干涉走时微地震震源定位方法

本文基于地震波场干涉原理,建立了干涉走时微地震震源定位方法.该方法将两个接收点相对于一个微地震事件的走时差(称为干涉走时)的扰动作为残差函数,通过迭代求解最小残差函数,最终获得震源的空间位置.干涉走时震源定位方法利用两个接收点的到时差消除发震时刻未知和速度模型误差的影响,简化了震源定位算法.数值计算表明,本文提出的干涉走时定位方法在速度模型有误差的情况下仍然可以获得准确的微地震震源定位.     

2017年9月4日河北临城M_L4.4地震震源深度测定

震源深度是地震定位中的重要参数之一。对于一个地震,sPn与Pn震相到时差是一个常量,与震中距无关,只与震源深度和地壳模型有关。基于该理论,以河北数字台网数据为基础,识别sPn震相和Pn震相,计算2017年9月4日河北临城ML4.4地震震源深度,结果为6.86km。双差定位法是目前确定震源深度比较精确的方法,双差定位得到的震源深度为7.01km。双差定位法所用数据量比较大,计算过程繁杂。利用sPn与Pn到时差计算震源深度的结果与双差定位法结果接近,计算快速、简单,所需数据量小。因此,将该方法应用到实际工作中,可以快速、准确地测定近震震源深度。     

三维复杂速度模型的交切法地震定位

地震定位是地震监测与减灾研究重要基础.基于均匀或横向均匀介质模型,利用震源轨迹确定震源位置的交切法具有稳健和效率高的优点,但定位精度较低,特别是震源深度.为提高震源定位精度,我们提出适用于三维复杂速度模型的地震定位交切法.将地壳速度模型由均匀或横向均匀介质模型扩展为三维复杂速度模型;均匀或横向均匀介质模型对应的原假设为球面或双曲面的震源轨迹通过最小走时树射线追踪技术予以确定.确定震源位置的震源轨迹以到时差作为约束条件;将震源定位于震源轨迹交汇最密集的点处,即总的到时差残差(RDT)最小的点处.定位结果的不确定性可通过RDT值较小节点的空间分布予以定性表示.考察了准确速度模型、扰动速度模型、扰动观测到时及地震在台网外等4种情况下改进方法的地震定位效果,结果表明改进的交切法可用于三维复杂速度模型的地震定位;综合利用P波与S波的到时差信息,可明显改善震源位置约束;使用多条震源轨迹进行定位,有助于减少由随机因素导致的定位误差.     

内蒙古和林格尔M4.0地震的震源机制与震源深度

基于内蒙古测震台网宽频带数字地震记录,采用CAP方法和TDMT-INVC方法对2020年3月30日和林格尔M4.0地震数字记录波形进行震源机制解计算,并利用sPn与Pn震相走时差法进一步对其深度进行测定.结果显示,两种方法测定的震源机制解基本一致,震源机制以走滑为主,略带逆冲分量;CAP方法和sPn与Pn震相走时差法测...     

复杂介质地震定位中震源轨迹的计算

在地震定位中常常需要求解震源轨迹,但由于复杂介质中的震源轨迹较为复杂,难以给出其解析解,因此震源轨迹的计算通常仅限于简单介质模型.本文基于最小走时树射线追踪技术,提出了一种计算复杂介质中震源轨迹的方法.为回避发震时间问题,以观测到时差作为震源轨迹的约束条件.首先从模型节点中选出少量理论到时差与观测到时差之绝对差,即双重时差较小的点作为震源轨迹的代表点,然后以其中双重时差最小的点为初始点,在双重时差场中利用最小走时树射线追踪方法计算出初始点到其他震源轨迹代表点的射线路径作为震源轨迹.当选的震源轨迹代表点较多时,得到的震源轨迹较为粗略,此时可去掉射线经过次数较少的代表点的射线路径使震源轨迹更为精细.为减少计算量,对最小走时树射线追踪方法的终止条件做了修正.以一个复杂介质模型中的地震为例,计算了包括速度扰动、到时扰动等不同情况下的震源轨迹,结果表明所提出的震源轨迹计算方法切实可行.     

基于DTOA/DOA和牛顿迭代法的震源定位方法研究

结合DTOA和DOA联合定位估计性好与牛顿迭代法收敛速度快的优点,提出了一种基于DTOA和DOA初值选取和牛顿法精确迭代的震源定位方法.经过野外实验和仿真,发现该方法能有效地提高震源定位的准确性.通过对影响震源定位精度因素分析,表明减小传感器基站站盐和初至波到时差测量误差可有效提高定位精度,相同同条件下,星型布站的定位精度最高.     

测定地震参数的一种方法

本文提出的利用到时差的方法测定地震参数,确保了所定得的震中位置和震源深度的可靠性,具有简便,实用等优点,可用于地震现场和水库地区的震情监视。     

多层介质中利用sPn与Pn到时差确定震源深度的研究

为利用sPn与Pn波的走时差测定震源深度,进一步提高地震震源深度的测定精度,推导多层介质下sPn与Pn波的走时差与震源深度的关系,发现走时差与震中距无关,只与震源深度及区域地壳速度模型有关。震源在同一层中,走时差曲线的斜率不变,而当震源位于不同层中时,sPn-Pn走时差曲线的斜率不同,并呈分段直线的走时差曲线形态。地壳速度结构纵向越不均匀,多层和单层介质下利用sPn-Pn走时差计算的震源深度误差就越大,走时曲线的各分段直线斜率相差越大;探讨地壳中sPn与Pn波传播路径相同但波速不同的单层地壳速度模型,发现单层介质下波速越大,测定的震源深度越大;对于同一地区相同的地壳分层结构,测得的震源深度随着泊松比的增大而减小。基于前人给出的中国五个典型块体多层平均地壳模型,给出sPn-Pn走时差与震源深度计算公式速查表。     

一种基于插值技术高精度计算稀疏网格地震定位中震源轨迹的方法

区域和全球地震定位越来越多地基于更接近实际的横向非均匀速度模型.速度模型主要来自于地震体波层析成像结果,分辨率不是很高.这样,模型宜于以稀疏网格剖分以减少计算时间和计算机内存需求.当剖分的模型单元较大时,基于射线追踪技术计算复杂介质地震定位中震源轨迹的方法——选取震源轨迹所经过单元节点(位于单元中心,称为震源轨迹节点)为轨迹参考点,利用最小走时树射线追踪方法计算绝对残差场中连接轨迹参考点的射线路径作为震源轨迹——计算结果误差较大,难以满足精定位需要.针对该问题,本文对其进行了改进:不将震源轨迹节点作为轨迹参考点,而是基于插值技术计算每个轨迹节点其法线点对(即该节点与其周围残差正负极性不同的相邻节点组成的点对中梯度绝对值最大的那对)间残差为零的点作为震源轨迹参考点.算例表明:和原方法相比,改进方法计算的震源轨迹更为精细,计算精度提高数十(线性插值)至数百倍(非线性插值),而计算效率基本保持在同一数量级,使利用震源轨迹进行直观、快速和高精度的区域或全球地震事件定位成为可能;壳幔界面反射纵波(PmP)对震源的约束和直达纵波(Pg)相似;同一台站PmP-Pg波到时差约束的震源轨迹对震源深度有很好的约束.     

多种方法测定2019年皎口水库地区2.5级以上地震震源深度

应用CAP方法、sPL深度震相方法和双差定位方法,对2019年M2.5以上皎口水库地区地震震源深度进行测定。通过CAP方法进行反演,计算出最佳震源机制解及震源深度;在震中距50 km左右的近台识别出清晰的sPL震相,运用频率—波速（F-K）方法画出各种震源深度的理论波形,与实际波形进行拟合确定震源深度;建立地震事件对,利用走时差观测值与理论值的残差确定其相对位置及深度。结果发现,上述多种方法测定的结果基本一致;相对而言,双差定位方法更适合皎口水库地区地震震源深度的测定。     

以震源精确定位结果分析张北地震序列的破裂特征

利用远场和近场数字地震观测记录 ,重新测定了张北地震序列ML≥ 3级地震的震源位置 ,结合修订后的震源机制、宏观烈度分布资料 ,给出了张北地震序列的破裂特征。地震序列由走向NWW、倾向NNE、倾角 4 4°、长 11.5km的左旋走向滑动的主破裂面 ,2条NNE走向、高倾角、右旋走滑的次要破裂面组合而成。NWW和NNE走向的破裂面共轭展布 ,2条NNE向的破裂面呈右阶斜列 ,3条破裂面先后依次出现。破裂面埋深 1.4～ 7.6km ,在地壳的浅部。研究表明 ,在没有发现活动断裂的“构造稳定区” ,利用精确可靠的强震序列震源位置、震源机制和宏观烈度分布资料 ,从三维空间分析研究强震序列的震源断层 ,是一条可行的途径     

REFLECTION-WINDOW MAPPING OF SHALLOW BEDROCK*

A field study was undertaken to evaluate the effectiveness of the high frequency seismic reflection technique for mapping of shallow and irregular bedrock. Bedrock reflections were obtained using a hammer source with both in-line and common offset field layouts. The recording equipment included 12-channel enhancement seismographs, 28 Hz vertical geo-phones and a microcomputer. The latter increased the overall versatility of the seismic system. Field sites for this study are typical of the geological settings of the tin mining areas of Malaysia. The topographical ‘lows’ of the irregular bedrock control the localization of tin ore. The subsurface geology consists of a thin low velocity layer (± 300 m/s) overlying the compact overburden (± 1700 m/s) which in turn lies on bedrock. This paper discusses various criteria for designing an optimum window for obtaining usable reflections between the first arrival and the leading edge of the ground roll cone. Detailed mapping of the overburden and the bedrock interface by the reflection method can be useful in delineating areas for exploratory drilling and for optimum planning of mining operations.     

南黄海地震序列时空参数的精细测定和分析

1984年5月21日的南黄海地震发生在海里，地震观测台站都偏在震中的西侧，距离最近的南通台和崇明台也在100km左右，给地震的精细测定带来了困难。用现有测震方法，得到的南黄海地震序列观测报告，震中分布比较离散。本文在进一步发展了无走时表定位法和相对定位法的基础上，对南黄海地震序列中的3级以上地震的时空参数作了重新测定和分析，取得了较精细的结果。     

尾波干涉法在汶川地震余震定位中的应用

中小地震的震源位置及其变化对于研究地震构造、 断层性质以及地震应力场的演化等问题都有极为重要的意义。 然而以HypoDD双差定位法为代表的常规定位方法对地壳速度结构要求很高, 且受台站分布影响较大。 而尾波干涉法不需要了解速度模型的精细结构, 只要求速度结构中存在各向不均一性散射体即可, 且对台站分布要求低, 因此适合应用在中小地震的相对位置变化的研究上。 本文以汶川地震余震为例, 研究利用尾波干涉法确定相似地震相对位置的可行性及其稳定性, 并将其结果与双差法进行了比较。 发现当台站分布较好时, 其结果与双差法所得结果较为一致, 而当台站分布较差时, 尾波干涉法所得结果更为可靠。     

河南豫北地震台网地区波速的探讨

为了解决河南豫北地区地震的定位问题 ,对豫北台网内的 10个典型地震 ,使用了 7个地震台站的资料 ,用波速比求出横波速度 ;用和达定位法 (有的同时使用高桥法 )进行了精确定位 ,求出震源深度 ;测量了震中至各台的震中距 ,以此反算出了纵波速度。通过计算 ,确定出了较为适合河南豫北地震台网地区的波速。     

The near-field method: a modified equivalent linear method for dynamic soil–structure interaction analysis. Part II: verification and example application

Usually for modeling of soil in a direct soil–structure interaction (SSI) problem, the equivalent linear soil properties are used. However, this approach is not valid in the vicinity of a foundation, where the soil experiences large strains and a high level of nonlinearity because of structural vibrations. The near-field method was developed and described in a companion paper to overcome this limitation. This method considers the effects of large strains and suggests a shear modulus and a damping ratio further modified in the near-field of a foundation. Validity and performance of this approach are evaluated, application examples are explained and the results of a parametric study about the role of soil and structure parameters in the extent of SSI effects on the nonlinear seismic response of structures are presented in this paper. One real existing and five, ten, fifteen and twenty story moment-resisting frame steel buildings with two different site conditions corresponding to firm and soft soils are considered and the responses obtained from the near-field method are compared with the recorded and rigorous responses. Moreover, various SSI modeling techniques are employed to investigate the accuracy and performance of each approach. The results show that the near-field method is a simple yet accurate enough approach for analysis of direct SSI problems.     

中国大陆科学钻探孔区全观式三维地震采集

大陆科学钻探不仅是打一口钻,而是深部钻探同地球物理遥测结合起来的相互反馈系统,这里地球物理遥测主要是指三维深反射地震. 中国大陆科学钻探孔区三维地震调查是大陆科学钻探工程的一项重要内容. 在数据采集中提出了全观式三维地震调查新技术,它是指排列不滚动的三维地震调查,即将地震检波器铺满全部测区的一种地震采集方法,尤其适合于有限面积的三维地震工作. 这种方法的优点是：(1)快速高效; (2)叠加次数高; (3)与常规三维地震相比成本大幅度减少. 在中国大陆科学钻探孔区内进行的全观式三维地震测量,全面实现了预期目标,包括：(1) 配合钻探查明孔区地质构造,将钻探的一孔之见扩展到深6000m、长宽超过3000m的三维岩柱;(2)提供高精度定位的地壳反射体以供标定;(3)发现中、下地壳及地幔内的反射体等.     

基于牛顿迭代法和遗传算法的CSAMT近场校正

由于可控源音频大地电磁法（CSAMT）采用人工场源在大大增加信号强度的同时也带来了在近区产生非平面波效应的问题,其表现特征为在双对数坐标中卡尼亚电阻率曲线呈45°上升,即所谓的近场效应.本文首先提出了基于牛顿迭代法求解视电阻率方程的近场效应校正方法,通过对二层、三层理论模型试算验证了该方法的有效性;为进一步增强对噪声的压制能力,本文进一步引入了遗传反演的思想,将全频段误差最小作为目标函数,采用自适应正则化方法引入模型参数梯度最小作为稳定因子,由遗传算法求解得到校正后视电阻率,通过对理论模拟数据加随机噪声的校正结果,表明该方法在实现近场校正的同时能剔除噪声干扰,得到的结果与理论模拟曲线吻合度较高.通过对内蒙古曹四夭钼矿区实测CSAMT数据处理结果表明,牛顿法和遗传算法均能明显校正CSAMT因近场效应引起的假高阻异常,能更好地反映地电结构特征.     

福建台网接入台湾台站对定位台湾中深源地震精度影响分析

福建台网负责监测中国台湾地区地震。对于中深源地震使用何种定位方法能获得较好的地震参数,这直接影响到地震定位精度。利用JOPENS系统中交互分析软件MSDP提供的定位方法,对同一地震进行两次定位,即不使用和使用接入的台湾台站,将福建台网得出的两次结果与中国台湾公布的地震参数进行对比,分析定位精度,进而找出适用于台湾地区中深源地震的定位方法,以便进一步判断在地震速报中使用这些台站进行辅助定位的可行性,并给出相关的操作方法及建议。     

二氧化碳相变技术应用于新型震源研发的可行性研究

为了研究二氧化碳物理相变技术应用于新型震源研发的可行性,在地下成层性较好的某煤田地震测区,开展了利用二氧化碳相变技术激发地震波的野外人工震源激发-接收实验．并与传统炸药震源进行了对比．地震数据利用Aries2.66型垂直分量反射地震仪和PDS-2型三分量地震仪接收．根据实测地震数据,从野外地震记录震相识别,初至波传播距离分析,震源近场地震信号时频分析,CO_2相变激发震源子波提取和基于CO_2震源子波的地震初至波波形反演实验等多个方面,进行了关于CO_2相变激发技术能否产生地震波信号以及能否将其应用于新型震源研发的可行性研究．研究结果表明CO_2物理相变膨胀能够产生能量集中的地震波信号;在实验区地质条件和激发参量下地震记录中初至波的可识别的传播距离约为1km;震源近场地震信号的主频集中在8～13Hz;利用震源近场数据提取了CO_2震源子波;通过地震初至波波形反演实验认为这种震源子波能够应用于波形反演等方面的研究．因为CO_2相变激发具有绿色、环保、安全等方面的优点,若能进一步在激发能量、激发—延迟时间一致性等方面加以改进,该技术有望在城市隐伏活动断层探测、城市地下空间探测、煤矿高瓦斯环境人工地震勘探等领域发挥重要的作用．