四川地区深度小于30m钻孔的估计方法

本文收集了733个四川地区的实测钻孔数据,从中筛选出深度大于30m的268个钻孔剖面资料。分别获得了10m、15m、20m、25m和28m不同深度处的平均剪切波速 与 的对数线性相关关系。同时还与Boore（2004）的结果做了对比分析,比较了采用常数外推法和对数线性外推法得到的不同深度处剪切波速的残差分布。结果表明,不同深度处剪切波速 与 的对数相关关系可能具有一定的区域性特征,本文得到的对数关系更适合四川地区。对数线性外推法与常数外推法相比,前者的系统偏差更小;随着深度的增加,两种方法的外推误差均逐渐减小,但常数外推法普遍低估了 值;当深度较浅时,低估的情况更为明显。本文的研究结果为利用大量的不足30m的钻孔资料估计 值提供了参考。     

根据浅层剪切波速度剖面(深度<30m)估计V_S(30)的新方法

建筑规范中,地表到地下30m深度的走时平均剪切波速度[VS(30)]是场地分类的重要参数。利用在两个不同深度[VS(z1)和VS(z2),且z1z230m]下得到的走时平均剪切波速度,提出了用井孔中测量的浅层剪切波速度剖面估计VS(30)的新方法。选用剪切波速度剖面达30m的日本KiK-net台网594个井孔和美国加利福尼亚州的135个井孔的数据,通过VS(30)实测值与VS(30)估计值之间的相关性和用VS(30)估算值给出场地分类的准确性验证了该新方法的可靠性。结果显示,该方法可以提高VS(30)的准确度,且VS(30)的实测值与估算值之间的皮尔逊相关系数等于0.999,VS(30)的估算值给出的场地分类准确率大于96%,而z1≥10m,z2=25m。利用来自日本的数据研究了VS(z)的实测值与估算值在6个不同深度(50,100,150,200,400,600m)时的相关性,结果表明当所选的两个深度(z1,z2)接近某个深度z时,利用该假设方法估算的VS(z)(z≥50m)的准确度有所提高。相比Boore(2004)和Boore等(2011)的方法,新方法不需要对大量场地做回归分析以获得经验关系,没有区域性依赖,准确度有显著提高,且在世界的许多地方均有潜在的用途。     

四川、甘肃地区VS30经验估计研究

目前我国建筑工程抗震设计规范中对于工程场地条件的判断依据主要是地表以下20m深度范围内土层的等效剪切波速,简称VS20。相比之下,国外应用较广的是地表以下30m深度范围内的等效剪切波速,简称VS30。这种差别导致国内科研工作者在应用国外的地震工程、工程抗震模型时经常遇到对场地条件描述不准确的困难。为了解决这个问题,本文根据147个四川、甘肃地区国家强震动台站20m左右深度的钻孔剪切波速数据,利用延拓方法、场地分类统计方法以及基于地形特征的VS30估计方法研究各台站VS30与VS20的经验关系,对比发现基于速度梯度延拓的结果最为可取。参考国际上通用的Geomatrix Classification场地分类标准,最终得到四川、甘肃地区各类场地的平均VS30,此结果可以为缺乏钻孔数据的工程场地的VS30估计提供参考。     

基于场地卓越周期的V_(S30)估计方法研究——以川甘地区强震台站为例

地表以下30 m深度内的平均剪切波速V_(S30)是广泛用于地震动衰减关系和场地分类的场地条件参数,但是由于一些强震台站的场地钻孔资料不完备,无法获得V_(S30)参数,从而影响和限制了台站获得的强震记录被深入挖掘和广泛应用。以中国四川、甘肃地区强震台站的场地资料和数据为基础,通过分析场地卓越周期T_0与场地V_(S30)的关系,建立两者的经验模型。将本研究方法与其他方法估计结果相比表明:本文估计的V_(S30)在表征场地放大方面具有优势,其与场地放大系数之间表现出更强的相关性,且其对场地放大系数的影响规律更符合场地条件对场地放大影响的物理本质;本文方法估计的V_(S30)可以显著减小中国川甘地区场地放大系数的标准差,特别是在周期0.3 s时,减小幅度可达19%。此外,依据不同地区的场地资料,建立了根据场地周期T_0估计V_(S30)的经验模型,不同地区比较表明,经验模型之间存在明显的区域性差别。结论表明,本研究方法可为缺乏详细场地钻孔资料地区估计V_(S30)参数提供参考。     

利用基于子波估计的频谱校正方法提高Q值估计精度(英文)

用Q值刻画的地震衰减在地震信号处理和解释中具有很广泛的应用。利用反射地震资料进行Q值估计需要解决地震子波和反射系数序列耦合的问题。从反射地震资料中去除反射系数序列的影响,这个过程称为频谱校正。本文提出了一种基于子波估计的求取Q值的方法,进而设计了一个反Q滤波器。该方法利用反射地震资料的高阶统计量进行子波估计,并利用所估计子波实现频谱校正。我们利用合成数据实验给出了质心频移法与频谱比法这两种常用的Q值估计方法在不同参数设置下的性能。人工合成数据和实际数据处理表明,利用本文提出的方法进行频谱校正后,可以得到可靠的Q值估计。经过反Q滤波,地震数据的高频部分得到了有效地恢复。     

四川地区水化方法预报指标的研究

从1970年起为适应地震监测预报工作的需要,在四川的鲜水河、龙门山、安宁河等地震构造带及其附近地区逐步开展了对天然泉点和自流井孔的水氡观测。随着观测方法的不断改进,又增加了地下水的一些辅助项目观测。在主要井泉点上增上自记测氡仪,新投入水质成分、溢出溶解气体和特殊元素的观测。在10多年的观测和预报实践过程中,对本地区一些强震和中强震的监测预报起到了一定的积极作用。     

基于钻孔截面变形方法(CBDM)测量岩石应力变化

本文发展了一种基于钻孔技术来监测岩石应力变化的钻孔截面变形法(CB-DM),该方法可以用来测量垂直于钻孔轴线的岩体的二维应力状态变化.本文通过载有激光位移传感器的样机,对该方法进行详细介绍,理论上分析测量结果的影响因子,证明该方法能够有效估测岩体的应力变化.     

基于30m地表覆盖数据的城市扩张测度方法

利用2000和2010年的全球30m分辨率地表覆盖数据,以我国320个地级以上城市为对象,建立城市扩张强度的对数正态分布拟合模型,并提出测度城市扩张强度基本特征的峰位置、半峰宽和偏度等参数.结果表明:对数正态分布拟合方法能够表征中国城市扩张强度随距离而变化的空间分布规律及其差异,具有代表性、区分性和一定的鲁棒性与抗干扰能力.特征参数进一步揭示出不同规模城市扩张的差异性,即:规模较大城市具有强烈的向外围扩张趋势,且扩张强度和影响力高于其他城市,但大多数城市的扩张发生在距城市中心较近的区域,影响范围有限;城市扩张强度及空间延续性与城市原有规模密切相关.     

强震动台站的场地V_(S30)估计及场地放大系数模型研究

场地条件对地震动具有显著影响,是确定抗震设计地震动参数时需要考虑的重要因素,因此,探究场地条件对地震动的影响规律具有重要意义。地震作用下产生的地面运动(地震动)是震源特征、路径特性和场地特征三方面因素的体现,其直接、客观地反映了场地条件对地震动的影响,因此是研究场地条件影响机制的重要数据基础。虽然目前全球强震记录较为丰富,但是受限于强震台站场地资料的完整性,大量已获取的强震记录无法应用,进而严重制约了对场地条件影响的研究。为了改变这一现状,本文提出了通过强震记录及部分台站的剪切波速数据估计缺乏勘测试验数据、或钻孔深度小于30 m的强震台站的场地条件参数V_(S30),利用日本、美国加州等地区强震资料对方法的效果进行检验。将方法应用于中国西部地区,估计了部分强震台站的场地参数V_(S30)。在确定中国西部地区台站场地V_(S30)的前提下,以其为变量建立了定量估计场地放大系数的经验模型。完成的主要工作包括以下几方面:(1)通过广义反演技术获取了强震台站的场地放大,再利用均方根阻抗比方法,建立了不同强震台站的场地1/4波长深度内等效剪切波速间的关系,根据剪切波速已知的台站,确定了缺乏剪切波速数据的台站的场地V_(S30)。利用日本、美国加州和中国西部地区的强震资料验证了估计方法的效果。将方法应用于中国西部地区,确定了部分强震台站的场地V_(S30)。(2)基于台站场地的浅层(深度小于30 m)土体剪切波速以及单台场地放大曲线,提出了确定钻孔深度小于30 m的台站的场地V_(S30)的方法。利用日本、美国加州等地区的强震资料验证了估计方法的效果。该方法避免了估计V_(S30)时对速度梯度延拓模型的依赖。将方法应用于中国西部地区,确定了部分钻孔深度小于30 m的台站的场地V_(S30)。(3)以中国西部地区强震台站的场地资料和数据为基础,通过分析场地卓越周期T0与场地V_(S30)的关系,建立了两者的经验模型。利用经验模型确定了中国西部地区缺乏剪切波速、且不满足广义反演前提的台站的场地V_(S30)。将经验模型与其他方法估计结果相比较表明:经验模型估计值在表征场地放大方面具有优势,其与场地放大系数之间表现出更强的相关性,利用其估计场地放大系数的离散性更小。(4)以中国西部地区实际钻孔资料为基础,利用数值方法研究了土体非线性特性对场地放大系数的影响规律,结合强震记录建立了考虑土体非线性效应的场地放大系数模型。对模型结果的分析表明,该模型符合中国西部地区场地条件对地震动的影响规律。利用包含这一场地放大系数模型的衰减关系计算了加速度反应谱,结果表明衰减关系能够反映土体非线性反应对加速度反应谱的影响。     

第二深度空间(5000～10000 m)油、气成藏和潜力分析

近半个世纪以来,我国的油、气勘探和开发实践主要集中在中、新生代以来的陆相沉积盆地中,即第一深度空间(5000 m).对第二深度空间(5000~10000 m)陆相和海相,即双相沉积建造中的油、气能源未能给予切实关注,仅为在近年来才得以重视和践行.通过对国内外诸多油、气田中的油、气成藏、储存、运移与深层过程的分析和研究发现,我国广泛陆相沉积建造的深处尚分布着丰富的海相沉积建造;且我国古生代的沉积地层确属变质很浅或不变质的层系;以往的油、气形成温度、压力和孔隙度的门限已逐被国内、外油气勘探与开发的实践所突破;第二深度空间的油、气成藏具有很大潜力.以上理念的提出与实施不仅大为扩展了勘查油、气的深部空间,更为重要的是揭示了第二深度空间将必是21世纪上、中叶在深处发现大型、超大型油、气藏的必然轨迹.     

双复杂地区地震采集方法研究(英文)

双复杂地区由于地质条件复杂,导致地表施工困难,地下目的层成像不好,极大的影响了地震资料的品质。本文从降低地表采集难度和提高地下目的层连续性入手,提出针对地表地形特征,降低激发难度,优先选择激发炮点位置,在保证地下反射点为一条直线的前提下,推导出接收点分布位置的优化公式,既降低了地表复杂构造带来的激发难度,又克服了以往弯线采集中地下反射点弯曲的问题,形成以地表激发条件为中心的弯线采集优化设计方法;同时,针对地下目的层同向轴能量连续性和均匀性,形成固定模版前提下的局部加密炮设计方法,该方法摒弃了以往整体加密炮点的思想,降低了施工的成本,提高了目的层能量的连续性:并通过一个模型的计算和处理,总结分析出弯线采集优化设计和局部加密炮设计具体流程,建立了一套双复杂地区地震采集设计新方法和新思路,模拟数据分析表明,研究成果能够为双复杂地区地震采集工作提供解决办法。     

综合积分预报方法在四川地区的应用研究

根据《中国震例》提供的前兆异常资料,对1976～1985年期间发生在四川地区的4次6级以上地震应用国家地震局推广的实用化程序巾的综合积分方法对地震三要素进行判定,得到比较好的结果。文中对方法的某些基本点作了进一步的明确和强调。     

估计地震概率和决定是否发布预报的一个方法(英文)

本文给出一个根据观测资料估计地震概率并决定是否发布预报的方法。此法由六个步骤组成:1.系统观测可能的干扰因素,通过相关分析排除干扰,求出离差及其标准误差,根据所取正常值的范围估计单项单点异常概率;2.用一定准则选取异常、地震和确定对应关系后,全面检查异常与地震对应程度,给出一个求算单项单点异常与地震间相关系数的简便近似方法;3.根据上述相关系数和样本数估计观测点控制区内地震的单元概率;4.给出一个求算多项多点异常与地震间相关系数的方法;5.根据上述相关系数和样本数估计监视区内地震的综合概率;6.给出根据得失对比决定是否发布预报的准则。     

补偿吸收衰减的高角度叠前深度偏移方法(英文)

实际介质的吸收衰减使地震波能量减弱,主频降低,影响分辨率。在偏移过程中,可以实现吸收衰减的补偿,提高地震资料的分辨率。本文基于高角度时间-空间域单程波方程,推导出能补偿介质吸收衰减的叠前深度偏移波场外推公式。设计了一个复杂构造的地质模型,用声波方程模拟了无吸收衰减和有吸收衰减介质存在时的两种地震炮集记录。用没有补偿吸收衰减和本文讨论的补偿吸收衰减的偏移方法分别处理了两种地震资料,得到无吸收衰减、吸收衰减未得到补偿和得到补偿的三个偏移叠加剖面。补偿后的偏移剖面与没有吸收衰减的地震记录的偏移剖面几乎相同,而有吸收衰减的地震记录用无吸收衰减补偿的偏移方法处理,由于介质的吸收衰减,使吸收衰减层下方的反射信号衰减,主频降低,能量减弱。实际资料的处理结果表明,补偿吸收的偏移剖面的分辨率得到了明显改善。     

基于快速聚类方法的30m分辨率中国土地覆盖遥感制图

大范围遥感土地覆盖制图通常费时费力.本文采用一种基于特征空间变换的快速聚类方法(CBEST)对覆盖中国的508景Landsat Thematic Mapper(TM)影像进行土地覆盖制图.将中国划分为50个生态分区,每个生态分区内采用CBEST方法对TM影像进行快速聚类,CBEST平均聚类时间约为每2 min一景;通过对自动获得的光谱簇人工土地覆盖类型识别,归并光谱簇,绘制30 m空间分辨率的中国土地覆盖图,统计土地覆盖类型面积,生成主要土地覆盖类型专题图.采用2159个分布全国的验证样本对制图结果进行精度验证,得到总体精度为71.7%,Kappa系数为0.641.与当前两套全球地表覆盖产品(FROM-GLC和GlobCover 2009)的局部对比表明CBEST分类结果在各类型土地覆盖面积统计及视觉效果上存在优势.     

地震预警参数τ_p~(max),τ_c和P_d在四川地区快速震级估计中的应用

为控制和减轻四川省龙门山断裂带地区的潜在地震威胁,建立一套适用并服务于该地区地震预警系统的震级估计模型显得尤为重要。本文利用2008年汶川地震(MW7.9)主、余震和2013年芦山地震(MW6.6)主、余震P波初期部分的信息,研究了最大卓越周期(τ_p~(max))、特征周期(τ_c)和峰值地动位移(P_d)三个预警参数与地震震级的相关性,并建立了对应的震级估计模型。然后将基于四川地区数据所建立的模型与前人所研究的基于其他地区数据所建立的模型进行比较、分析和评价。结果表明,τ_p~(max)参数与所选数据库地震震级呈现分段相关,分别为4.0~6.0级和6.0~8.0级;而τ_c参数在所选数据库整段震级范围内呈现明显的相关,且没有出现震级饱和现象,但是该参数的拟合回归线斜率略低于其他地区;而P_d参数与震级在4.0~6.0级的相关性最好,对于大震级却出现了较为明显的震级饱和现象。值得注意的是,通过增大时窗或缩窄滤波频带可以在一定程度上改善震级饱和现象,但是拟合回归线斜率会有所减小,不同参数所表现出来的差异性以及与其他区域模型的差异应与龙门山断裂带地区的区域特性有关。本研究为我国四川省地震预警系统中震级估计模型的建立提供了参考。     

接收函数方法估计Moho倾斜地区的地壳速度比

造山带地区的复合力系作用往往使Moho界面发生变形,局部表现为倾斜状态.为了得到这些区域精确地壳速度比结构,本文基于H-κ方法发展了H-κ-θ方法.该方法不仅考虑了倾斜Moho层的响应,同时利用径向和切向接收函数信息,增加了对扫描的约束.利用该方法对青藏高原东南缘地壳厚度和速度比结构进行研究,结果表明：研究区内地壳明显存在不均匀性,松潘—甘孜地体平均地壳厚度约为60 km,四川盆地西缘约为47 km,扬子地台约为43 km,三江块体和扬子地台东南缘已接近正常地壳厚度;松潘—甘孜地体与扬子地台相邻部位地壳平均地震波速度比（V_p/V_s）普遍偏高,且四川盆地西侧发现一绕盆地边缘的弧形高V_p/V_s异常区（>1.88）,我们推测该异常可能由青藏高原向东逃逸的地壳流体受到高强度的四川盆地阻挡,在其西侧堆积所致.     

水平尺度因子对功率谱深度估计的影响及修正方法研究

利用功率谱方法求取场源深度已经广泛应用于重磁数据处理解释.为了提高深度反演的精度,本文基于经典的Spector统计模型功率谱方法,研究了矩形棱柱体磁场的对数功率谱中各独立因子的变化特征,认为水平尺度因子的固有衰减性质对功率谱估计场源深度会产生较大影响.通过分析总结大量棱柱体模型磁场的功率谱深度估计结果,认为场源顶深与水平尺度的比值关系是决定是否进行水平尺度因子修正的重要因素.为获得更合理的深度估计结果,本文结合向上延拓方法和边界特征增强技术,提出了具有实用价值的水平尺度因子修正策略,提高了深度推断精度.模型验证和实际应用结果表明,文中所提方法能够取得更好的应用效果.     

中国西部地区利用烈度数据估计地震动参数的方法

通过最近收集到的中国西部地区的6次地震的地震动参数和烈度数据,建立了该地区适用于贝叶斯方法的各烈度档P(I|GM)的经验分布。利用2011年发生的四川炉霍地震和新疆伽师地震资料验证了依据烈度数据用贝叶斯方法估算峰值加速度的可行性。研究结果还表明,用贝叶斯方法估计的参数精度与选择的先验概率(衰减关系)显著相关。针对这2次地震,用各烈度档地震动参数的均值法、地震动衰减关系法及贝叶斯法3种方法估算的峰值加速度值与峰值加速度观测值之间的均方根比较表明,用贝叶斯方法估算的参数精度优于用另2种方法所获结果。     

第二深度空间(5000~10000 m)油、气形成与聚集的深层物理与动力学响应

在当今全球各国对油、气能源的需求和我国在工业化进程中油气能源十分紧缺的前提下,共享世界油、气能源的同时,必须立足于本土,迅速建立起安全、稳定,且可保证持续供给的油、气能源战略后备基地.油、气田勘探和开采中,尚存在着大于或远大于通常所规范的油、气生成稳定温度和深度限定,而向深部勘察油、气的理念又受到传统油、气成因理论的严峻挑战.为此,近些年来,通过对沉积建造、结晶基底,深部油气生成的物理（主指温度、压力）条件、物源和聚集储存空间的研究,提出：①沉积盆地中存在双相（陆相+海相）沉积建造,而基底则分为中、新生代沉积基底和古老的变质岩结晶基底,即双层基底;②地壳深部介质的物理－化学属性和变质岩及存储空间为油、气的生成和聚集提供了物质基础;③厘定了在有机成因主导下,油、气混合成因（有机+无机）的新理念;④第二深度空间（5000~10000 m）的油、气探查和开发将必是未来深部发现大型和超大型油、气田和深化研究的必然轨迹.