Seismic moment tensor representations and radiation patterns in unbounded media with elipsoidal cavities driven by low frequency pressure

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三维复杂介质的块状建模和试射射线追踪

为了解决三维复杂介质的射线追踪,本文改变了传统的三维层状地层的建模描述方式,提出了块状结构的建模描述方法,结合三角形面片来描述地质界面,可以构造非常复杂的三维地质模型．为了满足射线追踪的需要,本文对模型界面内的法向量进行光滑处理,光滑后的法向量在界面内是连续变化的．在块状模型的基础上,本文运用三角形的面积坐标,提出了几种试射角度的修正方法：细分三角形法、分割三角形法和子三角形法,计算表明子三角形法最好．文中给出了三维块状模型和射线追踪实例．     

基于图像分析的双台面波相速度频散曲线快速提取方法

双台波形的互相关方法是面波相速度频散曲线提取的一种常用方法。传统的方法精度不高,效率较低。本文提出了一种基于图像分析的频散曲线快速提取方法,采用图像显示互相关振幅矩阵,且提出了快速追踪整条频散曲线的算法,并用Matlab编写了交互式的处理软件。基于这种方法编写的资料处理软件提高了双台相速度频散曲线提取的速度和精度,为大批量处理地震数据资料提供了坚实的软件基础。基于图像分析的方法可以更为清晰地展现出双台问的面波频散曲线的特征,对频散曲线的识别和分析也提供了更为有效的研究工具。     

用瑞利面波资料反演中国大陆东部地壳上地幔横波速度的三维构造

利用中国大陆东部21个台站的43条面波大圆路径上瑞利面波记录的双台资料,计算出双台间地震面波相速度频散,采用Tarantola概率反演的方法求得相速度频散曲线的分布,并由各处相速度频散曲线反演得到地壳上地幔的三维横波波速图像,进而得到中国东部地壳上地幔的S波速度结构.结果表明:我国大陆东部地壳厚度总体上呈东薄西厚的趋势,以105°E为界向西地壳厚度逐渐加深到55 km以上,其中有一个北东向的h形地壳厚度的坡度带.豫西及晋南地区为相对薄地壳的地区.大别山地区和泰山附近地区地壳变厚,但秦岭地区地壳不变厚.上地幔低速层上界面的深度在华北地区较浅,为80-90km,在鄂尔多斯、四川东部以及黔湘地区为120-130km.扬子地块东部及华南褶皱系中、东部上地幔顶部速度偏低使低速层的速度反差不明显.滇黔褶皱系的西部在200 km以内的上地幔中未出现低速层.     

利用不完全Cholesky共轭梯度法求解点源三维地电场

点源三维地电场的求解是一大型数值计算问题．本文用有限差分方法求解,最后形成一个线性方程组Ax＝b,这里A是大型稀疏的带状对称矩阵．解大型稀疏方程组的完全Cholesky分解直接算法,一般要求巨大的机器内存来存储系数矩阵A,而且计算速度极慢．因此引入不完全Cholesky共轭梯度（ICCG）算法及按行索引的稀疏存储模式,充分利用A的稀疏性,使得计算速度大大提高,而内存要求则大大减少,因此ICCG算法是地电三维正演的强有力工具．     

中国东部地壳、上地幔横波品质因子的三维层析成像

根据中国７６３ 长周期地震台网的数据, 从中选取出４３ 条对中国大陆东部覆盖较好的双台Ｒａｙｌｅｉｇｈ 波垂直向记录, 运用改进的多重滤波法, 提取震中到台站路径的群速度频散和振幅谱信息, 进而求出每一双台大圆路经的面波衰减因子． 采用Ｔａｌｅｎｔｏｌａ 概率反演得到不同周期面波衰减因子的分布, 根据上述衰减因子分布, 再反演出中国大陆东部地壳、上地幔横波品质因子的三维Ｑβ结构． 层析结果显示： 华北地区地壳、上地幔的Ｑβ结构与地震活动性有密切的联系; 在陕南秦岭段的南缘, Ｑβ结构显示出扬子块体碰撞并俯冲于华北块体之下的迹象． 扬子准地台的大部份地区在８８ ｋｍ 的深度表现为一明显的高Ｑβ区, 四川台坳区的东部、黔川交界地区以及位于黔湘交界附近的江南地块, 地壳中Ｑβ值的横向变化小, 上地幔顶部存在一不小于４０ ｋｍ 厚的高Ｑβ层, 上地幔约在９０ ｋｍ 的深度开始出现低Ｑβ层; 位于滇黔交界地区的滇黔褶断区, 壳幔边界处Ｑβ值的纵向变化小, 上地幔顶部有一厚约４０ ｋｍ 的低Ｑβ层, 约在９５ ｋｍ 的深度上开始出现上地幔低Ｑβ层; 扬子准地台的东部以及华南褶皱系的中、东部, 莫霍面起伏小, 地壳中Ｑβ值的横向变化小, 上地幔约在８５ ｋｍ      

特基平地地震场地效应实验场的国际联合盲测

本文介绍作者参加在美国加州特基平地实验场进行的国际地震场地效应盲测，叙述了地震场地效应盲测实验的目标，实验场的地质特征，地层的物理性质、实验区的标准地层模型及盲测实验的主要结果。结果表明，至少对本实验场地层条件的弱震试验来说，不同的计算方法所预测的结果彼此十分接近，基本上接近于测结果，而地层模型参数的影响要远高于不同计算方法的影响。     

一种层状介质条件下射线的全路径迭代追踪法

从射线在整条路径上满足Fermat原理出发,采用一阶Taylor展开等办法,推出一个适用于任意层状地质结构下近似求解射线路径的对称正定三对角矩阵方程,通过求解该方程并结合迭代技术,从而实现对整条射线路径的全路径迭代计算。模型计算表明,本方法对于任意复杂结构和随机速度分布情况,其计算速度比传统的打靶法快,精度可根据需要预先确定,为复杂结构的地震偏移和层析成像提供了一种有效的射线追踪方法。     

大地电磁数据的Occam反演改进

Occam 反演以其稳定的收敛性,在大地电磁（MT）数据解释中有广泛的应用。但是其每次迭代均用一维搜索方法求拉格朗日因子μ值,需要许多次正演计算,速度非常慢。在讨论了 Occam 反演中数据拟合差随μ变化的基础上,本文采用了μ值在一定步长下逐次递减的求取方法,每次迭代只需一次正演,极大地提高了计算速度。另外,反演求得光滑模型而非最光滑模型,分辨率更高。理论及实际数据的反演试算均表明,和 Occam 反演相比,反演依然稳定,但速度更快,结果也更真实。     

表面地质的地震响应预测

在美国加州特基平地进行的国际地震场地效应盲测试验中，用传递矩阵法及由此所发展的计算软件较成功地预测了特基平地试验点的地震动响应。盲测结果表明，表面地质模型参数对于正确的预测地表的地震动响应是十分重要的。比较预测资料和计算结果揭示，除了界面深度外，地震波的入射角、Ｓ波速度以及Ｑ值等参数对于地震动的预测是十分重要的