增大, 且其对称轴与介质对称轴的夹角也相应增加; 由于地震波振幅的衰减随岩石物理性质的变化比地震波速度的变化更为灵敏, 而且携带了更多的岩石物理性质信息, 因此可用来探明裂隙走向、 密度及含水特性, 进而应用于预测、 预防地下工程地质灾害事故.      

钢结构房屋动力特性脉动法测试研究

对上海地区的10幢钢结构建筑进行脉动法测试并采集数据,得到广义钢结构房屋的动力特性。选取其中1栋典型建筑通过多次测试和数值模拟分别验证测试的稳定性和准确性。通过分析处理测试数据建立钢结构建筑一阶周期与结构层数或高度的线性关系式,并归纳总结了等效阻尼比的测试结果,为验证结构动力特性理论计算结果、钢结构建筑减震隔震设计以及鉴定、加固改造、损伤识别提供依据。     

盆地沉积结构对地震波初至走时的影响

相对于天然地震的低频长波长特征,上地壳广泛存在的盆地沉积层厚度相对较薄,在研究壳幔结构或地震定位时往往做各向同性或VTI层等效的简化.这种简化的适用条件与误差是本文讨论的主要问题.以塔里木盆地为例,利用塔中某测井数据建立盆地二维水平层状互层模型;以此为参考,可进一步得到简化的各向同性等效和VTI近似两种单层模型.通过计算两种简化模型相对参考模型的初至走时误差,可以发现：(1)当震源处于沉积层内和沉积层下方时,两类简化模型得到的走时呈现完全不同的变化规律;(2)当震源处于沉积层内时,简化模型的走时相对误差均随震中距的增加快速增大,各向同性等效的误差极值在震源深度6km、震中距100km处可达60%左右,而VTI近似约为45%;(3)当震源处于沉积层下方时,区域震条件下各向同性等效与VTI近似的误差均未超过8%,且各向同性等效的精度优于VTI近似.因此,当利用盆地内观测数据定位不同深度、不同震中距区域地震时,宜采用不同的上地壳沉积层简化模型以保证合理的精度.

     

岷县漳县6.6级地震黄土场地放大效应地脉动测试研究

2013年7月22日甘肃岷县漳县MS6.6级地震在极震区出现了黄土场地放大效应,为了从理论上解释黄土场地放大效应的原理,本文利用地脉动测试了极震区2个典型的黄土场地进行研究。结果发现:在黄土覆盖地区场地卓越频率特征显著,即在同一区域内山顶卓越频率较低,集中在1～2Hz,山沟卓越频率较高,集中在3～6Hz;同时,黄土场地随着高程的增加表现为厚黄土分布特征,其场地卓越频率在1.3～1.8Hz,与地震观测波的卓越频率1.0Hz接近,呈现出较明显的场地放大效应。结果与实际受灾情况相符。     

通用流变介质中地震波的传播特性

本文采用一种通用流变介质模型,从理论上详细讨论了地震波在该介质中的传播特性,并对流变介质中准静态位错产生的位移场及地壳介质品质因子Q作了讨论。