震源区和接收区结构不同情况下体波合成地震图的矩阵-射线方法

本文进一步扩展了合成地震图的广义射线方法.由于算法中将地球模型划分成震源区、接收区和地幔区,因此可用于计算震源区与接收区速度结构不同时的体波合成地震图.新算法把广义射线理论与传播矩阵理论结合起来,并采用了分层Q值模型,从而可以自动包括指定介质层内所有多次波的混响.为简便数据准备,设计了射线编码自动生成算法. 本文算法与Kind扩展的反射率法用相同的地球模型进行了数值结果对比,结果表明,矩阵-射线方法用于计算体波地震图时,不但有足够好的精度,而且还具有速度快并适于单个震相研究的优点.在计算由10个接收点组成的地震剖面时,其计算时间仅为反射率法的7％左右.     

震源区和接收区结构不同情况下体波合成地震图的矩阵-射线方法

本文进一步扩展了合成地震图的广义射线方法.由于算法中将地球模型划分成震源区、接收区和地幔区,因此可用于计算震源区与接收区速度结构不同时的体波合成地震图.新算法把广义射线理论与传播矩阵理论结合起来,并采用了分层Q值模型,从而可以自动包括指定介质层内所有多次波的混响.为简便数据准备,设计了射线编码自动生成算法. 本文算法与Kind扩展的反射率法用相同的地球模型进行了数值结果对比,结果表明,矩阵-射线方法用于计算体波地震图时,不但有足够好的精度,而且还具有速度快并适于单个震相研究的优点.在计算由10个接收点组成的地震剖面时,其计算时间仅为反射率法的7％左右.     

震源区和接收区结构不同情况下体波合成地震图的矩阵-射线方法

本文进一步扩展了合成地震图的广义射线方法.由于算法中将地球模型划分成震源区、接收区和地幔区,因此可用于计算震源区与接收区速度结构不同时的体波合成地震图.新算法把广义射线理论与传播矩阵理论结合起来,并采用了分层Q值模型,从而可以自动包括指定介质层内所有多次波的混响.为简便数据准备,设计了射线编码自动生成算法. 本文算法与Kind扩展的反射率法用相同的地球模型进行了数值结果对比,结果表明,矩阵-射线方法用于计算体波地震图时,不但有足够好的精度,而且还具有速度快并适于单个震相研究的优点.在计算由10个接收点组成的地震剖面时,其计算时间仅为反射率法的7％左右.     

广义反射-透射系数算法的无量纲化

水平层状介质中瑞利波频散曲线的计算一直是受关注的问题.陈晓非提出的广义反射-透射系数方法虽然具备很好的精确性和稳定性,但是算法中起决定作用的矩阵E存在有量纲元素,并且不同元素之间的数量级差异很大.本文作者通过把广义反射-透射系数算法无量纲化,得到了简洁的瑞利波频散函数的公式体系.分别计算了改进后算法和原算法中矩阵E的最大模元素与最小模元素的比值ε,发现前者的矩阵E中最大模元素与最小模元素最多只相差1个数量级,而后者的矩阵E中最大模元素与最小模元素之间最大达11个数量级的差异,尽管后者可以通过选取变量的单位减小ε的值,但新算法精度更高,从而完善了利用广义反射-透射系数方法求解瑞利波频散曲线问题的理论和算法.     

基于快速广义反射透射系数方法的面波群速度计算

在利用实际地震资料反演地球内部结构时,群速度往往比相速度更有意义.本文在水平层状均匀介质模型中,用快速广义反射透射系数方法（Pei,2008）计算了基阶瑞雷面波的群速度,并推导了Chen(1993) 4×4 层矩阵E的逆的解析表达式.文中用数值实验的方法合成了两个典型模型的群速度频散曲线,并与复合矩阵方法计算的结果进行了对比,结果表明本文的方法是切实可行的,与广义反射透射系数方法相比明显地提高了计算效率,尤其是在高频、层厚度大和层数多的情况下表现得更为突出.     

各向同性薄层反射理论地震图

本文在各向同性介质假设下,计算了薄层顶、底反射P波和PS波的理论地震图.理论模拟发现薄层的反射P波与PS波是一复合波,包括层内的多次透射和反射转换波型,且具有类似单一界面反射的、脉冲式的波形特征.两类薄层反射整体振幅随着薄层厚度的降低而缩小;在地震子波主频40 Hz条件下,2 m左右厚度的薄层反射相比单一界面反射具有等同的振幅水平.1 m以下极薄层仅有弱反射甚至无反射;薄层反射复合波振幅与炮检距的关系依然成立,但不惟一;单界面反射AVO原理、方法不适用于薄层反射解释与反演.     

研究各向异性介质参数的合成地震图方法

基于EDA各向异性理论, 利用合成地震图方法求取各向异性介质参数. 该方法利用求取克利斯多夫方程特征向量和特征值的解析表达式, 避免了矩阵运算过程中奇异解的产生, 也减少了大量的运算时间, 具有一定的优越性. 同时, 运用凝聚函数法对合成记录与原始记录进行检验, 结果显示在S波的主频范围内二者具有很好的线性关系. 表明用该方法求得的各向异性介质参数, 可以客观反映和描述研究区域的介质各向异性特性.      

计算综合地震图的广义反射、透射系数矩阵和离散波数方法（二）——对不同深度点源的算法

本文讨论了计算近场综合地震图时使用的广义反射、透射系数矩阵和离散波数方法,并对不同深度点源的情况给出了新的算法及相应的计算实例。用本文提供的新算法,与原算法相比,可以减少60％的计算时间。在需要计算大量点源格林函数时,该方法是很有实用价值的。     

关于“反射法”计算综合地震图的实施方案

本文针对反射法计算综合地震图中的运算速度和存储安排等问题,提出一种有效的计算实施方案。文中附有三种模型的体波综合地震图计算实例。     

合成地震记录制作中的质量控制方法研究

合成地震记录制作中的质量控制将最终决定地震地质层位标定的精度,为此,在分析合成地震记录原理基础上,从三个环节对合成地震记录制作进行质量控制:①通过测井数据精确计算反射系数;②提取与地震资料频谱一致、波形和相位稳定的地震子波;③在获得高精度速度场的基础上,从波组、波形、振幅、频率和相位特征等方面进行匹配调整等,通过对各个环节的研究分析,提出了一整套行之有效的质量控制方法,提高合成地震记录的精度,达到层位标定对合成地震记录精度的要求.     

Estimating the orientation error of the Dahan Downhole Accelerometer using the maximum cross-correlation coefficient between the observed and synthetic waves

A new algorithm to correct the orientation error of the accelerometerat the Dahan Downhole Array, Hualien, Taiwan is developed. This algorithmconsists of three stages: (1) rotating two horizontal ground motions on thefree surface to the SH-SVdirection and SH axis offers a reference direction.(2) computing the synthetic downhole SH waves at a downhole station and (3)searching a rotation angle for downhole observation that yields a best waveformmatch between the synthetic and observed downhole seismograms. At this point, the rotated angle corresponding to the best waveform match can be considered as the orientation error. We selected five earthquakes with good data qualityfor analysis. Results show that this algorithm gives a more stable estimationthan a conventional method because it allows the selection of data from a wider time window for analyses. The estimated orientation error of the accelerometers at the Dahan Downhole Array after the 1999 reinstallation are40°, 114° and 285° at depths of 50, 100 and 200 m, respectively.     

利用广义反射-透射系数方法求解含低速层水平层状介质模型中面波频散曲线问题

在计算面波频散问题的广义反射-透射系数方法基础上研究了含有低速层的均匀平层固体地球模型的面波的频散曲线以及简正振型的计算问题. 当不存在低速层时,仅利用陈晓非1993年提出的单一的久期函数对求解这两个问题已经足够. 但是当模型中存在低速层时,该单一久期函数在数值求解较低阶模式很困难. 本文提出用久期函数族代替该单一久期函数、对不同的简正振型模式采用对应的久期函数来求解的方法,从而更加容易有效地求解较低阶的模式,完善了利用广义反射-透射系数方法求解面波频散问题的理论和算法.     

On the crust structure near focus and the far-field body wave synthetic seismograms

In this paper we discuss two types of crust models with abnormal density, velocity of wave and certain geometrical structures. The far-field synthetic seismograms of P and SH wave are calculated by the far-field vertical displacement formulas of P and SH waves with the double couple point source and the formulas of reflection coefficient, radiation pattern and travelling time difference derived from the models suggested in the paper. It is shown by the results that the effect of special crust structures near focus on the far-field seismograms can be ignored if the densities and wave velocity of the special structure are less than average those of the crust (model I). However the effect should be noticed if the densities and wave velosities of the structure are large than average those of the crust (modelI). The effect of the special crust structure on the far-field seismograms has not been studied further before. Seismic records of the Haicheng earthquake and the crust structure in Haicheng region are studied by the calculation method in the paper. The Chinese version of this paper appeared in the Chinese edition ofActa Seismologica Sinica,15, 1993.     

基于频率-慢度域叠前地震记录的合成与并行方法研究

正演模拟是叠前弹性波反演的基础.采用慢度法计算层状介质的叠前地震记录,分别对频率和慢度进行积分变换得到时-空域的地震道集,并对在慢度积分过程中产生的计算噪音提出了解决方案.为得到高精度合成地震记录,需将地层细分,但地层层数很多时,计算量较大;而对地层粗分虽然会大大加快运算速度,但合成记录会丢失很多信息,文中给出了地层的划分原则.该方法能够计算出包括转换波和多次反射在内的全地震响应.但在提高合成记录精度的同时,也导致计算量增大、计算效率降低,因此,本文对基于慢度法全波场模拟进行了并行算法设计,采用计算域分割、工作池并行技术,建立了慢度法全波场正演模拟的并行算法,使得弹性波正演问题求解更加高效,为充分利用叠前地震资料进行叠前反演提供了研究基础.     

The optimum source－time function for generating finite－difference synthetic seismograms

Ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｓｏｕｒｃｅ－ｔｉｍｅｆｕｎｃｔｉｏｎｆｏｒｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｆｉｎｉｔｅ－ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｙｎｔｈｅｔｉｃｓｅｉｓｍｏｇｒａｍｓＡｂｄｏｌｒａｈｉｍＪＡＶＡＨＥＲＩＡＮ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，ｔｈｅ...     

Source parameters of bohai earthquake, July 18, 1969 and yongshan earthquake, May 11, 1974 determined by synthetic seismograms of teleseismic P waves

The source parameters of the Bohai Sea earthquake, July 18, 1969 and Yongshan, Yunnan earthquake, May 11, 1974 were determined by full — wave theory synthetic seismograms of teleseismic P waves. P+pP+sP wereform were calculated with WKBJ approximation and real integral paths. One — dimensional unilateral, finite propagation source was also considered. By trail — and — error in comparing the theoretical seismograms with the observational ones of WWSSN stations, the source parameters were obtained as follow: for Bohai earthquake, φ=195°, δ=85°, λ=65°,M _o=0.9×10¹⁹Nm,L=59.9km.V _R=3.5km/s, ∧ _R =160°; for Yongshan earthquake, φ=240°, δ=80°, ∧=150°,M _o=1.3×10¹⁸Nm,L=48.8km,V _R=3km/s, ∧ _R =−10°, where φ is strike, δ dip angle, λ slip angle,M _o seismic moment,L rupture length,V _R rupture propagation speed. As III type fractures the faulting propagated along the fault planes, and ∧ _R is the angle from the strike to the propagation direction. Yongshan earthquake showed complexity in its focal process, having four sub—ruptures during the first 60 seconds. The Chinese version of this paper appeared in the Chinese edition ofActa Seismologica Sinica,13, 1–8, 1991.     

SKS波对地壳裂隙各向异性的响应——理论地震图研究

穿透含裂隙、裂缝地壳8 s视周期的SV波的理论地震图研究表明,当地壳平均裂隙密度高于0.01即横波各向异性高于1%时,非对称面内不同方位的SKS波均发生分裂;地震图中直接的记录显示是切向T分量上出现SKS波的振动,其振幅随地壳平均裂隙密度的增大而增强,甚至能与径向R分量上的振幅相当.局限于上地壳的强裂缝各向异性同样能引起SKS分裂.长周期SKS波分裂对地壳内裂隙、裂缝的分布缺乏分辨率.直立平行排列裂隙、裂缝使得SKS分裂T分量记录特征具有方位对称性,这来自于HTI介质中快、慢波偏振和到时差随方位变化的对称性;而倾斜裂隙、裂缝使得该方位对称性丧失.对实际观测SKS分裂的偏振解释需要考虑地壳裂隙各向异性,特别是断裂附近的强裂缝各向异性.