F-K分析在上海地震台阵建设中的应用

利用F K分析处理地震台阵数据 ,进行地震波场分析 ,按频率分量、速度矢量来分解几乎同时到达台阵的信号 ,识别不同慢度的波 ,有助于地震波类型鉴别研究 .主要讨论了F K分析具体实现的方法和如何应用于上海地震台阵的选址与建设     

地震学百科知识(十二)——地震波散射

正广义地说,由地球介质的任何三维非均匀性引起的地震波场畸变均可称为地震波散射。不过,通常地震波散射是指由地球小尺度(与波长相比)非均匀性引起的、不适合用射线理论(几何射线)研究的地震波场畸变现象。例如,波场传播方向的偏折和分裂,P波和S波的相互转换,地震尾波的产生,地震波的走时和振幅横跨观测台阵的随机起伏变化等。1地球介质的不均匀性及地震波散射随着对地球结构认识的深入,经典的球     

北京及其邻区Q值分布特征的研究

地震波通过地球介质时,由于实际介质並非完全弹性,因此,地震波的振幅除了因波阵面的几何扩散而减少外,还有因介质内摩擦等因素造成的吸收而使地震波的振幅随距离而减小。研究地震波在地球介质中的衰减特性,对研究震源本身及其周围环境都很重要,归纳起来有以下几方面的意义: 1.用于解决一系列与地震波在实际地球介质中传播有关的地震问题;     

基于台阵记录的局部场地条件地震动效应分析

基于自贡西山公园山体地形影响台阵和唐山响堂土层场地台阵的地震动记录, 采用互相关分析、 相干系数分析、 傅里叶谱比法和考虑相干系数的傅里叶谱比法, 对比研究了山体地形和土层场地两种局部场地条件对地震动的影响。 结果表明, 局部场地条件下的地震动效应与地震波的频率成分相关。 低频地震波由于其波长较长, 易于穿过土层场地和山体地形发生衍射, 从而导致二者地震动显著相关, 但二者在该频段的地震动场地效应差异不大; 较高频率的地震波由于其波长较短, 更容易受土层场地条件和山体地形条件的影响, 造成二者地震动场地效应差异显著。 此外, 由于山体顶部的尺寸变小, 低频长波长地震波容易在该位置发生衍射, 导致山顶周边测点的地震动相关性增加, 而较高频率的地震波则容易引起山顶局部场地发生共振效应。 山体地形上相邻位置的地震动差异一般较大, 相关性较低, 这与山体地形不同位置的几何形状对较高频率的地震波影响有关; 山底基岩的地震动受山体地形的影响较小, 该位置的地震动效应机制尚需作进一步研究。      

倾斜界面中反射波走时计算

对于平层界面和倾斜界面的反射地震波,基于射线理论,采用波动方程进行数值模拟;使用Matlab软件,编写2种界面不同倾角、不同震中距时反射地震波走时程序,绘制走时曲线,分析地震波的传播特点,为研究地震波在地球内部的传播路径提供参考。     

倾斜界面中反射波走时计算

对于平层界面和倾斜界面的反射地震波,基于射线理论,采用波动方程进行数值模拟;使用Matlab软件,编写2种界面不同倾角、不同震中距时反射地震波走时程序,绘制走时曲线,分析地震波的传播特点,为研究地震波在地球内部的传播路径提供参考。     

上海地震台阵观测系统的建立

介绍了上海地震台阵观测系统，该观测系统是由地震台阵、佘山数据中心、上海信息中心等部分组成，对各部分的功能及设备系统结构作了较为翔实的分析，并简要描述了台阵数据处理软件系统。上海地震台阵投入并网运行后表明，从根本上改善了地震波形、特别是远震波形的记录，并从总体下提出了上海地震台网的地震综合监测能力。     

上海佘山地震台阵远震记录的压缩感知分析

将压缩感知方法应用于上海佘山地震台阵远震定位,对于该台阵记录的M_S 5.5以上全球地震事件,根据震级大小、地震波走时、事件分布,筛选得到45个远震事件记录,采用分析压缩感知及传统方法,计算最优反方位角和慢度值,发现压缩感知方法在地震台阵的远震定位中表现良好;对于震相较为复杂的地震,在求取能量最大及超过最大能量95%以上的点,得到最终源信号,也就是震源位置,压缩感知方法具有更高的分辨率。     

海拉尔CTBTO地震台阵下方小尺度非均匀体研究

利用国际禁核组织在海拉尔布设的小孔径地震台阵的16个深远地震波资料,分离出了P波波场中不相干的尾波.频率域中对波场扰动的研究表明,在0.5～3.0 Hz的频率范围内,观测到的波场扰动可以利用P波在随机介质中的散射进行解释.不同远震事件得到的稳定结果表明,在该台阵下方34 km厚的地壳和110 km厚的岩石层中可能存在相关长度为2.0～7.4 km的散射体.     

品质因子的尾波测定方法讨论

品质因子是定量刻画地震波传播过程中能量衰减情况的特征参数.理论上可根据观测台站记录的具有相同射线路径的地震波尾波品质因子的时间动态变化特征来探讨其与地震孕育过程间的关系,但实际上由不同地震的尾波测量得到的品质因子对应于不同的地震波射线路径,品质因子的时间变化除了与区域应力场的变化因素有关以外,还与区域介质的横向和纵向非弹性程度和散射波波阵面围成的椭球体的范围有关.本文根据前人研究结果并结合具体实例讨论了品质因子与地震震源距及不同流逝时间的关系;讨论了品质因子与频率变化的关系;提出了对不同地震采用不同流逝时间的尾波测定品质因子的方法.改进后的品质因子测量方法可有效去除由于不同地震或同一地震的地震散射波在纵向介质中穿透深度的不同而导致的对品质因子测量结果的影响,从而有利于捕捉到品质因子的异常变化特征与地震孕育过程的关系.     

频率-波数域方法的发展及其在台阵数据分析中的应用

频率-波数域分析(Frequency-wavenumber analysis,简称F-K analysis)是一种常用的台阵数据处理方法,在地震学等领域具有良好的应用效果。本文通过介绍F-K分析的基本原理及各种改进的F-K分析方法,并结合实例综述了其在台阵数据分析中的几种应用,包括检测微弱信号源、分析噪声特征、提取面波频散曲线、台阵设计这4方面;通过对这些研究的回顾,本文总结了该研究领域的新进展及需要注意的问题,并对F-K成像新的应用前景进行了分析和展望。     

上海地震台阵的F-K分析

频率－波数（F－K）谱分析是地震台阵数据处理基本方法之一。采用该分析方法，可以从地脉动背景中提取有用的地震信号，提高地震的定位精度。本文列举了F－K功率谱的不同计算方法，并将该方法应用于上海地震台阵所记录的地震事件。对地震和地脉动的F－K分析结果得出，地震的方位角和慢度值分别对记录长度的分布呈线性特征，而地脉动的方位角和慢度值则呈不规则分布。     

应用微动H/V谱比法和台阵技术探测场地响应和浅层速度结构

为了快速而且廉价地获取北京市详细的场地响应和浅层速度结构,应用于地震动模拟和地震灾害预防,我们开展了微动观测技术和处理方法研究.本文利用2007年夏季北京五棵松地区进行的几个微动观测实验数据,使用单台H/V谱比法分析场地的卓越频率及其对应的放大系数,并对比了不同地震仪和观测时间对H/V曲线的影响;应用高分辨率F-K频谱分析方法从微动台阵数据中得到Rayleigh波的频散曲线并使用邻域算法反演出浅层速度结构.H/V结果表明该地区卓越频率在2.1～2.2 Hz之间,对应的放大系数下限约为3;利用微动H/V方法得到的场地卓越频率具有较高的稳定性.微动台阵反演结果给出了比较合理的波阻抗界面深度和层平均速度结构,认为地下80多米处的波阻抗界面是决定场地卓越频率和其场地放大系数的主要界面.本研究表明微动技术应用于评估城市地震场地响应和浅层速度结构是可行且易于实施的.     

VTI介质中地震波反射波合成记录的方法研究

在向向异性介质中，由于地震波的相速度和群速度有较大差异，相角和群角不同，相速度、群速度及群角相与角之间的关系比较复杂，因此与各同性相比较，计算地震波相速度，群速度及群角就更加困难，其合成地震记录的难度也就之增大，本文根据VTI（具有垂直对称轴的横向各向同性）介质中地震波的运动学特征，应用射线追踪方法，计算了VTI介质中的地震波的旅行时，并合成了反 地震记录，这为反射地震波的旅行时及速度分析提供了基础。     

串联F-K加相移插值法偏移

本文介绍的偏移成像方法为递归F-K法、相移插值法及串联偏移技术的有效结合,简称CFPI法.该方法中,波场外推采用相移插值法中递归向下延拓方式,而每一延拓层间的成像则用文中给出的常速F-K加剩余速度F-K偏移,通过与横向速度变化有关的插值来实现,该过程用FFT完成.该方法可采用较大的延拓步长速归向下外推与成像.理论分析及实际计算结果比较表明,该算法效率远高于相移插值法偏移.     

微动探测方法软件的实现

利用微动进行勘探无需振动源,方便快捷、对环境没有干扰,是一种很有发展前景的勘探方法。针对微动探测数据处理的需求,开发研制了一套可视化微动探测处理分析软件系统MSMSPAC。该软件采用C~#语言开发,主要功能包括台阵设计、台阵方位角分布分析、数据格式转换、微动有效数据段挑选、数据滤波、重采样、参数计算及频散曲线提取、编辑、合并、项目管理等功能。软件系统界面友好,操作简便。     

余震序列的持续时间ht

研究了近年来我国39个较大地震的余震序列的持续时间的一般特征及其与主震应力降、主震后波速比负异常的关系。提出了以震后波速比由下降变为上升的转折点将余震活动分为早期和晚期两个阶段的看法,并阐述了不同阶段余震的不同活动规律。      

ON THE MINIMIZATION OF THE DISTORTION CAUSED BY THE GEOPHONE-GROUND COUPLING *

It is well known that the application of the “bright spot’ technique has been more successful in marine prospecting than in land prospecting. This is due partly to the problem of distortion of the seismic signal caused by the geophone-ground coupling, especially when carrying out high resolution, shallow seismic surveys in swampy terrain. The effect of geophone-ground coupling on the response of a single geophone to the incident compressional waves has been treated by several authors. However, they have always neglected the influence of mutual interaction between an array of geophones on the response of each geophone forming the array. We show that mutual interaction, which results from the re-radiation of the incident compressional waves by the geophones forming the array, can have considerable effect on the response of each geophone. The effect of the geophone-ground coupling on the response of a seismic channel is considered in the absence and presence of mutual interaction between a group of geophones for the case when the shear wave velocity of the soil varies by a factor of three.     

波速异常的进一步研究和问题讨论(一)

本文首先清理了近年来我国一些中强地震前后波速比异常概况。在21个震例中,有7次震前提出过不同程度的预报意见,12次是震后总结发现异常的,2次震后总结未发现异常。其次,讨论了利用天然地震资料探索地震波速度异常的几个问题:(1)现有较密的区域电信传输台网需提高观测精度,使得较大的前兆异常量不致于被误差所掩盖;(2)使用多台和达法探索波速比异常时必须注意其方向性效应,而且,若能把单台波速比法与多台波速比法平行对照使用,效果可能更好些;(3)要注意远台与近台出现异常的早晚与反应的程度;(4)高值点反映地震前兆的信息较小,而低值却可能携带某些前兆信息;(5)不会有固定不变的异常区,应该考虑到异常区的变迁。