地震动随机合成中与震源谱相关的动力学拐角频率

介绍了基于有限断层震源的地震动随机合成中静力学拐角频率和动力学拐角频率,讨论了两者的缺点;进而提出了一种改进的震源谱模型,它能够表达破裂面上地震波频率辐射不均匀性、大震时拐角频率随破裂面积增加而有所下降的趋势．据此,可以形成与该震源谱模型相关联的动力学拐角频率,应用于地震动的随机合成,避免结果对子源尺寸的依赖．通过对美国北岭Mw6.7地震近场6个基岩台站合成的地震动与实际记录的比较,验证了本文方法的有效性.      

应用动力学拐角频率对经验格林函数法的改进

针对大小震拐角频率的差异,假设大震断层上每个子源的拐角频率与已破裂的子源个数平方根成反比,基于ω2震源谱模型,通过理论推导构建了一个函数,将动力学拐角频率引入经验格林函数法。以汶川地震余震记录为格林函数,分别用改进前和引入动力学拐角频率后的经验格林函数法合成5·12汶川大地震强地面运动。对比合成结果与观测记录,结果表明改进前经验格林函数法合成的地震动在低频部分相对实际记录偏低;引入动力学拐角频率之后的经验格林函数法合成的结果在高频基本保持不变,低频部分得到提高,并与实际记录符合。引入动力学拐角频率后,大部分合成结果很好地符合实际记录。说明动力学拐角频率可有效改善经验格林函数法的低频合成结果,同时验证了经验格林函数法对MW7.9特大地震地震动合成的有效性。     

地震波拐角频率对地震序列的依赖性研究

使用皎口、海城、陡和、浑源等地震序列的地震波记录，研究了拐角频率随地震序列进程的变化特征。为了消除地震震级对拐角频率趋势性变化的影响，求得了每个地震的拐角频率与序列中同震级地震拐角频率的比值随地震序列发展而变化的曲线，较好地反映出该比值的发展进程；即在一个前一主一余地震序列中，同震级前震拐角频率高于余震拐角频率；而对震群地震序列则看不出这种变化。利用地震序列外围地区适当范围小震资料的拐角频率作为背景值，其比值曲线同样很好地反映出地震序列发展的规律。本方法可以作为对地震序列发展趋势进行较客观评估的新方法。     

爆破与地震的拐角频率比较

应用辽宁地震台网记录的爆破与地震数字资料,采用小波计算方法,对该区域记录的爆破与地震计算S波拐角频率,将计算结果与前期采用PITSA软件得到的结果进行比较,试图获得爆破与地震识别的定量指标。     

拐角频率在营海岫地区地震序列判定中的应用

利用拐角频率方法,研究营、海、岫地区1999年以来发生的显著震群性质,结果表明,前震序列与其他震群拐角频率曲线变化形态不同,拐角频率的大小能较好反映震源区应力场的大小。     

谱比法地震衰减层析反演方法研究

由于地下介质对地震波能量有强烈的吸收作用,降低了地震资料的分辨率以及地震资料处理、解释的精度,因此选择合适的参数对地层吸收衰减情况进行有效描述是对地下构造进行高分辨率、高精度处理及解释的有效途径。目前品质因子Q是对岩石弹性参数进行有效描述的重要参数之一。用品质因子Q来衡量地震波能量在介质中传播的吸收衰减情况,是目前提高地震资料分辨率的有效方法,同时也是提高含油气地层解释精度的有效途径。近些年,许多学者提出了多种计算Q值的方法,其中谱比法是在实际中应用最为广泛的Q值估计方法。本文在前人方法的基础上,对谱比法进行了改进,并结合走时层析方法反演Q值,充分利用谱比法在精度、稳定性等方面的优势以及走时层析方法计算效率高的优点,不仅可以提高反演的精度而且能够保证反演的稳定性,提高计算效率。通过模型试算证明谱比法衰减层析方法能有效估计Q值变化情况,具有较好的发展前景。     

岩体裂隙充水后对拐角频率的影响

2002年在浙江温州的珊溪水库发生了一系列水库诱发地震，其拐角频率明显小于同震级的构造地震。本从二相介质理论出发，讨论了水库岩体在扩容、流体渗入饱和和强度弱化过程中波速和波速比的变化以及对拐角频率的影响。根据实验结果，当孔隙度为0．15，岩体弹性模量减小23％时，拐角频率可以减小约29％。由此解释了水库诱发地震拐角频率偏小主要是由裂隙发育和库水渗透扩散使地壳浅部岩体强度弱化引起的。因此拐角频率可以作为区别两的一个依据。     

河北地区中小地震震源参数的相关性研究

采用Brune的圆盘震源模型,反演计算得到2009年1月—2015年1月河北地区M_L≥2.0级88次中小地震的震源参数,并研究震源参数进行系统的分析和研究。结果表明:近震震级M_L与地震矩M_0和矩震级M_w之间呈现出较好的线性关系。拐角频率明显呈现出随着震级的增大而显著减小的特征。河北地区中小地震应力降的优势主要分布在0.1~5MPa之间,并体现出在小震区域应力降分布较为集中,随着震级的增大,分布较为的离散现象。     

测量震源辐射的谱震级和谱地震图

为测量地震强度所做的努力已有100多年了。1935年,里克特用伍德-安德森地震仪记录的南加州地震建立了地方震震级标度M_L,所用地震波的周期范围为0.1～2s。1945年,古登堡(1945a)根据远震记录周期为(20±3)s的水平向面波建立了面波震级标度M_s;古登堡(1945b)还分别用平均周期为5s和10s的P波和S波引进了体波震级标度m_b。所有这些标度都是基于某些特定的周     

长岛震群震源谱参数反演和震源参数特征

采用高频截止(High-Cut)震源模型,以均方根误差最小原则稳健地求解震源谱参数,并由此推算震源尺度和静态应力降。实际应用显示,该模型的理论谱对观测谱有很好的拟合,可明显改善拐角频率识别准确度。计算了长岛震群内71次M_L≥2.5地震事件的震源参数,结果表明：(1)拐角频率处于2～10 Hz范围,与震级大小存在一定的相关性,截止频率范围处于10～30 Hz之间,与地震大小的相关性不明显;(2)地震矩M₀分布在10¹²～10¹⁴ N·m,与震级M_L存在正相关关系：logM₀=0.977M_L+10.186;M_L与矩震级M_W之间的关系为：M_W=0.651M_L+0.766;(3)根据相对应力降时域演化发现,自2017年3月3日M_L4.5地震之后应力快速释放,应力降水平在均值附近波动,而且多数M_L≥3.5地震发生于...     

Attenuation from microseismic datasets by the peak frequency method benchmarked with the spectral ratio method

Recently proposed peak-frequency method is used to estimate the P- and S-wave quality factors from microseismic events. We use a downhole monitoring dataset of 10 high signal-to-noise ratio microseismic events to calculate P- and S-wave effective attenuation of a carbonate reservoir. We benchmark these results with the spectral ratio method and obtain mutually consistent results. Additionally we develop and test two techniques of peak frequency determination. We show that the peak frequency method can be successfully used in the estimation of the quality factor and it provides precise measurements of attenuation.     

利用H/V谱比法辨识场址非线性反应(英文)

The horizontal-to-vertical spectral ratio has become popular in studies of the site effect and the determination of the predominant period of a site.     

Dynamic corner frequency in source spectral model for stochastic synthesis of ground motion

The static corner frequency and dynamic corner frequency in stochastic synthesis of ground motion from finite-fault modeling are introduced, and conceptual disadvantages of the two are discussed in this paper. Furthermore, the non-uniform radiation of seismic wave on the fault plane, as well as the trend of the larger rupture area, the lower corner frequency, can be described by the source spectral model developed by the authors. A new dynamic corner frequency can be developed directly from the model. The d...     

依据密度分布频率特性的重力反演方法研究

Three-dimensional gravity inversion based on the mass property model is very popular in recent years. The time and efficiency of inversion algorithms is relative to the magnitude of the target mesh. One approach is to search over the entire solution space for a more refined result. However, the inversion will be difficult with the increased parameters in the large search space and the number of computations increases exponentially. ｜n this paper, we propose a novel approach based on the frequency characteristics of the density distribution over the mesh. The purposes of our study are to reduce the parameters of three- dimensional gravity inversion and to lighten the image quality of the inversion result. The results show that the new method can expedite the inversion processing and get a better geological interpretation than tradition methods.     

信噪比谱约束的自适应谱模拟反褶积方法研究

反褶积是提高地震资料分辨率的重要方法,子波估计与反褶积算子设计是反褶积方法的两个重要方面.本文在分析谱模拟法与自相关法各自特点的基础上,将两种方法的优势相结合,提出了自适应谱模拟方法,提高了谱模拟方法的适应性和准确性.在反褶积算子计算过程中对误差能量进行加权,减少了反褶积过程中处理噪音的产生,同时引入信噪比谱约束,以达到保证信噪比的前提下合理提升地震资料分辨率的目的.     

重力梯度法的角点位置最优化选取研究(英文)

常规的重力梯度法对地质体位置划分很模糊,当深度越大,地质体越小时,对Vzz和Vzx求导的误差也越大,导致结果与实际偏差很大。本文提出状态判别因子对角点位置进行优化确定,比常规高阶重力导数法更精确,使重力梯度法在对小地质体和断裂上有更好的分辨率,理论模型试算和实际资料处理效果很好,为找矿或划分地下地质体产状提供了更有利的依据。     

利用探地雷达频谱反演层状介质几何与电性参数

通过对地下层状介质探地雷达(GPR)回波广义反射系数的奇偶分解,建立了联系GPR反射系数序列频谱与介质几何参数、电性参数的代价函数,这些介质参数包括地下反射面的深度、层厚度以及各层的介电常数和电导率,从而提出了一种由GPR频谱同时估算地下介质多参数的全局优化反演方法.为了对多参数全局优化算法给出一个合理的参数初值,研究了不同参数对反射系数序列频谱属性的影响规律,提出了利用不同频谱属性分别估算不同参数的分步反演方法.以分步反演方法得到的结果作为多参数全局优化反演的初值,可以极大地提高反演计算的效率和反演结果的可靠性.用理论模型合成数据和GPR公路检测数据对本文方法进行了测试,结果表明本文方法效果良好,具有较高的分辨率,能较好的给出厚度小于调谐厚度的薄层的深度、厚度和介电常数等参数.     

Non-monotone spectral projected gradient method applied to full waveform inversion

The seismic inversion problem is a highly non‐linear problem that can be reduced to the minimization of the least‐squares criterion between the observed and the modelled data. It has been solved using different classical optimization strategies that require a monotone descent of the objective function. We propose solving the full‐waveform inversion problem using the non‐monotone spectral projected gradient method: a low‐cost and low‐storage optimization technique that maintains the velocity values in a feasible convex region by frequently projecting them on this convex set. The new methodology uses the gradient direction with a particular spectral step length that allows the objective function to increase at some iterations, guarantees convergence to a stationary point starting from any initial iterate, and greatly speeds up the convergence of gradient methods. We combine the new optimization scheme as a solver of the full‐waveform inversion with a multiscale approach and apply it to a modified version of the Marmousi data set. The results of this application show that the proposed method performs better than the classical gradient method by reducing the number of function evaluations and the residual values.     

介质密度反演偏导矩阵的精确计算方法

实现反演偏导矩阵的计算是基于导数最优化反演方法的关键,然而目前的地震反演几乎都是基于Zoeppritz方程近似实现的,使计算精度和适应范围受到限制.本文利用Zoeppritz方程建立了反射系数对地层介质密度比偏导方程,导出了Zoeppritz方程矩阵元对介质密度比的导数.通过求解偏导方程获得了反射系数对介质密度比偏导数的精确计算(考虑了速度中含介质密度的问题).利用数值算例分析了反射系数对介质密度比偏导数的变化特点.本文采用直接解法求解偏导矩阵方程组,获得了快的计算速度和高的计算精度,为实现地层介质密度反演(包括大角度反演)提供了偏导矩阵的计算方法.