提取视震源时间函数的PLD方法及其对2005年克什米尔MW7.6地震的应用

通过重构用于确定视震源时间函数有效持续时间的判别函数,对提取视震源时间函数的PLD方法进行了改进;利用合成资料和实际资料,验证了改进后PLD方法的可行性和稳定性.将PLD方法应用于2005年克什米尔M_W7.6地震及其11个余震的1887条记录,在84个台站处获得了这次地震的视震源时间函数.分别平均从不同台站的P波、S波、Rayleigh波和 Love波中得到的视震源时间函数,获取了主震的平均视震源时间函数.对视震源时间函数的分析表明,2005年克什米尔M_W7.6地震的持续时间大约为25 s,这是一次“急始型”地震,总体上表现为圆盘形破裂.但有迹象表明,破裂在初期有向西北方向发展的单侧传播趋势.     

提取视震源时间函数的PLD方法及其对2005年克什米尔Mw7．6地震的应用

通过重构用于确定视震源时间函数有效持续时间的判别函数,对提取视震源时间函数的PLD方法进行了改进;利用合成资料和实际资料,验证了改进后PLD方法的可行性和稳定性.将PLD方法应用于2005年克什米尔Mw7.6地震及其11个余震的1887条记录,在84个台站处获得了这次地震的视震源时间函数.分别平均从不同台站的P波、S波、Rayleigh波和Love波中得到的视震源时间函数,获取了主震的平均视震源时间函数.对视震源时间函数的分析表明,2005年克什米尔Mw7.6地震的持续时间大约为25 S,这是一次"急始型"地震,总体上表现为圆盘形破裂.但有迹象表明,破裂在初期有向西北方向发展的单侧传播趋势.     

利用视震源时间函数反演尼泊尔M_S8.1地震破裂过程

以2015年4月26日MS7.1余震为经验格林函数事件,利用全国和全球的宽频带记录提取了2015年4月25日尼泊尔MS8.1地震的P波视震源时间函数和Rayleigh波视震源时间函数,并通过联合反演这些视震源时间函数获得了这次地震的时空破裂过程图像.无论是P波视震源时间函数还是Rayleigh波视震源时间函数都呈现出很强的方位依赖性,表明震源断层具有相当的尺度且破裂朝东南方向扩展.时空破裂过程图像清楚地证实了这一特征,并更清晰地显示,破裂几乎是纯粹的单侧破裂,从破裂起始点开始,沿断层面向东南方向扩展~100km,同时沿断层面向深部扩展~80km,形成~125°的破裂优势方向和~5.8m的最大位错.地震的破裂时间历史相对简单,呈非间断性扩展,持续时间约50s.     

含衰减地层微地震震源机制反演及其反演分辨率

微地震震源机制的反演对于非常规油气开发具有至关重要的作用.微地震信号主频高、能量小,容易受地层吸收衰减作用的影响使其波形发生畸变,本文提出了一种考虑地层吸收衰减作用的微震源机制反演方法,并利用费雷谢偏导矩阵的SVD分解(特征值分解)方法,分析研究了地层的吸收衰减因子的变化对于微地震震源机制反演分辨率的影响,根据理论计算给出了不同地震数据对各种震源机制反演的适用条件.理论计算证明,采用直达P波和S波数据联合反演震源的T值,单独利用直达P波反演震源的k值,可以有效降低地层吸收衰减作用对反演结果的影响.     

基于新的惩罚因子算法的波场重构反演

全波形反演是一种高精度的反演方法,其目标函数是一个强非线性函数,易受局部极值影响,而且反演过程计算量较大.波场重构反演是近几年提出的一种改进的全波形反演理论.该反演方法通过将波动方程作为惩罚项引入到目标函数中,通过拓宽解的寻找空间减弱了局部极小值的影响,而且反演过程不需要计算伴随波场,提高了计算效率.但该反演方法一直缺少准确的惩罚因子算法,直接影响到该方法的准确度.本文将波场重构反演拓展到时间域并利用梯度法进行波场重构.频率域的惩罚因子用来加强波动方程的约束,而时间域惩罚因子表现为调节模拟波场和实际波场的权重因子.为此,我们根据约束优化理论,在波动方程准确以及重构波场与反演参数解耦的假设下,提出以波动方程为目标函数的新的惩罚因子算法.根据波形反演在应用时普遍存在的噪音干扰、子波错误和低频信息缺失的情况下,应用部分Sigsbee2A模型合成数据对本文提出的算法进行实验.数值实验结果表明：基于新的惩罚因子算法,在其他信息不准确的情况下,波场重构反演可以给出高精度的反演结果.     

2013年7月22日甘肃定西地震的震源破裂过程

北京时间2013年7月22日上午7:45分,甘肃省定西市岷县、漳县交界地区(34.5°N,104.2°E)发生了里氏6.6级地震,引发山体滑坡等地质灾害,造成了严重的人员伤亡和经济损失.本研究基于有限断层模型反演方法,利用远震P波数据(2 Hz)和SH波数据(1 Hz)反演得到了此次地震的震源破裂过程.其中,为了对数据的高频信息进行分析,我们改进了传统的震源时间函数,采用混合震源时间函数(包含高频和低频信息)对地震震源进行描述.研究发现,通过改进的震源时间函数,反演过程中数据的高频信息得到了很好的解释,反演结果与观测波形的拟合效果更好.从反演结果来看,此次地震的破裂分量主要以逆冲方式为主,起震深度在6 km左右;在起始破裂处有最大的滑移量,最大滑移量在0.65 m左右,此次地震释放的标量地震矩为1.3×10~(18)N·m,相当于矩震级为Mw6.1.根据滑动分布推断此次地震的主要应力降发生在震源附近,平均应力降约为1.5 MPa,应力释放相对较小.     

P波极性数据所揭示的台湾地区三维应力结构的初步结果

采用综合震源机制方法,利用503393个P波极性数据反演了台湾地区的三维应力结构.对于给定点,根据该点及邻近区域地震的所有P波极性数据采用地震综合震源机制进行估算,P波极性数据的权重由高斯距离函数给定.该方法可以采用大量P波极性数据,包括不能确定单个地震震源机制的P波极性数据.与传统的震源机制确定应力场的方法相比,该方...     

2014年四川康定双震震源的勒夫波分析

2014年11月22日在四川省康定县发生了M_S6.3地震(M1),3天后几乎在同一地点又发生了M_S5.8地震(M2),本文称其为"康定双震".首先,利用逆时成像技术对康定双震以及用作经验格林函数事件的一次M_L4.8地震(G1)进行了重定位,并利用广义极性振幅技术反演了三次地震的震源机制;然后,借助于G1的记录,利用经验格林函数技术分别提取了M1和M2的勒夫波视震源时间函数,并利用视震源时间函数的方位依赖性分析了M1和M2的优势破裂方向;最后,利用视震源时间函数反演方法反演了M1和M2的震源破裂过程.重定位结果表明,G1与M1和M2震源位置比较接近,分别相距~40 km和~50 km.震源机制反演结果表明,G1与M1和M2具有类似的机制,均为陡倾角左旋走滑.视震源时间函数的方向性分析表明,M1的破裂优势方向为276°,而M2的破裂优势方向为336°.破裂过程反演结果表明,M1持续时间~11 s,主要破裂区沿断层面朝北西以及浅表拓展,最大位错~0.52 m;M2持续时间~7 s,破裂区沿着断层面也朝北西以及浅部拓展,最大位错~0.33 m.     

2009年4月6日意大利拉奎拉(L′Aquila) MW6.3地震的破裂过程——视震源时间函数方法与直接波形反演方法比较

通过对视震源时间函数方法和直接波形反演方法在意大利拉奎拉（L′Aquila）M_W6.3地震破裂过程反演中的应用,分析比较了两种方法的特点.视震源时间函数结果表明,这次地震的破裂过程由两次子事件组成,其中第二次子事件的多普勒效应显著,表明破裂主要朝震中的东南方向传播.分别采用视震源时间函数方法和滑动角固定以及滑动角可变的直接波形反演方法对拉奎拉地震时空破裂过程进行反演所得到的结果一致表明：断层面上有两块滑动量集中的区域,分别位于震源处和沿走向（132°）方向距震源5~10 km处,最大滑动量分别约为1.2 m和1.0 m.破裂持续时间约为9.5 s.最大滑动速率达0.6~0.7 m/s,快速的破裂和上盘-下盘效应导致了拉奎拉城的严重破坏.     

基于粒子群优化算法和F分布的微震源三步定位方法

微震源定位问题是页岩气勘探、矿山微震研究的重要内容之一。为减小微震定位误差、解决粒子群算法求解微震源反演模型不稳健的情况,采用线性定位法、Geiger法、粒子群优化算法等组成的三步反演法进行微震源定位求解,并研究了粒子群优化算法随机粒子分布类型等对定位结果的影响。第一步,建立线性定位方程组,求解得到初始震源近似解,将其作为Geiger法的初值,计算得到第一步震源近似解结果;第二步,结合第一步定位结果和阈值,设计循环判定准则,执行PSO算法的多次循环,直至达到最大迭代次数后停止,得到第2步的震源近似解;第三步,重复执行第二步若干次得到近似解集合,利用质心法得到最终结果。研究结果表明：三步反演方法相对于单一遗传算法、模拟退火算法或者粒子群算法的定位精度更高,算法更加稳健;群体优化算法的参数对定位效果影响较大,基于F分布的PSO算法更加适合微震源定位,相对于传统正态分布和均匀分布,具有更快的定位求解速度和更精确的定位结果;微震源的三步反演方法在矿山微震源定位精度和算法稳健方面有一定参考价值。     

团体粒子群与最大能量串行融合算法转换波静校正

估计转换波的静校正量是一个复杂的非线性问题,常规的线性静校正方法无法取得好的效果.粒子群算法是一种很好的非线性全局最优化方法,但其缺点是"早熟"现象严重.最大能量法是一种常规求取静校正量的方法,局部寻优能力强且收敛速度快是其优点,但是当地震记录含有大的静校正量时易收敛于局部极值.本文在标准粒子群算法的基础上发展出了一种改进的粒子群算法:团体粒子群算法.并且通过对Rastrigin函数的寻优实验证明了其全局寻优能力优于标准粒子群算法.同时为了解决转换波静校正问题串行融合了团体粒子群算法和最大能量法.最后,建立了含一个水平反射层的模型并合成地震记录,加入随机值作为检波点静校正量.对合成的地震数据分别利用团体粒子群和最大能量的串行融合算法、标准粒子群算法和最大能量法求取静校正量并进行静校正.结果证明串行融合算法得到的静校正量与理论值误差很小,静校正后的叠加剖面连续性较好.     

利用时移层析成像方法揭示与2014年云南鲁甸MS6.5地震有关的P波速度变化

基于双差层析成像的时移层析成像方法能够获得不同时间段之间的地下介质的速度变化,且不同的数据分布和质量对结果影响较小.在本研究中我们使用云南地震区域台网所记录到的P波绝对到时及相对到时数据,利用时移层析成像方法得到了2014年鲁甸M_S6.5地震发生前后震源区高精度的P波速度变化的时空分布.结果表明:2014年鲁甸地震发生后,震源区同震期P波速度下降,但没有下降至最大,而是在震后1—4个月内下降至最大,接着P波速度开始上升,震源区开始愈合,愈合过程从浅层逐渐发展至深层,逐渐恢复至震前水平.同时发现在空间上P波速度变化与余震分布变化相一致,鲁甸地震同震应力变化与速度变化之间也有较好的一致性,所以认为地震引起的应力变化是造成鲁甸地震速度变化的一个重要原因,余震的动态和静态应力造成了震源区介质物理属性的改变从而影响了P波速度的变化.     

基于遗传算法的广义回归神经网络在地震预测中的应用

提出了利用基于遗传算法结合广义回归神经网络（GRNN）进行地震预测的新方法。利用遗传算法的全局搜索能力、不易陷入局部极小点等优点来优化GRNN的径向基函数中心、宽度以及输出层的权值,使得计算结果全局最优。在实际地震数据中选取了100组样本数据进行仿真实验,并利用MATLAB进行仿真。仿真结果表明,本文提出的方法具有较高的精度和一定的理论指导意义。     

BFA-CM最优化测井解释方法

最优化测井解释方法能充分利用各种测井资料及地质信息,可以有效地评价复杂岩性油气藏.优化算法的选择是最优化测井解释方法的关键,影响着测井解释结果的准确性.细菌觅食算法(BFA)是新兴的一种智能优化算法,具有较强的全局搜索能力,但在寻优后期收敛速度较慢.复合形算法(CM)局部搜索能力极强,将其与BFA算法相结合构成BFA-CM混合算法,既提高了搜索精度又提高了搜索效率.利用BFA-CM最优化测井解释方法对苏里格致密砂岩储层实际资料进行了处理,计算结果与岩心及薄片分析资料吻合得很好.     

利用多台P波到时估测震中算法及程序

通过基于COM组件的VB与Matlab混合编程途径,实现已知区域P波速度条件下利用多台P波到时估测震中位置算法程序化,使用发现,该程序具有运行界面友好、速度快及对网内和网缘地震定位精度较好的优点.     

基于PCA-PSO-SVM的地震死亡人数预测模型研究

为准确预测地震死亡人数,提出了基于主成分分析法(PCA)和粒子群算法(PSO)优化的支持向量机(SVM)模型。首先利用主成分分析法对地震死亡人数7个影响因子中的6个进行数据降维,同时对第7个发震时刻因子单独进行区间分类,然后对提取出的主成分进行归一化处理,将归一化的主成分数据作为支持向量机的输入向量,通过粒子群算法寻优获得最优支持向量机模型参数,最终建立基于PCA-PSO-SVM的地震死亡人数预测模型,并对5组样本进行死亡人数预测,同时对比分析包含和不包含发震时刻因子的2种情况下的模型预测效果。结果表明:在不考虑发震时刻因子的情况下,使用PCA-PSO-SVM模型的最小误差、最大误差和平均误差分别为0.85%、20%、10%,其平均误差相比PSO-SVM、SVM模型分别降低2.08%、2.28%;输入向量加入发震时刻因子分类数据后,PCA-PSO-SVM模型的最小误差、最大误差和平均误差分别为0.25%、20%、7.18%,其平均误差相比PSO-SVM、SVM模型分别降低3.34%、3.50%。因此,加入发震时刻因子后3种模型的平均误差明显降低,同时由于PCA-PSO-SVM模型进行主成分降维处理,能够明显提高运行效率和预测精度,故降低了模型复杂度。     

利用DE算法反演地壳速度模型和地震定位

利用差异演化（Differential Evolution）非线性全局优化算法,设计了一种反演地壳速度模型和进行地震定位的方法,并给出了反演结果的具体分析.利用有限差分算法计算速度模型的走时场,可以节省大量的计算量,加快计算过程.反演得到的地壳速度模型和地震的震源参数可以直接用于地震层析成像研究,还可以利用地震层析成像得到的三维速度结构对地震重新定位,从而得到较为精确的震源参数.地壳速度模型的反演方法也可以用于三维速度结构的反演.     

利用震源扫描方法计算2008年大柴旦6．3级地震震源破裂过程

2008年11月10日在青海大柴旦地区发生Ms6．3级地震。运用甘、青区域数字地震台网观测资料,采用震源扫描方法对此次地震进行亮度函数归一化扫描分析研究,得到研究区域内分层归一化亮度函数的空间成像结果,最大亮度空间分布与青海省野外考察结果基本吻合。震源扫描方法不需要计算理论地震图,利用包括相对振幅和到时在内的波形信息,无需事先假定震源的几何参数,最大限度地利用波形数据信息,得到地震的整个空间分布,提高了获取中强地震震源运动空间分布信息的速度为震后快速趋势判定、应急救援提供技术支持。