一种新型潜标式海洋地震仪及在海洋地震探测中的应用

本文介绍了一种面向全球海洋地震P波长期探测的新型潜标式海洋地震仪.该地震仪不同于传统的固定式陆地地震台站或者坐底式海底地震仪,而是漂浮在海水中一定深度接收天然地震信号,并随着洋流运动.当接收到地震P波信号后,该地震仪可以自动上浮至海面,并通过卫星将数据传回岸基中心,然后下沉到指定深度继续工作.该潜标式海洋地震仪主要由水听器模块、浮力调节模块、通信与传输模块、能源模块以及中央控制模块组成,同时有安全监测功能,以实现准实时、大范围的天然地震P波信号长期监测.该海洋地震仪将突破现有海洋地震观测技术局限,拓展海洋地震监测的时空覆盖范围及监测尺度,为海洋地震研究和地球深部构造提供准确可靠的数据.     

SH波水平入射穿越垂直断层隧道动力响应分析

结合黏弹性人工边界的时域波动输入方法和显式有限元法,设计了含垂直断层三维场地的SH波输入方法。基于建立的输入方法,研究了垂直断层对隧道地震响应的影响,并通过自由场算例验证了该方法具有较好精度。数值模拟结果表明:对于断层迎波侧的隧道结构,断层会对其地震动响应产生显著的放大作用,对于断层逆波侧的隧道结构,断层会对其产生隔离地震动的作用;相对周围围岩,断层介质的剪切波速越小,其产生的放大效应和隔震效果也会越显著;断层宽度越小,其对隧道地震动响应的影响范围也就越小,但是断层宽度的变化对于断层两侧隧道的地震动响应的影响并不明显。     

等效交错网格高阶有限差分法标量波波场模拟

密度是岩石物性参数的重要组成部分,对储层评价、岩性解释和油藏描述等具有重要作用,因此实际资料应用中含有密度信息的正演建模是必不可少的.作为波动理论应用最广泛的实际资料处理技术——逆时偏移和全波形反演,其正演建模一般采用经典的二阶标量波方程,且不考虑密度的空间变化.而一阶速度-应力控制方程通过交错网格有限差分法正演建模,其精度高于二阶方程但计算成本过高,很难在三维实际资料中应用.鉴于非均质正演在实际生产中所面临问题,本文借用交错网格的思想,充分考虑空间变密度对波传播的影响,提出基于等效交错网格的高阶有限差分建模算法并应用于非均质标量波正演.文中从数学上给出一阶方程和二阶方程在数值模拟中的等价性证明,并分析了震源、边界条件和稳定性.最后通过简单层状模型进行数值测试,对比不同建模方法以验证新方法的准确性;利用高阶精度方法对Sigsbee-2a模型做正演测试,验证本文提出的方法的稳定性.     

用振幅变化长短时均值比实现地震预警中P波自动拾取

地震P波到时快速、精确的自动拾取是实现地震预警的第一步。目前所有P波到时自动拾取方法都需要进一步考虑准确度问题,据此提出用"振幅变化"长短时均值比方法拾取P波到时。研究表明引进"振幅变化"作为特征函数比Allen的"振幅变化平方"更能突显地震波初至时刻的"突变"特征。对"振幅变化长短时均值比方法"和Allen的"振幅变化平方长短时均值比方法"进行抗噪音分析表明,在较低信噪比条件下,Allen方法不能准确地拾取P波到时,而新方法依然能较准确地拾取P波到时。在较高信噪比条件下,用两种方法拾取的160个M_S4.0地震P波到时,其误差大都在允许范围内,但新方法拾取的准确度略高。新方法可以看做是对长短时均值比方法的拓展。     

天津王3井水位异常机理

本文针对2016年6—9月天津王3井出现的井水位高值异常现象进行了异常机理分析。首先,利用频谱分析法提取了水位年动态并与区域降水量进行相关分析,排除降水的影响;其次,采用三阶多项式拟合计算了水位多年动态,定量地识别出王3井的水位年变异常,并取王3井及周边水源进行了水化学分析,结果显示,王3井所处局部区域的地下水主要成因为大气降水,存在一定的水岩作用,与周边水源之间无明显水力联系;最后,结合首都圈地震台站的波速比推测天津王3井所处的局部构造区域内可能存在一次短期应力积累过程。2016年9月10日发生的唐山M_S4.2地震缓解了此次局部应力积累,使得王3井内水位逐渐恢复正常年变特征。      

高速铁路地震监测系统中降低信号远程传输失真的技术探讨

当前信号远程传输方法,没有实现传输通道能量与传输通道信号并行,导致信号远程传输失真性较高。为提高地震信号远程传输的效率,提出新的高速铁路地震监测系统中信号远程传输技术。采用信号传输通道中地震信号能量的并行方法,通过信号传输通道中信号并行传输结构,实现信号在传输通道中双向传输;利用高频阻波电路阻断信号的高频载波通过谐振补偿电容,确保传输通道能量传输不受干扰;根据通道能量传输结构与信号传输过程,实现传输通道能量、信号并行,完成高速铁路地震信号远程传输中的失真控制。实验结果表明,所提方法丢包率较低,均值约为3%,远程传输时延仅为0.9s,是一种低误差、高效率的高速铁路地震信号远程传输方法。     

山西数字台网震级测定方法研究

震级是表示地震本身大小的一个量度,也是地震的基本参数之一。利用山西数字测震台网2009-2016年ML≥3.5以上宽频带数字地震资料,对近震震级ML、面波震级MS、宽频带面波震级Ms(BB)和矩震级Mw的震级测定方法进行讨论研究和对比,认为新震级标度能发挥宽频带数字地震资料的优越性,有利于资料的交换利用及对外发布。     

乌兰浩特地震台与阿尔山火山地震观测站面波震级偏差分析

为了提高乌兰浩特地震台、阿尔山火山地震观测站的震级精度,基于面波震级公式和残差统计方法,分别计算乌兰浩特台、阿尔山火山地震观测站与中国地震台网中心测定的面波震级之间的偏差,分析产生震级偏差的影响因素。结果表明：乌兰浩特台、阿尔山火山地震观测站测定的面波震级与中国地震台网发布震级的偏差平均值分别为0.19、0.17;震级偏差总体呈现随震级的增加而先增大后减少的趋势;阿尔山火山地震观测站震级偏差随震中距的增大而增大,而乌兰浩特台则先增大后减少。     

强震动记录H/V谱比法计算处理的若干关键环节

强震动记录H/V谱比法自提出以来,已广泛应用于地震工程各研究领域中。但对数据处理的2个关键环节——Taper预处理及傅氏谱平滑未有详细研究。因此,本文针对强震动记录H/V谱比法计算涉及的重要数据处理过程,对四川地区19个强震动台站在汶川地震余震中获取的642组强震动记录开展研究。研究实例表明:S波H/V谱比振幅在周期 < 1s时高于全时程,论证计算H/V谱比时截取S波窗口的必要性;S波窗口的截断会引起傅里叶振幅谱的边瓣效应,若不加以处理,将显著影响低频部分H/V谱比结果,Taper预处理对于消除这种截断误差具有良好效果;在兼顾平滑效果及卓越周期识别准确度的基础上,通过不同带宽的Parzen窗试算,认为0.5Hz带宽宜用于傅里叶H/V谱比曲线平滑。