利用远震接收函数方法研究南海西沙群岛下方地壳结构

利用西沙琛航岛流动地震台站和永兴岛固定地震台站的资料,提取了远震P波接收函数,结合正演和反演方法模拟了台站下方的地壳结构.模拟结果显示:西沙群岛地壳顶部存在2 km厚的新生代低速沉积层,横波速度只有2.0~2.2 km/s;上地壳为一速度梯度带,横波速度由2 km处的3.4 km/s逐渐增加到12 km深度时的3.8 ...     

频率多尺度全波形速度反演

以二维声波方程为模型,在时间域深入研究了全波形速度反演.全波形反演要解一个非线性的最小二乘问题,是一个极小化模拟数据与已知数据之间残量的过程.针对全波形反演易陷入局部极值的困难,本文提出了基于不同尺度的频率数据的"逐级反演"策略,即先基于低频尺度的波场信息进行反演,得出一个合理的初始模型,然后再利用其他不同尺度频率的波场进行反演,并且用前一尺度的迭代反演结果作为下一尺度反演的初始模型,这样逐级进行反演.文中详细阐述和推导了理论方法及公式,包括有限差分正演模拟、速度模型修正、梯度计算和算法描述,并以Marmousi复杂构造模型为例,进行了MPI并行全波形反演数值计算,得到了较好的反演结果,验证了方法的有效性和稳健性.     

A fast algorithm for 3D azimuthally anisotropic velocity scan

The conventional velocity scan can be computationally expensive for large‐scale seismic data sets, particularly when the presence of anisotropy requires multiparameter scanning. We introduce a fast algorithm for 3D azimuthally anisotropic velocity scan by generalizing the previously proposed 2D butterfly algorithm for hyperbolic Radon transforms. To compute semblance in a two‐parameter residual moveout domain, the numerical complexity of our algorithm is roughly as opposed to of the straightforward velocity scan, with N being the representative of the number of points in a particular dimension of either data space or parameter space. Synthetic and field data examples demonstrate the superior efficiency of the proposed algorithm.     

小角度成层倾斜场地动力响应分析的大型振动台试验研究

基于大型振动台试验,研究小角度成层倾斜场地在倾向、走向、垂向、坡面方向、坡面垂直方向上的地震动响应特征,以及地层倾角对场地反应谱的影响规律。试验结果表明：在倾向方向,随着地层倾角的增大,倾斜场地的放大效应增大;在走向方向,当地层倾角小于12.5°时,放大效应强于水平成层场地;在倾向、走向方向,当地层倾角达到12.5°时,场地对反应谱短周期T≤0.1 s部分具有放大作用,对T＞0.1 s的部分具有削弱作用;在垂向方向,随着地层倾角的增加,倾斜场地的放大效应强于水平成层场地;在坡面方向,倾斜场地的放大效应弱于水平成层场地;在坡面垂向方向,倾斜场地的放大效应强于水平成层场地。该研究成果对小角度成层倾斜场地上的建筑物抗震设计具有一定的参考意义。     

Site response analysis with two‐dimensional numerical discontinuous deformation analysis method

The capability of the numerical discontinuous deformation analysis (DDA) method to perform site response analysis is tested. We begin with modeling one‐dimensional shear wave propagation through a stack of horizontal layers and compare the obtained resonance frequency and amplification with results obtained with SHAKE. We use the algorithmic damping in DDA to condition the damping ratio in DDA by changing the time step size and use the same damping ratio in SHAKE to enable meaningful comparisons. We obtain a good agreement between DDA and SHAKE, even though DDA is used with first order approximation and with simply deformable blocks, proving that the original DDA formulation is suitable for modeling one‐dimensional wave propagation problems. The ability of DDA to simulate wave propagation through structures is tested by comparing the resonance frequency obtained for a multidrum column when modeling it with DDA and testing it in the field using geophysical site response survey. When the numerical control parameters are properly selected, we obtain a reasonable agreement between DDA and the site response experiment in the field. We find that the choice of the contact spring stiffness, or the numerical penalty parameter, is directly related to the obtained resonance frequency in DDA. The best agreement with the field experiment is obtained with a relatively soft contact spring stiffness of k = (1/25)(E × L) where E and L are the Young's modulus and mean diameter of the drums in the tested column. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

热水条件下花岗质糜棱岩的摩擦滑动实验研究

为了探讨大陆地壳断层深部的力学性质,我们选择了采自红河断裂带的糜棱岩作为实验样品,进行热水条件下的高温高压摩擦滑动实验.实验在一个以气体为介质的高温高压三轴实验系统中进行.实验条件是：有效正应力为200 MPa;孔隙水压为30 MPa（在400 ℃到600 ℃之间为超临界水条件）;温度为100 ℃到600 ℃;轴向加载的速率范围从0.04 μm/s到0.2 μm/s再到1 μm/s.实验结果表明：（1）当温度小于300 ℃时,糜棱岩的摩擦强度随着温度的上升而增大;当温度大于300 ℃时,糜棱岩的摩擦强度随着温度的上升而减小.这种趋势和以往花岗岩的摩擦滑动数据基本一致;（2）糜棱岩在200 ℃和400 ℃时表现为速度弱化,其余温度下为速度强化;（3）糜棱岩与已有花岗岩的摩擦滑动数据并不完全一致;（4）花岗质糜棱岩速度弱化向速度强化转变的温度在430 ℃附近,以此我们可以推测：在变形机制为摩擦滑动的深部条件下,地震成核的深度范围可以比以往的估计更深.     

基于微动技术探测盆地浅部地层速度结构1

本文介绍了利用微动技术探测地表浅层速度结构的方法,并在江苏常州地区一个凹陷盆地内进行了一次野外台阵观测试验,采集场地数据的质量良好.利用空间自相关法得到了不同半径下的自相关函数曲线,该场地的自相关函数显示,对于半径较大的台阵,其自相关系数较好;根据自相关函数提取了场地的频散曲线.通过设定初始模型,利用邻域反演算法得到了该场地的基本速度结构和各层深度分布范围;最后通过与场地附近的人工地震剖面进行对比分析表明,试验结果所揭示的土层结构与浅层人工地震勘探解释结果接近.     

辽宁省地震重点监视防御区Ⅱ类场地放大效应研究

利用辽宁省地震重点监视防御区工程场地地震安全性评价工作中积累的大量实际钻孔和土工试验资料,在50年超越概率为63%、10%、2%三种地震动输入情形下,采用等效线性化方法研究了辽宁省地震重点监视防御区Ⅱ类场地土层的放大效应。研究结果表明辽宁省地震重点监视防御区50年超越概率10%的平均场地效应放大因子为1.37,若使用《中国地震动参数区划图（GB18306-2001）》认定的系数（1.25）将低估研究区域内的场地放大效应。50年超越概率2%情形即＂工程结构抗倒塌水准＂的平均场地放大效应因子为1.35。这些结果有益于为研究区域提供更为合理的抗震设防标准。研究同时发现,实际工程中使用单一变量或有限的几个变量去控制场地放大效应会有很大的离散,因此重大工程项目的地震安全性评价工作是不可被替代的。     

据地壳速度结构推测1668年山东郯城8?级大地震震中

The deep structure features around Tancheng M8 /2 earthquake occurred in 1668 have been analyzed. Based on the crustal velocity structure obtained from travel-time tomographic inversion, especially the low velocity zones in middle crust and Moho depths, the deep velocity structure distribution in the area of 34° ~ 36°N, 118° ~ 119°E is scanned along the latitude, longitude and oblique directions, and the corresponding crustal velocity profiles are obtained. By comparison, we take the area with velocity features coincident to the deep structure of the 1668 Tancheng M8/2 earthquake as the deduced epicenter, which is at 34. 8° ~35. 2°N, 118. 2° ~ 118. 7°E, and the reasonable location is 35. isN, 118. 6°E, and the focal depth is 20km.     

基于GPS获得的中国大陆现今地壳运动速度场

利用国家重大科学工程“中国地壳运动观测网络”1999至2011年底的全部GPS观测资料,采用统一的数据处理策略和最新的地球物理模型,分别获取了中国大陆相对于全球ITRF2005参考框架和欧亚板块的现今地壳水平运动速度场。通过速度场分析,给出了中国大陆地壳运动的大背景和基本特征,为地震预测、地球动力学等相关学科的研究提供了基础资料。