倾斜界面中反射波走时计算

对于平层界面和倾斜界面的反射地震波,基于射线理论,采用波动方程进行数值模拟;使用Matlab软件,编写2种界面不同倾角、不同震中距时反射地震波走时程序,绘制走时曲线,分析地震波的传播特点,为研究地震波在地球内部的传播路径提供参考。     

提高规则网格最短路径方法反射波走时计算精度的走时校正技术

最短路径射线追踪方法是计算地震波走时的主要方法之一,该方法基于惠更斯原理和费玛原理,具有稳健、适于复杂介质模型的优点.为处理方便,最短路径方法中的介质模型通常以规则网格进行剖分,界面节点(界面与网格的交点)以其邻近的模型单元节点(即边界单元节点)近似表示.界面近似将导致计算误差,对于反射波尤为严重.反射波的走时精度可通过减小网格的尺寸提高,但这样会大大增加计算时间,为高精度和高效率地计算地震反射波走时,我们提出了一种基于规则网格的走时校正技术.地震波传播至或起始于边界单元节点的走时校正为地震波传播至或起始于该边界单元节点所对应的界面节点的走时.数值模型计算结果表明,走时校正方法可使反射波的走时精度提高约1～2个数量级,而其计算时间则和常规算法基本上在相同量级.     

解耦纵横波反射波走时反演

基于常规弹性波动方程的反射波走时反演结合走时和反射波信息可以有效的摄取模型参数中的低波数成分,然而纵横波之间的耦合效应以及纵横波速度对波场的敏感性差异,导致反演的非线性问题增强.为此本文研究了基于解耦波动方程的反射波走时反演,并提出改进的时移互相关目标函数,分别隐式计入射波场快照与反传波场快照的时移量,很大程度的降低了纵波、横波之间的耦合关系,并提高纵横波速度低波数信息的反演质量.最后模型测试证明了本文方法的正确性.

     

反射波走时人机交互多域拾取方法及软件设计

地震反射走时拾取是反射走时层析成像的首要环节。本文提出一种基于共炮点域、共检波点域、共中心点域、共偏移距域的多域人机交互反射波走时拾取方法。通过分析地震记录在不同域的特征,选择最佳的域进行反射波同相轴的拾取,在人机交互的环境下采用人工和计算机相结合,提高拾取的准确度和效率。利用Qt语言编程实现了地震资料的多域显示及反射波走时多域人机交互拾取软件。合成地震记录和实际地震资料的走时拾取结果表明,该软件操作灵活方便,对复杂地震资料的反射波走时拾取取得良好效果。     

反射波走时高阶多项式拟合在三维地震透射中的应用

利用高阶多项式拟合的方法取代传统的T2-X2法进行反射波走时曲线拟合得到分层地壳中的走时残差,对其应用基于广义反演理论的速度层析成像技术,重建研究区台阵下方的上地壳三维速度结构图像.数值模拟和长白山天池火山三维地震透射速度层析成像都显示了该方法的有效性.     

地壳中间界面上的反射波

1985年12月30日,在甘肃成县进行了一次人工爆破,本文在分析研究该爆破的记录图中,发现了地壳中间界面上的反射波—P_D、S_D波。计算结果:地壳中间界面的平均埋深为25.7km;P_D、S_D波的真速度V_(PD)=5.98km/s,V_(SD)=3.37km/s;视速度V_(PD)′=6.37km/s,V_(SD)″=3.70km/s。     

VSP直达波和反射波波动方程走时联合反演

地面资料全波形反演采用低波数回折波敏感核和高波数偏移等时线恢复地下模型的长波长和短波长分量.当回折波的穿透深度有限时,很容易陷入局部极值.波动方程反射波走时反演采用反射波的透射敏感核更新速度模型.当浅层速度存在较大误差时,仍无法得到满意的反演结果.VSP资料中直达波是一种透射波,穿透深度大,可用于井旁背景速度场建模.本文发展了针对VSP观测方式的波动方程走时联合反演（直达波和反射波）方法.采用全局优化参数反演法实现VSP上下行波和纵横波分离,构建了基于下行直达波和上行反射波走时残差的混合目标函数,推导了相应的伴随状态方程和梯度公式,给出了背景速度和反射系数分步反演流程.理论和实际VSP资料应用表明：直达波和反射波走时联合反演可以得到运动学特征精确的速度模型,为后续全波形反演提供可靠的初始模型;联合反演比单独直达波/反射波走时反演的精度高,比直达波和反射波走时级联反演的耗时少.

     

新疆2次中强地震前气枪震源反射波震相走时异常变化初步研究

以新疆2次5级左右地震为震例样本,选取震中附近石河子台、石场台和乌苏台记录的2013年8月以来的气枪震源信号数据,依据反射波震相,采用互相关检测技术等,研究2次5级左右地震前走时变化特征,得到如下研究结果:1根据单双层"3400走时表"速度模型,参考理论Pm P走时选取震相窗是可靠的;22次5级左右地震前3个台站记录的Pm P走时变化均出现4个月和2个月左右不同程度的低值异常过程,相对走时变化幅度约为0.1%~0.26%,距震中较近的石河子台、石场台的异常特征显著于较远的乌苏台;32次5级左右地震前走时异常变化时间和幅度均存在差异,这可能与震级和震中位置有关。     

计算最小走时和射线路径的界面网全局方法

用慢度分块均匀正方形模型将介质参数化,仅在正方形单元的边界上设置计算结点,这些结点构成界面网．根据Ｈｕｖｓｅｎｓ和Ｆｅｒｍａｔ原理,由不断扩张、收缩的波前点扫描代替波前面搜索,在波前点附近点的局部最小走时计算中对波前点之间的走时使用双曲线近似,通过比较确定最小走时和相应的次级源位置,记录在以界面网点位置为指针的３个一维数组中．借助这些数组通过向源搜索可计算任意点（包括界面网以外的点）上的全局最小走时和射线路径．这一方法不受介质慢度差异大小限制,占内存少,计算速度较快,适于走时反演和以Ｍａｓｌｏｖ射线理论为基础的波场计算．     

计算最小走时和射线路径的界面网全局方法

用慢度分块均匀正方形模型将介质参数化，仅在正方形单元的边界上设置计算结点，这些结点构成界面网．根据Ｈｕｖｓｅｎｓ和Ｆｅｒｍａｔ原理，由不断扩张、收缩的波前点扫描代替波前面搜索，在波前点附近点的局部最小走时计算中对波前点之间的走时使用双曲线近似，通过比较确定最小走时和相应的次级源位置，记录在以界面网点位置为指针的３个一维数组中．借助这些数组通过向源搜索可计算任意点（包括界面网以外的点）上的全局最小走时和射线路径．这一方法不受介质慢度差异大小限制，占内存少，计算速度较快，适于走时反演和以Ｍａｓｌｏｖ射线理论为基础的波场计算．     

大同地震台远震波形走时残差的计算和应用

选取大同地震台记录的2010-2019年531个Ms≥5.0地震事件,根据发震区域的不同对其波形走时残差进行分析,得到不同发震区域地震波形的平均走时残差.结果 表明,日本、喜马拉雅地区地震波形的走时残差总体为负值,平均残差分别为-1.51 s、-0.70 s;斐济、中国台湾地区、南美洲西海岸地区大多为正值,平均残差为0...     

低应变反射波法在桩身质量判定中遇到的几个问题

低应变反射波法在桩基完整性检测技术中愈来愈占有重要的地位,但简便易行的优点也造成了检测结果精确性的不足,本文结合反射波法在实践中的应用,就球面波、人为造成波阻抗变化在检测中的影响等几方面和读者进行探讨。     

Analysis of flow-sediment rating curve hysteresis based on flow and sediment travel time estimations

A flow-sediment rating curve is used to describe the relation between flow discharge and suspended-sediment concentration for a specific location. Five types of flow-sediment rating curves - single-valued line, clockwise loop, counterclockwise loop, single-valued line plus loop, and figure eight - were found to rely on the flow and available sediment arriving at the measuring site. In this study, equations for flow and sediment travel time were derived according to soil, rainfall, and watershed geomorphologic characteristics. The hysteresis of the rating curve was related to the travel times by a series of numerical tests. Field data collected from the Goodwin Creek Experimental Watershed, Mississippi, United States were used to verify the proposed rating curve hysteresis analysis. The results indicate that when the flow travel time is more extended than the sediment travel time, the rating curve shows a clockwise loop. A counterclockwise loop in the rating curve shows that the flow travel time is less extended than the sediment travel time. If the flow travel time exceeds the sediment travel time in specific runoff states and is less than the sediment travel time in other runoff states, then a single line plus a loop rating curve or a figure-eight rating curve is observed. The criterion for the model parameters to obtain equalization of the flow and sediment travel times was derived, which can identify the type of flow-sediment rating curve in a specific watershed.     

天然地震转换波偏移成像方法

当地震波在层状介质中传播,P波通过速度界面时,会产生PP型折射波和PS型折射转换波．本文利用PS转换波与初至P波的到时差,提出一种不需要拾取P波和转换波震相的转换界面偏移成像方法．文中对三种不同的理论模型,在正演计算的基础上,采用了上述方法进行数值计算,计算结果表明,这种方法能够确定转换界面的位置和形态．这一方法的实现将有利于利用天然地震资料研究地球深部结构。     

非均匀电磁波在导电媒质界面反射的横向偏移

由电磁场边值关系给出了非均匀电磁波在导电媒质界面反射时反射系数所产生的附加相角. 利用这一附加相角导出了非均匀电磁波在导电介质界面的横向偏移,并进行了横向偏移的相关计算,绘出了横向偏移随入射角的变化曲线. 结果表明：在导电媒质界面反射电磁波的横向偏移随入射角的增大而增大,当入射角接近90°时,电磁波在界面要传播较长时间后才返回第一种媒质. 在同一入射角电场偏振化方向在入射面的电磁波要比电场偏振化方向垂直于入射面的电磁波的横向偏移大,随着电磁波频率的增加横向偏移变小.     

任意复杂介质中主能量法地震波走时计算

积分法叠前深度偏移及层析成像的核心是复杂介质情况下的地震波走时计算. 复杂构造的高精度地震成像需要有稳健的走时计算方法。本文把 Nichols提出的用地震波主能量计算走时的方法由二维推广到三维,并推导出三维波动方程Helmholtz形式在球坐标系下用因式分解法求解的差分表达式.三维SEG/EAGE盐丘模型的理论走时计算和积分法叠前深度偏移的实践都验证了本文方法的正确性.     

三维介质中速度结构和界面的联合成像

根据波逆行原理推导了三维介质中地震波射线走时对界面偏导数的完整基本关系式,并对基本关系式进行简化,得到其在二维和一维介质中的关系式. 给出了任意多个复杂界面情况下,反演时所需的走时对界面偏导数系数矩阵. 为了检验三维介质中速度和界面联合成像理论的有效性,进行了数值模拟计算,很好地对三维速度结构和界面进行了重建.     

用波函数展开法求解界面圆孔的SH波散射问题

研究了ＳＨ波绕界面圆孔散射的波函数展开理论。由入射,反射和透射波组成的自由波场与孔的散射场叠加成总波场。将定义于两个半平面的散射场按一定方式延拓到全平面。通过Ｈａｎｋｅｌ－Ｆｏｕｒｉｅｒ型积分来满足界面与孔缘处的边界条件,得到了确定特定系数的封闭代数方程组。给出了具体算例,计算了孔缘处的动应力系数分布。     

非均匀P-偏振电磁波在导电界面的类全反射横向偏移

利用非均匀P-偏振电磁波（电场平行于入射面）在导电界面反射系数所产生的附加相角导出了非均匀电磁波在导电介质界面的横向偏移,并给出了一个低频电磁波算例,绘制了横向偏移随入射角的变化曲线. 计算结果表明,入射角在相移常数临界角、衰减常数临界角和90°处,横向偏移曲线存在三个间断点;当入射角等于这三个角时,电磁波将沿界面传播;当入射角在这三个角附近时,横向偏移效应影响较大;在其他角度入射时横向偏移与波长在一个数量级. 论文还讨论了横向偏移效应对电磁波测井测量结果所产生的误差,并给出了误差计算方法和算例.