工程勘察中稳态瑞利面波法解释理论的探讨

工程勘探中稳态瑞利波法的实测曲线与介质性质有着密切的对应关系.传统的解释理论以自由表面瑞利面波的传播为基础.然而源检距很小时,漏能型面波（或多次复合反射波）的形成能更合理地解释记录曲线上的特征点.解释理论的正确性将有利于扩展该方法的实际应用.     

层状介质中轴对称柱面瑞利面波频散函数的计算

本采用层状、均匀、各向同性和完全弹性模型，在柱坐标系下，利用位移应力在各界面处连续及自由表面边界条件和无穷远处的辐射条件，得出了层状介质中轴对称柱面瑞利面波的频散函数，并进行了数值计算，取得了好的效果。对瑞利面波在工程中的应用有一定的理论指导作用。     

水平层状介质中基阶瑞利面波椭圆极化特征数值分析与研究

近年来的工程实践表明,以速度频散特性为理论基础的传统瑞利面波法的实际应用存在场地限制的瓶颈问题.为克服该困难,本文从面波的基础理论着手,在前人建立的水平层状介质中瑞利面波速度频散方程的基础上,推导了水平层状介质中瑞利面波质点位移的解析解公式.以工程中常见的几种典型的水平层状地层模型为例,结合地脉动单点谱比法(HVSR,Horizontal to Vertical Spectral Ratio),对基阶瑞利面波的椭圆极化特征进行了数值模拟研究.研究结果表明:与瑞利面波的速度频散特性类似,其椭圆极化同样具有频散特性,且椭圆极化时的质点位移水平分量与垂直分量的频谱比与地层泊松比结构有关.瑞利面波的这种椭圆极化特性展示了利用单点瑞利面波的多分量评价地层泊松比结构的理论可行性.     

华北地区基于噪声的瑞利面波群速度层析成像

本文利用华北地震科学台阵2007年1~4月份、190个宽频带和10个甚宽带垂直分量的地震噪声数据,通过互相关方法提取了瑞利面波的经验格林函数,用多重滤波方法测量了瑞利面波的群速度频散曲线.我们将研究区域划分为0.5°×0.5°的网格,利用噪声层析成像方法得到了研究区域7 s、12 s、16 s、23 s的瑞利面波群速度分布图像,所得结果较好地揭示了地壳内部、尤其是浅部地壳的横向速度变化.研究表明,短周期的群速度分布同地表地质结构、地形密切相关;华北地区的地壳结构具有明显的横向不均匀性,华北盆地及山间的沉积盆地显示出低速异常,而基岩广泛出露的太行山和燕山隆起区,呈现高速异常;多数强震(M≥6.0级)都发生在高群速度与低群速度的过渡地带.     

地幔瑞利面波的频散和衰减

本文利用世界标准地震台网（WWSSN）29个台记录的渤海地震（1969年7月18日,Ms=7.4）、炉霍地震（1973年2月6日,Ms=7.9）、海城地震（1975年2月4日,Ms=7.3）的长周期瑞利面波R1、R2、R3,测定了40—250秒周期内R2波群速度,45—200秒周期内经地球大圆路径的瑞利面波衰减系数和Q值,并讨论了地幔瑞利面波频散和衰减特征以及与区域构造间可能的联系。     

地幔瑞利面波的频散和衰减

本文利用世界标准地震台网（WWSSN）29个台记录的渤海地震（1969年7月18日,M_s=7.4）、炉霍地震（1973年2月6日,M_s=7.9）、海城地震（1975年2月4日,M_s=7.3）的长周期瑞利面波R₁、R₂、R₃,测定了40-250秒周期内R₂波群速度,45-200秒周期内经地球大圆路径的瑞利面波衰减系数和Q值,并讨论了地幔瑞利面波频散和衰减特征以及与区域构造间可能的联系。     

瑞利面波在地质勘察中的应用

在地质勘察中运用瑞利面波进行探测,对瑞利面波进行频谱分析和相关计算处理,根据速度结合钻孔资料进行地质分层,为钻探成果的内插和外推提供依据,使地质勘察资料更加翔实可靠.     

面波频散能量谱计算方法

面波勘探通过对提取面波的频散曲线等观测进而反演获得探测目标信息。面波勘探技术始于20世纪60年代,但近几十年来迅猛发展,已经被广泛应用在地震灾害及火山活动预测、深部地质结构、工程施工、矿区采空区、塌陷区探测以及星体近地表结构探测等方面。为了更全面了解面波勘探技术,本文从面波勘探技术的主动震源和被动震源这两种数据类型开始,回顾基于频散曲线和水平垂直振幅谱比观测的面波勘探技术基本理论,简要介绍面波反演方法,并介绍面波勘探技术的应用领域和发展趋势和前景。

     

利用瑞利波法检测地基波速中的测点布置问题探讨

利用既有精确解和瑞利波近似解，分析了泊松比为0．30的匀质弹性地基在竖向点源简谐振动下地表质点振动相位及其求出的瑞利波随点一源距、测点间距而变化的规律．研究表明，当由面波法检测R波速度的容许误差一定时，最小点一源距将随测点间距的增大而减小，意味着目前常用做法缺乏理论的完备性．     

欧亚大陆及西太平洋边缘海瑞利面波频散反演

从亚洲、欧洲及西太平洋地区台网113个数字地震台所记录的分布在40°W~180°E,40°S~80°N范围内近万个地震事件中,挑选出发生在1982-2005年间,震级绝大部分在5.0~7.0之间,震源深度小于100 km的1 700余个事件。共得到周期在8~400 s之间9 980余条质量较高的瑞利面波频散曲线进行面波频散反演,得到欧亚大陆及西太平洋边缘海28个周期的群速度分布图。反映了欧亚大陆及西太平洋边缘海横向和纵向存在着明显的非均匀性。     

瑞利波测试技术用于剪切波速勘探之研究

本文根据瑞利波测量所得波形的变化特征，分析研究了地基参数对瑞利波弥散曲线的影响规律，提出了利用瑞利波测试剪切波速的方法。在研究过程中，对瑞利波测试技术进行了探讨，并引入了相关分析原理，以消除噪声、系统的非线性以及其它一些人为因素的干扰。最后结合实例，论证该技术用于实际勘探的可行性并指出其存在的问题和有待进一步完善的工作。     

瑞利波勘探中"之"字形频散曲线研究

研究了弹性层状半空间中导波的多模性问题,说明了关于瑞利波勘探中"之"字形频散曲线的形成机理.证明由单个的导波模式不可能得到"之"字形频散曲线,并从能量的角度出发,研究了各模式的实际强度与地层参数的关系,克服了从相速度的角度解释"之"字形频散曲线的困难.还深入研究了地表下低速层介质的位置、厚度及其他参数对"之"字形频散曲线的相互影响.与实际资料进行了对比分析,理论结果和实际情况基本相符.     

瑞利波勘探中"之"字形频散曲线研究

研究了弹性层状半空间中导波的多模性问题,说明了关于瑞利波勘探中"之"字形频散曲线的形成机理.证明由单个的导波模式不可能得到"之"字形频散曲线,并从能量的角度出发,研究了各模式的实际强度与地层参数的关系,克服了从相速度的角度解释"之"字形频散曲线的困难.还深入研究了地表下低速层介质的位置、厚度及其他参数对"之"字形频散曲线的相互影响.与实际资料进行了对比分析,理论结果和实际情况基本相符.     

RAYLEIGH WAVE TOMOGRAPHY IN THE CRUST AND UPPER MANTLE OF THE DABIE-TANLU OROGENIC ZONE

Dabie Orogen has a series of special tectonic and geological features which make it important to the study of the tectonic evolution of mainland China and East Asia. The distribution of high pressure/ultra-high pressure metamorphic rocks discovered on the surface, the specific location of a series of deep and shallow sutures in the collisional convergence collage, and the seismogenic environment of shallow earthquakes attract many scientists continuously to study the interesting Dabie Orogen. In this paper, we used waveform records of 200 broadband seismic stations deployed by China Digital Seismograph Network and vertical component records of 21 mobile seismic stations located in the Dabie-Tanlu orogenic zone and its surrounding areas. Based on seismic ambient noise tomography, we have obtained the phase velocity distributions of Rayleigh surface wave with the periods between 8~40s, with the resolution higher than 50km. The high velocity anomalies are observed on the Hong'an-Tongbo region in the images of 8~16s phase velocity, which decreases with increasing periods. These high velocity anomalies are in consistence with the ultra-high pressure(UHP)metamorphic rocks of the region. It leads us an estimation of the extension of UHP metamorphic rocks at various depths. The distribution of these anomalies found in phase velocity maps of 8s to 16s indicates that the estimated depth is up to~20km. The horizontal distribution forms a heart shape, which is narrower on western side and wider on the eastern side. It is very much consistent with the surface observations. The whole shape is similar to a cone that laterally extends its wings on the southwest. It indicates that the high-pressure/ultra-high pressure metamorphic rocks had experienced quick exhumation after they broke and formed a drag at the tail, and the residual area formed by the fast exhumation was likely to be invaded by magma. We agree that it has experienced complex structural history, such as stretching, magmatic emplacement and tectonic extrusion, resulting in the high-pressure/UHP metamorphic rocks finally exhuming on the surface with the structural pattern of narrower on the western margin and wider on the eastern margin in the Hong'an-Tongbo area. The significant phase velocity difference from the period of 8s to 35s on both sides of the southern Tanlu fault zone enables us to infer that the Tanlu fault zone is a deep and huge fault, and the entire crust of the eastern zone of Dabie was cut by the Tanlu fault zone. It demonstrates that the Dabie block is separated from the northern Subei Basin and southern Yangtze blocks, which forms a seismogenic environment suitable for the generation of small-to-intermediate earthquakes in this region. Most of earthquakes in Anhui and adjacent provinces are distributed in those areas where the phase velocities changed dramatically, which are in consistence with the small faults of the upper crust in shallow layers of the Dabie-Tanlu orogenic belt. The shallow-source earthquakes mainly occur in velocity contrast regions, as demonstrated by the short period images. Earthquakes distribution and velocity maps show that the possible distribution of tiny faults of the upper crust can be roughly inferred from the geological structure. It helps to understand the seismogenic environment and seismic hazard in the Dabie areas. We conclude that the shallower faults with different velocity on either side of this region are still seismically active. These results have important significance for understanding the tectonic activity of the research areas.More detail work and further discussion are needed on the velocity structure of the Dabie orogen.     

横波技术在工程物探中的应用

概述了横波勘探的方法技术及应用范围，指出了横波勘探在工程地震和工程物探工作中的重要性，根据实际工作需要，对某些方法所存在的问题提出了改进措施。介绍了几种方法的应用实例，实际应用效果显示该方法是比较实用的。     

瑞利波勘探中“之”形频散曲线的形成机理及反演研究

对瑞利波勘探中“之”字形频散曲线形成的物理机理进行了理论分析,研究了诸波模的传播特性及相互关系．指出在地表下存在具有水平界面的软弱夹层和地层裂缝时,瑞利波频散曲线中的“之”字形结构是低速夹层或地层裂缝中出现多模现象的结果．利用阻尼最小二乘法和遗传算法对瑞利波频散曲线反演介质参数进行了研究和分析,发现最小二乘法不适合瑞利波“之”字形反演问题研究,而用遗传算法得到了较好的结果．     

太平洋盆地勒夫波与瑞利波不一致性的研究

在勒夫波及瑞利波频散反演的基础上,本文分析了太平洋盆地水平剪切波速度SH与垂直剪切波速度SV之间的不一致性,并对其成因及与地球各向异性之间的关系进行了探讨。我们发现:除最顶部一二十公里处的SH小于SV之外,在几乎整个太平洋岩石圈内,SH都大于SV。此外,在占太平洋大约2/3的区域下面的软流圈内,SH略高于SV。如此广泛存在的SH与SV的不一致性可能是与大规模地质及构造过程有关的太平洋地壳及上地幔的固有各向异性的一个证据。     

太平洋盆地勒夫波与瑞利波不一致性的研究

在勒夫波及瑞利波频散反演的基础上,本文分析了太平洋盆地水平剪切波速度SH与垂直剪切波速度SV之间的不一致性,并对其成因及与地球各向异性之间的关系进行了探讨。我们发现:除最顶部一二十公里处的SH小于SV之外,在几乎整个太平洋岩石圈内,SH都大于SV。此外,在占太平洋大约2/3的区域下面的软流圈内,SH略高于SV。如此广泛存在的SH与SV的不一致性可能是与大规模地质及构造过程有关的太平洋地壳及上地幔的固有各向异性的一个证据。