体波走时层析成像方法及其在中国壳幔结构研究中的应用评述

文中对地震体波走时层析成像技术近30年的发展进行回顾和评述,并对该方法所存在的问题进行了分析和探讨以及给出应对策略。在壳幔速度结构的横向不均匀性、强震发生的深部构造环境、活火山区的深部结构和起源,以及造山带、板块碰撞带区域深部结构等4个方面对应用地震层析成像技术所取得的主要成果做了分类总结和探讨。研究证明,利用地震层析成像技术所获得的高分辨率地球内部结构为探索岩石圈的演化和板块运动规律及地震、火山活动发生的深部构造环境等提供了十分重要的科学依据。     

基于Monte Carlo-BP神经网络TBM掘进速度预测

预测隧道工程中TBM掘进速度,主要有完全经验的、半理论半经验的模型和人工智能等方法,所用参数均为确定性的,未考虑参数存在的随机性,故导致预测结果的不准确性。基于此,提出了Monte Carlo-BP神经网络TBM掘进速度预测模型,着重考虑了一些重要输入参数的随机性, 其中输入参数重要性的大小通过粗糙集进行计算排序。采用Monte Carlo产生随机数时,由于参量的样本数据的有限,分布函数均采用阶梯形经验分布函数。如果采用的数据是来自不同类型的 TBM,则应当考虑机器性能参数,并重新对参数重要性进行排序。实例计算表明,Monte Carlo-BP神经网络模型预测结果和实测值总体趋势和均值比较一致。     

一种快速角点探测算子研究

基于SUSAN和角点几何结构分析的思想提出一种改进的快速角点探测算子.首先进行角点粗探测,然后再对粗探测的结果进行角点几何结构分析,即图像中的像元如果为角点,它必须满足角点的圈层结构.通常认为角点处各个方向上灰度差变化都较大,所以角点响应函数采用反映角点突出性的响应函数,使提取的角点含有更高的信息量.实验证明,本算法提取的角点定位准确,快速有效,可以适用于实时图像处理.     

四强争锋的全球卫星导航系统

古人出行,多根据太阳、北斗七星等自然物象确定方位。后来中国人发明了罗盘,给世人远行和航海带来了极大方便。随着科技的发展,人类又先后发明了惯性导航、天文导航、无线电导航等多种新技术。但与这些技术相比,卫星定位和导航的优势十分明显,它能够全天候、全时段、全球性、高精度地提供三维位置、三维速度及精确的时间等信息,是导航技术中的绝对“霸主”。     

加速度记录测定近震震级在江苏地区的计算研究

基于江苏强震台网和江苏测震台网的地震记录,采用时间域内实时仿真WA记录方法,对2007~2018年记录到的M2.3以上地震进行近震震级测定。为了定量分析基于加速度测定近震震级的可靠性,首先采用国标规定的新震级测定方法和量规函数测定了基于加速度记录的震级,并将结果与江苏测震台网基于速度记录测定的结果进行对比分析,得到线性拟合关系式：ML(ACC)=0.987ML＋1.371;另外计算了15 324组基于加速度测定的震级与人工编目震级之间的绝对偏差,结果显示,偏差在±0.5级以内的结果占87%;通过4阶多项式拟合后发现,在小于200 km范围内测定的震级略低于人工编目的结果,震中距超过200 km后无系统偏差。总体而言,两者结果的一致性较好,表明利用加速度记录仿真WA位移记录来计算近震震级是可行的,得到的结果也是可靠的。     

High-resolution seismic tomography of the upper crust in the source region of the April 20, 2013 Lushan earthquake and its seismotectonic implications

Both P- and S-wave arrivals were collected for imaging upper crustal structures in the source region of the April 20, 2013 Lushan earthquake. High-resolution, three- dimensional P and S velocity models were constructed by travel-time tomography. Moreover, more than 3700 after- shocks of the Lushan earthquake were relocated via a grid search method. The P- and S-wave velocity images of the upper crust show largely similar characters, with high and low velocity anomalies, which mark the presence of sig- nificant lateral and vertical heterogeneity at the source region of the Lushan earthquake. The characteristics of the velocity anomalies also reflect the associated surface geo- logical tectonics in this region. The distributions of high velocity anomalies of both P- and S-waves to 18 km depth are consistent with the distributions of relocated after- shocks, suggesting that most of the ruptures were localized inside the high velocity region. In contrast, low P and S velocities were found in the surrounding regions without aftershocks, especially in the region to the northeast of the Lushan earthquake. For the relocated aftershocks of the Lushan earthquake from this study, we found that mostaftershocks were concentrated in a zone of about 40 km long and 20 km wide, and were located in the hanging wall of Dayi-Mingshan fault. The focal depths of aftershocks increase from the southeast to the northwest region in the direction perpendicular to the fault strike, suggesting that the fault ruptured at an approximate dip angle of 45°. The main depths of the aftershocks in the northwest of the main shock are significantly shallower than expected, revealing the different seismogenic conditions in the source region.     

几类地震灾害致灾环境、速度、分布与对策的对比研究

对比研究了强烈震动、断层错动撕裂所产生的灾害,包括地震所触发的地质灾害及堰塞湖溃坝造成的地震水灾、地震火灾、地震海啸等几类主要地震灾害发生的环境、致灾的速度、灾害的分布等特点,指出了在震前防御、应急救援以及预警等对策方面的区别。     

澳大利亚地震危险性和灾害风险评估中的场地分类

尽管场地响应现象已是全球都公认的,然而对澳大利亚的许多地区,之前并没有研究过风化层属性对地震动的影响。为了描述风化层能改变地震动的特性,本文通过验证研究评估了为一级地震危害性和灾害风险评估的应用而编制的澳大利亚全国场地分类图。在缺乏风化层厚度和基本周期数据的情况下,场地类别根据在加利福尼亚研制的利用地质材料与地层上部30m的剪切波速度（VS30）的关系的方法进行归类。随后将这一分类方案调整到适合澳大利亚的地质环境,包括对这一稳定地质构造中通常碰到的原地风化表层土存在的校正。本文所得结果用纽卡斯尔、悉尼和珀斯市区各种第四纪沉积环境和横跨澳大利亚各种场地基岩优势环境的地球物理数据和岩土数据进行了验证。这些分析的结果说明了在地震危险性评估的场地类别中应用限定深度的剪切波速度方法的有效性,但同时也突出了局限性。     

近地等离子体片中磁场扰动和离子速度扰动的统计研究

利用THEMIS THC卫星观测数据统计分析近地等离子体片中磁场扰动和等离子体整体流的速度扰动的关系,研究Alfven波动的活动性.研究结果表明:1)等离子体整体流的速度扰动幅度依赖于平均速度的大小,速度扰动幅度随平均速度的增加而增加;2)速度扰动幅度与磁场扰动幅度存在较强的正相关性;3)磁场扰动幅度与AE指数密切相关,磁场扰动幅度随着AE指数增加而增加,而速度扰动幅度与AE指数之间没有明显的相关性;4)Alfven比与AE指数的相关系数较小,但能够看出Alfven比随着AE指数增加而减小的趋势;5)速度扰动幅度和磁场扰动幅度与尾向距离及距中性片距离的关系不明显.     

利用气枪地震资料研究燕山隆起带南部地区地壳S波速度及泊松比结构

泊松比是了解地球内部介质的一个重要参数,在地震学上可以通过P波和S波速度的比值来确定.但是传统人工地震测深采用的炸药等爆破源产生的S波较弱,难以用来研究泊松比结构.对2006年河北省遵化市上关湖水库大容量气枪试验产生的地震数据进行研究,发现气枪震源能够有效地产生S波.根据偏振分析,认为S波主要是气枪产生的P波在水库底部固液界面转换产生的.波形拟合能够充分利用波形和走时信息,是研究地下结构的一种有效的方法.对气枪产生的S波进行波形拟合,获得了燕山隆起带南部地区地壳的S波速度模型,并对比修正后的P波速度模型,进一步得到了该地区的泊松比结构.研究表明:1)该地区的地壳厚度约为33km.2)该地区地壳整体泊松比值偏低,上(0～14km)中(14～28km)下(28～33km)地壳以及上地幔顶部(33km附近)的泊松比平均值分别为0.25,0.25,0.27,0.27.上地壳和中地壳可能以长英质的酸性岩石为主,下地壳和上地幔顶部可能以铁镁质的基性岩石和中性岩石为主.3)该地区上下地壳各存在一个低速层,它们可能主要是流体作用的结果.