用于龙门山断裂南段深部介质探测的精密可控震源

汶川地震后在龙门山断裂带南段建立了精密可控震源发射台,结合布设的28套流动地震仪的信号记录,尝试监测地下介质的动态应力变化。为了提取记录中的主动源发射的信号,本文采用了匹配滤波方法来实现弱信噪比条件下的信号检测并进行了波形变换。在提取出每个周期的主动源信号后,利用信号叠加,分别获得了1、5、10天时间的波形,有效地提高了记录波形的信噪比。然后通过互相关检测精确得出地震波的走时变化,并分析了计算误差。最后,针对实验期间发生的绵竹M_S5.6地震进行分析,获得了地震前后的走时剖面和信号变化,结果表明,距离较远的龙门山断裂北段地震未能对南段实验区域的地下介质波速产生影响。     

精密控制震源发射信号设计方法研究

考虑到精密控制震源特点,研究了多种精密控制震源发射信号的设计方案,并提出离散点拟合精密控制震源信号设计方法.计算表明,按照发射频谱、相关子波形态和发射能量3个方面的评价,离散点拟合精密控制震源信号设计方法可以灵活设计出比较好的精密控制震源发射信号,对提高精密主动地震监测的震相信息分辨率具有实际意义.     

主动震源在中国区域尺度及水库地震监测中的应用

综述精密可控震源与陆上气枪2种主动震源特性及在国内区域尺度上的应用,估算观测介质波速随时间变化的精度,探讨主动震源在构建水库地震观测介质波速随时间变化中的系统应用。     

主动震源在中国区域尺度及水库地震监测中的应用

综述精密可控震源与陆上气枪2种主动震源特性及在国内区域尺度上的应用,估算观测介质波速随时间变化的精度,探讨主动震源在构建水库地震观测介质波速随时间变化中的系统应用。     

地震监测中环境因素对精密水准观测影响分析

区域精密水准测量在地震监测中发挥了重要的作用,但是由于其作业范围广、观测周期长,容易受外界复杂多变的环境因素影响。目前对环境因素的影响分析大多是定性描述,缺乏实验观测数据的支撑。针对这一问题,选取大约2000km区域精密水准观测数据,结合观测环境资料,统计分析不同环境因素对观测成果的影响程度,并提出了相应的改进措施。     

美国核爆炸地震监测研究与发展路线图

尽管在过去的10年中,核爆炸监测的探测、定位及识别的研究与发展取得了重要进展,但大量的改进仍然是必要的.当今,对目前以及计划中的核爆炸监测研究与发展技术,特别是与该技术紧密相关的全面禁止核试验条约的兴趣日益增长的同时,陆基核爆炸监测研究与发展路线图就显得特别重要,因为该路线图依据数十年的核爆炸监测成就(https://na22.nnsa.doe.gov/mrr)来绘制未来研究与发展的主题.的确,陆基核爆炸监测研究与发展使命是美国国家核安全局核爆炸探测办公室的一个基础项目,通过对运行监测机构先进技术和系统的发展、展示和传递来履行美国监测对核爆炸探测、定位和识别的需求和策略.该项工作由陆基核爆炸监测研究与发展计划资助,其合作者是世界级的,由国家实验室、大学以及与国际研究者拥有合作关系的民营企业的科学家和工程师来实施.波形的技术路线图由4个项目组成,包括震源物理、信号传播、传感器和信号分析.选择这些项目来获取在环境中观察到的全波物理信号.研究与发展主题的每一个项目以及计量标准都对未来发展方向起说明作用.路线图展示了项目将达到的目标,即创新科学研究,给监测机构提供能力增强型技术以及激发、培养人力资源来迎接未来监测的挑战.     

用Wigner-Hough变换检测精密控震源信号

本文提出基于Wigner-Hough变换实现精密可控震源信号的检测与变换的方法.精密控制震源发射并由地震台站观测设备记录下来的信号是连续线性调频振动信号(LFM),线性调频信号的Wigner-Ville变换是在时频平面内包含一条直线的图像,而Hough变换则是通过计算沿直线的积分可以有效检测图像中的直线,图像中的直线在Hough变换输出的图像中表现为一个峰值,用于精密控制震源信号的检测可以反映接收数据中存在的震源信号.本文针对精密控制震源信号检测中 Wigner-Ville变换和Hough变换存在的问题开展研究,并提出了解决方案.通过对2009年在广东新丰江水库库区精密可控震源试验观测数据的实际处理,显示该方法是可行的,为精密控制震源信号的检测与变换找到了又一新的方法和技术途径.     

精密主动地震监测——系统构成与试验

本文介绍的精密主动地震监测系统以与GPS保持同步的电子系统控制的旋转质量体作为地震信号源,产生精确的、高度可重复的地震信号,这种信号经过地下介质传播到达观测点纪录,由专门的计算方法提取,观测距离可以达到150km,可以获得监视地下介质结构变化的有效信息,从而实现地下介质结构及物性的主动精确动态监测.     

利用主动震源监测地下介质衰减特性变化

监测地下介质物性动态变化对于研究地震的孕育发生过程具有重要意义. 汶川地震发生后, 在汶川地震主断裂带东北端的陕西省宁强县, 建立了一套主动震源观测系统,利用电动落锤作震源对断裂带开展了近一个月的连续监测实验. 利用主动震源激发波形的高度可重复性, 用谱比法计算了浅层地下介质衰减参数t*随时间的变化, 并与波速和大气压变化进行了对比分析. 结果显示, 由未固结的沉积层和破碎岩石组成的断裂带地震波衰减强,品质因子为10左右;衰减参数t*与大气压的变化有很好的相关性, 并与波速随大气压的变化趋势一致, 可能是由于大气压变化导致浅层介质的裂隙密度变化引起的;强余震引起显著的t*的同震变化及震后各接收台站的不同变化趋势. 野外实验表明, 主动震源是一种监测地下介质物性变化的有效方法.      

大岗山库区主动震源探测系统性能及其影响因素

利用大岗山水库地震监测台网,在大岗山库区建立了主动震源探测系统。主动震源设备为10t精密控制机械震源,接收台站包括大岗山水库地震台网的8个固定台站、2个加密流动台站和1个震源接收台。本文介绍了大岗山库区主动震源探测系统的基本情况、震源与地基的耦合特征、系统的性能及其影响因素等,并通过初步数据处理获取了大岗山库区地壳波速的相对变化。     

大同地震台远震波形走时残差的计算和应用

选取大同地震台记录的2010-2019年531个Ms≥5.0地震事件,根据发震区域的不同对其波形走时残差进行分析,得到不同发震区域地震波形的平均走时残差.结果 表明,日本、喜马拉雅地区地震波形的走时残差总体为负值,平均残差分别为-1.51 s、-0.70 s;斐济、中国台湾地区、南美洲西海岸地区大多为正值,平均残差为0...     

单程波李代数深度积分的精度分析和算法改进

本文在利用拟微分算子和象征理论研究单程波传播规律的基础上,详细分析了单平方根算子李代数深度积分存在的问题,利用改进的算法对单平方根算子进行大步长延拓,计算其李代数积分和指数映射,得到地震波走时的解析表达式.对方法改进前后李代数积分象征中系数校正情况和线性横向变速介质中走时的计算误差进行了对比,数值算例表明,改进后的方法收敛更快,减少了计算时间且提高了计算精度.     

非线性插值地震射线追踪方法

针对走时线性插值法(LTI)的计算精度问题,利用非线性插值替代传统的线性插值。该方法利用边界上多个节点的走时,使得插值误差减小,从而提高整体边界网格离散点走时精度,同时保留LTI所具有快速、全局性的优点。数值模拟结果表明,非线性插值算法比LTI算法精度高,可以追踪包括直达波、折射波、透射波等多种射线路径,适合速度突变模型。     

井间地震层析成像初始速度模型

地震直达波走时层析成像可归结为求解一个大型的、稀疏的、常常是病态的线性方程组.求解方程组常用的迭代法,需要一个比较合理的初始猜测解,也即是初始速度模型.初始模型关系到反演的效率甚至成像的正确性.本文在前人研究基础上提出一种生成模型网格节点初始速度方法,假定震源到检波点路径为直线,记录每条射线穿过的单元和统计每个网格单元穿过的射线数目、自动拾取网格节点所在单元的数目等.实例中,由原始数学模型的正演旅行时资料生成节点初始速度模型,效果可以.最后,分别采用均匀模型和本文方法生成的初始模型进行迭代反演,通过比较,证实该自动生成节点初始模型的可行性和可靠性,并对存在的问题进行讨论和解释.     

使用双线性变换构造实时地震波形仿真滤波器的方法研究

介绍了直接使用双线性变换把模拟系统的传递函数转换为离散系统的传递函数,构造出由宽带数字地震记录,仿真出传统模拟地震仪器记录波形的递归滤波器的方法,从而使在线实时波形仿真成为可能。并通过比较利用实际宽带数字地震记录,分别采用频域仿真和本文算法构造的仿真滤波器仿真得到的波形,验证了本文算法的正确性。     

Interpretation of seismic reflection records: Direct calculation of interval velocities and layer thicknesses from travel times

In reflection surveys and velocity analysis, calculations of interval velocities and layer-thicknesses of a multilayered horizontal structure are often based on Dix's equation which requires the travel times at zero offsets and a prior estimate of the root mean squared velocities.In this paper a method is presented which requires only the reflection travel-time data. A set of equations are derived which relate the interval velocity and thickness of a layer to the reflection travel time from the top and the bottom of that layer, the offset distances and the ray parameter. It is shown that the difference of the offset distances and the difference of the picked travel times of any reflected rays with the same value of ray parameter from the top and the bottom of a horizontal layer can be used to calculate the interval velocity and thickness of that layer.     

基于交叉梯度交替结构约束的二维地震走时与全通道直流电阻率联合反演

在利用不同的地球物理勘探方法对地下复杂介质成像时,因观测系统的非完备性及数据本身对某些岩石物性的不敏感性,单独成像的结果存在较大的不确定性和不一致性.对于地震体波走时成像与直流电阻率成像,均面临着成像阴影区问题.对于地震走时成像,地震射线对低速区域覆盖较差形成阴影区,造成低速区域分辨率降低.对于电阻率成像,电场线在高阻区域分布较少,造成高阻区域分辨率较低.为了提高地下介质成像的精度,Gallado和Meju（2003）提出了基于交叉梯度结构约束的联合地球物理成像方法.在要求不同的物性模型拟合各自对应的数据同时,模型之间的结构要求一致,即交叉梯度趋于零.为了更有效地实现基于交叉梯度的结构约束,我们提出了一种新的交替结构约束的联合反演流程,即交替反演不同的数据而且在反演一种数据时要求对应的模型与另一个模型结构一致.新的算法能够更容易地把单独的反演系统耦合在一起,而且也更容易建立结构约束和数据拟合之间的平衡.基于新的联合反演流程,我们测试了基于交叉梯度结构约束的二维跨孔地震走时和直流电阻率联合成像.合成数据测试表明,我们提出的交替结构约束流程能够很好地实现基于交叉梯度结构约束的联合成像.与单独成像结果相比,地震走时和全通道电阻率联合成像更可靠地确定了速度和电阻率异常.     

上海及邻近地区Pb震相识别

收集2009年以来上海地区近震事件,并重新进行震相拾取。通过走时曲线、时频分析等识别震相的辅助手段,确认震相的可靠性。研究结果表明,上海地区地震的Pb波作为初至震相时,震中距约100 km;初至震相是Pb波时,地震波形类似于正弦波且周期较大。     

岩石临破坏前波速奇异变化的再研究

从实验上确证：岩石在主破裂前一瞬间，纵波速度升高甚至超过原最大值的两倍以上，纵、横波速比Vp/Vs升高甚至达2.5～3.0，之所以造成这种现象：对前一个原因是主破裂前有些张裂缝闭合，另一个原因是主破裂前微破裂急剧增多，在某一时刻同时发生几个小破裂，各检波器所记讯息可能不是同一事件。对后，P、S波的走时在破裂孕育过程中的下降--回升（相对变化量）并不同步而是P波的变化先于或大于S波也是重要原因。