利用三维高斯射线束成像进行地震定位

常规的地震定位方法通常需要拾取地震记录的初至,当初至不明显或被较高水平的噪声淹没时精度较低.本文采用基于三维高斯射线束的偏移成像方法对震源进行定位,较好地解决了该问题.通过三维高斯射线束对台站记录进行偏移归位,并将各台站成像结果的交点作为地震能量释放的中心位置;当各台站成像结果不能交于一点时,采用三维空间高斯滤波方法可实现震源位置的自动获取.提出的变网格计算方案极大地减少了计算量,显著地提高了成像精度和计算效率.利用首都圈地震台网数据,对涿鹿、滦县以及房山三个地震事件进行试算,结果表明:基于变网格三维高斯束偏移成像的地震定位方法自动化程度很高,而且具有较好的抗噪能力,特别适合处理低信噪比资料的地震定位问题.     

1999年台湾集集地震震源破裂过程

使用GPS同震位移资料和远场P波记录,研究了1999年台湾集集地震震源破裂过程．根据地质构造和余震分布引入了一个由弯曲断层面构造的三段“铲状”断层模型．在使用静态GPS位移资料反演集集地震的断层破裂滑动分布时,由于集集地震断层北部近地表破裂的复杂性,在位错模型中考虑拉张分量对地表同震位移的贡献,可更好地同时拟合GPS观测资料的水平和垂向分量．而纯剪切位错弹性半空间模型和分层地壳模型都无法同时拟合水平和垂向GPS观测资料．在此基础上,同时使用静力学同震位移资料和远场地震波形记录,反演集集地震的震源破裂过程．结果表明,一种垂直于断层面的“挤压性”(负)拉张分量几乎集中分布于地震断层的浅部和北部转折处,而这一带地表破裂远较没有(负)拉张分量出现的南部断层复杂．“冒起构造”的数字模拟表明,这种在集集地震破裂转折处及北部断裂带广为出现的典型破裂造成的地表位移可以用具有负拉张分量(挤压)的逆冲断层更好地模拟．而这种负拉张分量(挤压)的分布正是地震破裂性质和几何复杂性的综合反映,震源破裂过程也显示北部转折处破裂在空间和时间上的复杂性.高滑区域与余震分布表现为负相关.     

均匀弹性分层介质模型中的同震位移、应变以及应力

地震发生时产生的同震位移、应变以及应力变化,特别是同震应力的变化,在地震触发等问题的研究中有着重要的意义.本文进一步发展了基于均匀弹性水平层状介质,利用广义反射透射系数矩阵和离散波数计算同震位移的方法,使之可以计算相应的应变、应力以及同震库仑应力变化.可适用于多种情况,接收点可以位于地表以及地表以下,震源类型可以是剪切位错源以及拉张位错源.通过与半无限介质的解析解相比较,结果一致,验证了方法的可靠性以及计算精度,可以用于计算地震之后库仑应力变化,为判断余震分布提供参考.在计算同震位移时,使用了梯形积分与Filon积分相结合的积分方式,即提高了同震位移计算的速度,又保证了计算精度,有利于反演问题研究.     

对二滩水电站坝区场地地面运动的估计

本文以二滩地区为例,介绍如何结合地震危险性分析的结果,采用理论模拟方法估计工作地区近场强地面运动情况,为工程抗震设计提供必需的地面运动动力学参数。 文中采用理论方法计算剪切位错点源的格林函数;根据断裂动力学模型、近场地面峰值加速度衰减曲线和场地附近的加速度谱来标定震源模型;计算了若在坝区附近发生M_s=6.2级地震时场地的综合地震图、加速度傅氏谱和反应谱等。由理论模拟计算的峰值加速度衰减曲线和观测结果符合较好。在震中距为20km处的加速度谱的截止频率f_max与观测值相吻合（约为8 Hz左右）,相应的峰值加速度为211cm/s²,振动持续时间为3.4秒。     

频率域2.5-D井间波形层析成像及其实际应用

从频率域3-D声波波动方程出发,结合井间观测方式的特点,基于Tarantola广义反演理论,提出了一种频率域2.5-D井间波形层析成像方法.数值模型试验结果表明：该方法对薄层厚度的分辨能力能达到约主频波长的1/4,且分辨率显著高于走时层析成像,尤其垂直分辨率有实质改善.模拟资料的抗噪试验表明：在信噪比为0.8的情况下,随机噪声对波形层析成像的影响较小;而相干噪声对全波形层析成像的影响显著,特别是初至波附近的强振幅干扰影响更为严重.井间实际资料的试处理结果表明：波形层析成像能很好地刻画井间介质的分布情况与储层连通性,对于油藏开发阶段的方案实施具有指导意义.     

华北太行山区地壳各向异性的接收函数证据

采用具有任意方向对称轴的横向各向同性介质系统,探讨了各向异性介质中接收函数表现出的横波分裂、能量偏离等特征,并系统剖析了各向异性介质对称轴方位角、倾角以及各向异性层位分布对接收函数方位变化花样的影响.太行山隆起地区是研究华北克拉通构造运动以及动力学过程的重要场所.我们以该地区JJJX台为例,介绍了利用远场接收函数研究台站下方地壳各向异性特征的方法.反演结果表明,该台站下方存在明显的来源于中、上地壳的各向异性,浅层2.4 km以内表现出强度约为10%的裂隙成因的慢轴型各向异性,裂隙面沿NNE方向展布,与该地区断层走向一致;中地壳表现出强度约为8%的晶体成因的快轴型各向异性,太行山新生代的隆起是形成晶体优势排列方向的一种可能的动力机制.     

基于多参量的模拟退火全局优化傅里叶有限差分算子

傅里叶有限差分法(FFD)能够处理复杂地质构造中的波传播问题,但对陡倾角成像仍有明显的误差.优化参数的方法能够在保持计算效率的前提下进一步提高陡倾角的成像精度.本文在有理近似的基础上,将FFD算子展开式中的常系数由两个拓展为四个,然后采用模拟退火算法对这四个参数进行全局优化.本方法除了考虑速度对比度以外,还考虑了频率和延拓步长等参量的影响.理论误差分析和脉冲响应测试均表明该方法能极大地提高FFD算子的精确传播角度.二维SEG/EAGE盐丘模型实验表明本文方法对陡倾角以及盐下构造的成像精度明显高于未优化的FFD法.将本文的方法与交替方向加插值的方法结合应用于三维脉冲响应测试更进一步证实了本文方法的有效性.     

层状介质参数反演的混合最优化法

波动方程反演是典型的非线性反问题,本文提出了用混合最优化法反演层状介质参数。混合最优化法将广义模拟退火与局部最优化方法结合,能较好地利用两者的优点,在本文中,局部最优化算法采用线性迭代算法。通过数值结果表明反演方法的正确有效性。     

地震预报唯象模型的适用性研究

滑动可预报模型，时间可预报模型和双限随机应力水平模型是三种相关的地震预报唯象模型。对于一个指定地区，用哪种模型更合理呢？为解决这个问题，本文提出了两地震预报模式适用程度的数值分析方法，利用这些方法可以合理地鉴别出氖要用的地震预报唯象模型是否适用于指定地区的地震预报分析。     

鲜水河断裂带地震孕育时空相关性研究

采用数据分析方法，对鲜水河断裂带孕震相关性进行了研究，证明了鲜水河断裂带上的地震孕育时空相关性确实是显著存在的；某段断层地震震级越大，对相邻断层的相关性影响越强；受挤压应力的走滑断裂带上各段断层的确具有串联受力关系，某一段断层的地震，客观上缩短了相邻断层的地震孕育时间，因此对相邻断层的地震具有促震作用；平静期、活跃期交替出现是鲜水河断裂带孕震的必然规律；对鲜水河断裂带，滑动可预报模型与事实出入很大，而经修改了的时间可预报模型却与事实基本相符．本文采用的数据分析方法，以历史地震记录资料为基础，对有关地震预报模式进行了实事求是的验证，这种方法和由此得出的结论均对地震预报模式的建立有重要的参考价值．