地震体波斜入射情形下台阶地形引起的波型转换

本文首次对地震体波斜入射情形下竖直、倾斜台阶地形引起的波型转换进行了数值模拟，结果表明：地震波的斜入射会使台阶上角点引起更强的转换面波；转换Rayleigh面波最大振幅可达弹性半空间表面自由场位移的1.1倍左右。     

基于精细积分法的三维弹性波数值模拟(英文)

波动方程有限差分法是地震数值模拟中的一种重要的方法,对理解和分析地震传播规律、分析地震属性和解释地震资料有着非常重要的意义。但是有限差分法由于其离散化的思想,产生了不稳定性。精细积分法在有限差分法的基础上,在时间域采用解析解的表达形式,在空间域保留任意差分格式,发展成为半解析的数值方法。本文结合并发展了以往学者的成果,推导了任意精细积分法的三维弹性波正演模拟计算公式,并对其稳定性进行了数值分析。在计算实例中,实现了精细积分法二维和三维弹性波模型的地震正演模拟,对计算结果的分析表明,精细积分法反射信号走时准确,稳定性好,弹性波场相较于声波波场,弹性波波场成分更为丰富,包含了更多波型成分(PP-和PS-反射波、透射波和绕射波),这对实际地震资料的解释和储层分析有重要的意义。实践证明,该方法可直接应用到弹性波的地质模型的数值模拟中。     

二维地基波阻板隔振分析

本文采用了以薄层法层状半空间基本解答作为格林函数的边界元法,对均质弹性半空间和层状半空间中二维波阻板隔振设计进行了详细的参数分析。分析结果表明,均质弹性半空间和层状半空间内采用波阻板隔振均可取得较好的隔振效果;应保证波阻板具有合理的宽度和较小的埋深,才能得到理想的隔振效果;同时增加波阻板的厚度和模量是提高隔振效果的最有效的2种措施;此外,分层性对波阻板隔振效果也具有一定的影响。     

新丰江6.1级水库地震前后的波速比变化

广东省新丰江水库区于1962年3月19日发生6.1级地震。本文分析了1961年以来十四年间,特别是主震前后纵、横波速比V_p/V_s的变化过程。结果表明:波速比V_p/V_s在主震前出现了明显的负异常,总异常时间约为十一个月,于震前一个半月返回正常值,在主震震源附近的深水峡谷区异常幅度最大,异常时间和空间范围比一般构造地震的要小.后期几次强余震前也有异常变化。虚波速度在主震前存在某些异常特征。上述波速比的变化可以用扩容模式较好地解释。 波速比值是由两个台站的记录得到的。对虚波速度的计算采用了联合地震参数的方法。     

二维超声物理模拟的波场快照实现

本文基于二维模型的超声地震物理实验,提出了二维地震波场快照的获取方法,并得到了均匀半空间和横向非均匀半空间模型的二维波场快照.以两种模型的实验观测和处理后数据绘制的波场快照以及近自由表面记录的瑞利面波的频散特征,与对应的二维数值模拟的结果对比,二者具有很好的一致性,验证了超声技术模拟波场快照方法的可行性和可信性.研究结果表明,本文提出的物理模拟方法具有直观地揭示二维复杂介质中全波震像的时空响应特征的优势.此外,比较于基于动态光弹法对实验材料的透明性限制,该方法可适用于目前超声模型实验中的所有模型材料,故其在超声物理实验中具有很好实际应用价值.     

地中海直布罗陀海峡附近内孤立波的地球物理特征

本文主要利用地震海洋学方法研究地中海直布罗陀海峡附近内孤立波的结构特征,此处内孤立波为第一模态下沉型,为中幅度和大幅度内孤立波,垂向振幅最大可达74.5m,振幅随深度增加呈增大趋势,传播速度随振幅增大而增大,可以确定“真”最大振幅位置位于密跃层附近.由于类多普勒效应和孤立波与测量船之间存在夹角的原因,从地震剖面上得到的为视半高宽参数,需要进行校正后才能得到比较真实的半高宽参数,校正后半高宽最高可达到1721.8m,但是校正后的半高宽与理论结果有些差距,这可能与内孤立波的发育稳定程度有关.随着内孤立波包不断向东运动,整体波宽变大,垂向速度变小.本文将地震海洋学方法拓展应用于地中海区域内孤立波分析,进一步证明了利用地震海洋学方法研究海水运动的可行性.     

2004年内蒙古Ms5．9地震异常分析

以2004年内蒙古东乌珠穆沁旗Ms5．9地震为研究对象,对震中区域的地震活动参量b值进行时间扫描计算,Ms5．9地震前b值表现为高值回落;在选取的时空范围内,计算出震中区域平均波速比和地震空间相关长度,Ms5．9地震前波速比变化过程为下降一持续低值一回升发震,地震空间相关长度在震前趋势性上升,分析认为：可以把波速比的和地震空间相关长度的震前变化规律作为同一区域未来地震的预测依据。     

强震极震区地震作用的定量评估问题

极震区地震作用的预测与震源区周围岩石半空间中非线性波强度的评估有关。作为弹性波（地震波）辐射源产的震源之形式参数对于工程地震学的目标来说是不足够的。本文详细地研究了在震源的非弹性应变区中岩石的特性。根据实际资料和理论的综合分析,得到了弹塑性波的强度与折合距离的关系式,确定了震源非线性应变区的相对范围,证明了作为弹性波辐射源的震源是一个椭球体,确定了椭球体的尺度及其与平均半径Ｒ０的相关关系。Ｒ０被看     

基于相移和相位滤波的面波压制方法（英文）

三维地震空间采样间隔偏大造成面波往往存在假频,给面波压制方法带来困难。本文提出对地震记录进行线性相移处理,解决假频面波与有效信号FK_XK_Y域混叠的问题;通过相位滤波和FK_XK_Y滤波逐次衰减面波能量,对存在空间假频的面波能量具有较好的压制效果。理论模型数据和实际数据处理表明:基于相移和相位滤波的面波压制方法能够消除面波及其假频能量,同时保护了有效信号低频能量。     

壳-幔过渡带首波传播特征

上地幔速度结构是影响Pn波几何衰减特征的主要因素,本文利用合成理论地震图方法,研究了壳-幔过渡带速度梯度对Pn波几何衰减特征的影响.结果表明,Pn波的衰减特征对上地幔的速度梯度十分敏感,如：1000 km处Pn波的振幅,在相当于将均匀上地幔经展平变换后的等效速度梯度(0.0013 s-1)模型下,约为在半无限空间上叠加一层的简单模型下的10倍;当震中距大于某一距离后,具有速度梯度模型下的Pn波振幅随震中距衰减的速度明显小于无速度梯度的半无限空间模型下Pn波振幅的衰减速度,速度梯度越大,衰减速度越慢,在某一距离范围内,振幅甚至有增大的趋势;当存在速度梯度时,Pn波的几何衰减随频率而变化.上述结果对深入理解Pn波在区域震中距范围内的衰减规律提供了理论依据.     

P-SV波斜入射时成层半空间自由场的时域算法

刘晶波和王艳提出了一种弹性水平成层半空间中平面P-SV波斜入射时平面内自由波场时域计算的一维化有限元方法,该方法采用黏性人工边界条件近似地模拟下部基岩半空间的辐射阻尼,可导致平面P-SV波以大角度入射时自由场计算精度降低.本文提出一种精确模拟基岩半空间辐射阻尼的人工边界条件.由于基岩半空间中外行波是传播方向已知的平面P波和SV波,利用弹性介质的应力-位移本构关系建立了人工边界处应力与速度的阻抗边界条件;采用该人工边界条件替代黏性边界条件,改进了P-SV波斜入射时成层半空间自由场的时域算法.数值试验表明,与采用黏性边界条件的自由场算法相比,改进方法具有更高的计算精度,其计算结果与理论解吻合更好.     

2003年内蒙古巴林左旗—阿鲁科尔沁旗5.9级地震测震学指标异常分析

2003年8月16日,在内蒙古巴林左旗与阿鲁科尔沁旗交界处发生MS5.9地震。以本次地震为研究对象,结合震中区地震地质背景,从地震活动性和震害分布特征两个方面进行了分析。根据b值、波速比(VP/VS)和地震空间相关长度在震前的变化,探讨了地震前震源区地下介质体的演变过程,并对此次地震的孕震过程做出了初步推断。本次地震前波速比和地震空间相关长度的变化规律对该区域未来中强地震预测有一定借鉴意义。     

瞬态多道瑞利面波实验中的模型尺度影响

在瞬态多道瑞利面波实验室研究中,通常使用的有限尺度模型与实际半无限空间介质存在很大的差异.本文基于三维有限元数值模拟技术对实验室有限尺度模型中激发的声波波场进行了数值模拟,研究和分析了模型有限尺度的瑞利面波波场特征,以及模型侧边界影响对利用瞬态多道瑞利面波地震记录拾取频散曲线的干扰特征.研究表明,来自平行观测排列两侧边界面的反射面波是拾取速度频散曲线主要的干扰因素,模型的半宽度至少应近于或大于实验激发波场的主波长一个量级条件下(5~10倍),该反射面波的干扰可以通过常规面波处理流程消除.此外,本文还研究和提出了在不改变模型尺度硬件条件下,应用τ-p变换分离波场方法可有效消除模型尺度影响.本文最后以一模型实验实例,验证了本文提出的问题和解决方案的可行性.     

基于表层多次波数据的近道地震数据插值方法研究(英文)

本文提出基于原始含表层多次波数据实现叠前共炮集地震数据插值。相对于利用相邻道的信息变换或外推插值用于缺失的地震数据重建,本文方法利用表层多次波数据互相关构建准一次波,将蕴含在表层多次波数据中的,而在采集记录中表现为缺失的近炮检距信息提取出来,并在滑动时间空间窗内采用最小二乘匹配滤波和均方根振幅校正方法进行准一次波校正而后用于数据插值重建。本文方法适用于表层多次波比较发育,同时又存在数据缺失尤其是近炮检距数据缺失情况。方法易于实现,不需多次波和一次波的提取,利用多次波中蕴含的信息实现缺失的地震数据弥补,为含有表层多次波的数据进行近炮检距地震信息的插值重建提供了一个很好的思路。     

SH波入射时凸起场地的地形和土层放大效应

基于间接边界元法,首先采用Ricker波作为输入波,分别研究了SH波入射时均匀半空间凸起场地、两侧含覆盖土层的岩质凸起场地、匀质土质凸起场地、异质土质凸起场地的波传播特征,同时比较了凸起地形与土层对Ricker波的放大效应,研究表明,覆盖土层能增强场地对地震动的散射和反射效应并延长地震动持时,土层对地震动的放大效应比凸起地形对地震动的放大效应更为显著。在此基础上进一步以Taft波、El Centro波和天津波作为输入地震动,研究了异质土质凸起场地的地震响应,就本文所考虑的模型而言,这3种地震动输入下得到的凸起场地对地表加速度反应谱峰值的放大幅度分别为102.9%、149.9%和186.7%,大大高于建筑抗震设计规范中为考虑地形效应而对水平地震影响系数最大值进行增幅的取值。     

一种改进的Wiggins地震面波频散正演方法

本文对Wiggins方法提出两点改进,(1)半空间本征函数选为四个特定的指数函数的线性组合。(2)用求系数向量的基础解系的方法处理边界条件。改进后的方法比较合理,而且适用于各种纵向变速介质的地震面波频散和偏导数的计算。     

斜入射平面SH波在层状半空间中沉积谷地周围的三维散射

采用直接刚度法计算自由场动力响应,以层状半空间中移动斜线均布荷载动力格林函数模拟散射波场,采用间接边界元方法求解了层状半空间中沉积谷地对斜入射平面SH波的三维散射问题.由于文中采用的层状场地三维动力刚度矩阵是精确的,且用于模拟散射波场的均布移动斜线荷载可以直接施加在沉积交界面处而不存在奇异性,所以本文方法具有很高精度.文中以均匀半空间和基岩上单一土层中沉积谷地对入射SH波的散射为例进行了数值计算,研究表明,沉积谷地对地震波的三维散射与二维散射之间存在本质差别;层状半空间中沉积谷地与均匀半空间中沉积谷地附近地表位移存在显著差异.     

峰谷平均法及其在计算浅源合成地震图中的应用

为了计算在震源和接收点深度相同或相近情况下分层半空间介质中的合成地震图,在重复平均法的基础上加以改进,提出一种有效的数值积分方法--峰谷平均法.根据被积函数的变化特点,将波峰和波谷值抽取出来组成慢收敛序列,利用重复平均法快速而准确地求出其极限值.与半解析方法相比,本文方法不仅数学处理上非常简单,而且易于数值实现.数值试验表明,本文方法是准确和高效的.     

河套地震带Pg波速度过渡区的地震空间相关长度幂律变化

基于Pg波速度反演和地震重新定位, 运用单键群算法对Pg波速度过渡带的地震空间相关长度进行了幂律拟合分析． Pg波速度反演结果表明, 其速度的横向变化表现出构造相依的特征, 速度高低与地壳厚度呈正相关, 并在包头—西山嘴凸起和岱海凹陷两个区域形成Pg波速度过渡带． 利用重新定位的地震数据计算了这两个速度过渡区的地震空间相关长度, 结果显示其幂律拟合曲线均呈一定的增长趋势, 表明2008年以来两个Pg波速度过渡区域的应力作用不断集聚、 增强, 断层有逐步进入协同化阶段的可能, 加之速度过渡带通常是地壳运动强烈区域, 未来将成为孕育中强地震的有利场所． 在有效控制定位误差的条件下, 重新定位可以明显减小地震空间相关长度的离散形态, 提高计算精度．      

层状半空间中洞室对平面SH波的放大作用

利用间接边界元法,求解了弹性层状半空间中洞室对入射平面SH波的放大作用问题,并以基岩上单一土层中洞室对入射平面SH波的放大作用为例进行了数值计算分析。本文模型的特点之一是考虑了层状场地的动力特性,因而更接近于实际工程;特点之二是计算精度非常高。研究表明,层状半空间中洞室对波的放大作用与均匀半空间中情况有着本质的差别;层状半空间中洞室附近地表动力响应由土层动力特性和洞室对波的散射二者共同决定。土层动力特性不仅影响洞室附近地表位移的幅值,还会影响地表位移的频谱。在土层的前几阶共振频率附近,随着基岩与土层剪切波速比的增大,土层的影响随之增大,而随着土层厚度的增加,土层的影响随之减小,并逐渐趋于均匀半空间情况。