简正模频率的地壳改正效应

该文通过对CRUST2.0+PREM 16200个区域一维地球模型简正模频率的计算,得到简正模非线性地壳改正效应.结果表明：地壳改正的非线性化改正不可或缺,对于低频简正模,其影响较小;对于高频简正模,其影响较大,这一变化遵循能量密度函数分布规律.此外,该文将CRUST2.0网格数据展开成球谐函数,并在此基础上计算了地壳侧向非均匀导致的二阶谱峰分裂系数.将其与地幔对应系数比较得出：前者造成的简正模谱峰分裂通常远远小于后者;地壳造成的二阶谱峰分裂主要贡献来自于间断面地形起伏（地壳厚度等）而非地壳的侧向非均匀参数扰动;在反演地幔结构时必须扣除地壳对简正模谱峰分裂系数的影响.

     

SNRVEI地球模型连续分布的简正模及其意义

基于Peltier等建立的粘弹地球表面负荷形变理论,运用简正模分析法,实现了SNRVEI粘弹地球模型表面负荷勒夫数从拉氏域至时间域的变换．数值结果印证了韩大仲关于真实地球存在“连续分布的简正模”的结论,同时还表明在保证较高计算精度前提下,为便于计算,将地球核慢边界以上部分划分成较少个物性均匀层是可行的．本文的方法和结果经过数值检验,可用于冰后相对海平面变化、地球自转非潮汐加速度变化等地表负荷均衡动态响应观测量的研究．     

基于分层结构参数变化的地球自由振荡简正模研究

大地震激发导致的地球自由振荡可为获得地球深部结构提供重要手段,通过理论计算自由振荡简正模的本征周期,并与实测结果进行比较,可为地球深内部结构和新地球模型的研究提供有效约束.采用微分方程数值积分技术和G-D1066A地球模型,本文计算了0~48阶的187个球型自由振荡简正模的本征周期,将计算结果与Gilbertt和Dziewonski等3组模型理论结果及Ness等4组观测结果进行比较,相对偏差在0.3%以内.分析说明由于考虑了地幔、外核和内核等不同分层密度和拉梅参数变化的影响,获得了较高精度的地球自由振荡简正模周期.本文提供的理论计算结果可为修正真实地球内部参数提供有效参考.     

SNRVEI地球模型连续分布的简正模及其意义

基于Peltier等建立的粘弹地球表面负荷形变理论，运用简正模分析法，实现了SNRVEI粘弹地球模型表面负荷勒夫数从拉氏域至时间域的变换．数值结果印证了韩大仲关于真实地球存在“连续分布的简正模”的结论，同时还表明在保证较高计算精度前提下，为便于计算，将地球核慢边界以上部分划分成较少个物性均匀层是可行的．本文的方法和结果经过数值检验，可用于冰后相对海平面变化、地球自转非潮汐加速度变化等地表负荷均衡动态响应观测量的研究．     

利用地球简正模耦合研究上地幔过渡区方位各向异性

地震方位各向异性广泛存在于地球上地幔中,目前利用地震体波或面波分析研究上地幔各向异性的地球物理方法有很多种,但是由于各自的局限性均难以分析上地幔过渡区中的各向异性特征.方位各向异性可导致球形简正模和环形简正模之间发生耦合.地球长周期自由振荡的简正模可深入到上地幔过渡区.本文利用各向异性地球模型计算各向异性简正模耦合深度敏感核,表明长周期(250~400 s)简正模各向异性耦合(如₀S₂₀-₀T₂₁ 和₀S₂₅-₀T₂₅)的敏感度峰值在400~600 km之间.在不受地球自转影响的台站,如位于南极极点的QSPA站,仍然可以观测到强烈的简正模耦合现象.本文的研究表明:只有在地震观测台站靠近长周期球形振荡的节点时,才能在其观测数据中观测到各向异性耦合现象,许多各向异性耦合在震后18~24 h期间最强,并可导致垂直方向的环形简正模的振幅大于球形耦合简正模的振幅.这些特征是在地震观测数据中寻找各向异性耦合的重要线索.长周期简正模的方位各向异性耦合为我们提供了一个新的认识上地幔过渡区各向异性的窗口.     

地震激发的地球自由振荡研究综述

地球自由振荡的研究已成为探查地球内部结构的重要手段之一.影响地球自由振荡的因素有很多,如地球物理学结构横向不均匀性及径向不均匀性、地球自转、地球椭率、地球内部各向异性、非弹性性以及震源机制性质,还有地球外界如引潮力等.本文详细介绍和总结了近几十年来关于地球自由振荡理论研究、实验及观测资料方面的研究,重点是数值模拟方法方面的研究工作.通过观测和理论分析对比,以数值实验的方式推测地球内部更详细的结构分布,如地球内部密度分布以及波速度等特性;并从弹性波理论出发结合高性能并行计算对全球自由振荡过程进行数值模拟研究.     

非周期均匀化在弹性方程中的应用

对于谱元法中介质的非均匀分布尺度小于最小的理论波长以及复杂的间断面网格化难题,建立从微观到宏观的升尺度均匀化方程以及在不丢失波场计算精度对局部区域的微小尺度进行均匀化.利用传统的简正模计算方法求解本征频率和本征函数,给出了均匀化的结果,证明了均匀化计算方法的可行性和正确性;分析了基频简正模频率、理论地震图与均匀化参数,均匀化阶数之间的联系.并成功将之应用到SEM1D实验中,为下一步CSEM三维均匀化奠定基础.

     

用钻孔应变数据探测2011年日本Tohoku大地震激发的低频地球环型自由振荡及其谱峰分裂

地震激发的地球自由振荡中, 环型自由振荡(特别是低频环型自由振荡)的精确探测相比于球型自由振荡更加困难. 环型自由振荡对SH波速度结构更加敏感, 能更好地监测走滑断层运动, 因此精确估算环型自由振荡的谱峰参数可为地球内部大尺度SH波速度结构和大地震的震源机制提供更强约束. 本研究利用2011年日本Tohoku地震后四分量钻孔应变仪的观测资料, 提取了该地震激发的1.3 mHz以下低频环型和球型自由振荡信号, 与STS-1宽频带地震仪的结果相比较, 发现四分量钻孔应变仪对1 mHz以下的环型自由振荡具有更强的探测能力. 本研究还采用频率域自回归方法精确估计了₀T₂—₀T₆的简并频率, 结果与PREM模型理论值相差非常小, 平均相对误差仅为2.52×10^-4.此外还用钻孔应变仪观测资料探测到了₀T₂谱峰分裂现象. 研究结果表明, 钻孔应变仪能有效探测到大地震激发的低频地球环型自由振荡信号, 可为地幔大尺度各向异性结构研究提供高质量的基础数据.

     

地震复发模型：弹性波辐射,摩擦松弛和非均匀性的作用

我们建立了一个地震活动性的动力学模型，其中断层被埋藏在无限，连续的弹性介质中。因此，该模型充分考虑了地震波辐射所耗散的能量对模型地震序列进行的影响。在这个模型中，破裂时的摩擦降逐渐发生，这样便引入一个松弛尺度。     

内核地球自转动力学理论的研究进展(Ⅵ)——章动转换函数和内核的动力学效应

本文是序列文章的第六篇,其主要内容包括：讨论了两种章动转换函数表达式以及它们系数之间的关系,指出了前人给出系数值的缺陷,以及某些公式表述的错误;基于内核地球模型的有关参数,利用Mathematica数学分析软件计算了PREM和1066A地球模型在FULL理论、MTIC和FIC近似下的章动本征模频率和章动转换函数的有关系数;计算了内核动力学对受迫章动的影响,结果表明其影响已在目前VLBI可检测的量级内.本文对地球章动转换函数进行了较完整的论述,期望对进一步研究地球自转动力学起重要作用.     

Inversion for negative dislocation on elastic block boundaries in the northeastern margin of Qinghai-Xizang block and prediction for strong earthquake location

Introduction According to the negative dislocation model (Matsu′ura et al, 1986), the relative motion be-tween active blocks under contemporary crustal movement is likely to be partially blocked on the boundaries. Suppose the lower ductile zone of boundary could slip freely, while due to the fric-tional resistance, etc., the upper brittle zone would restrict such kind of relative motion, so as to give rise to stress and strain accumulation. Namely, the surface displacement in the block bound-…     

Progress in studies on the structure and physical properties of the mantle in China

The studies on the structure and physical properties of the mantle by Chinese geophysicists from 2003 to 2007 are reviewed in this report. It mainly contains studies on the seismic velocity structure of the mantle,anisotropy of the mantle,mantle discontinuities,mantle convection and the physical properties of mantle. The review concerns mainly the contents,the methods used and the results of the studies. It can be found that new progress in the study on the structure and physical properties of mantle has been made in the last four years in China. In some preexis-tent areas much progress has been made,advanced methods have been adopted,extensive international co-operation has been conducted in many ways,and the scope of the co-operation has gradually expanded. More-over,some new fields appear as well.     

有效应力变化对致密砂岩孔隙结构及弹性波响应的影响规律

致密砂岩气藏具有裂缝发育和有效应力高的特征,研究不同有效压力下孔、裂隙介质地震波传播特征,有利于地震解释与地下储层的识别.但是前人的研究较少考虑岩石内部微观孔隙结构特征与孔隙、裂隙间流体流动的关系.本文首先通过选取四川盆地典型致密砂岩岩样,在不同有效压力下对岩石样本进行超声波实验测量.然后基于实验测得的纵、横波速度进行裂隙参数反演,得到不同有效压力下致密砂岩样本的裂隙孔隙度.再将裂隙孔隙度和样本岩石物理参数代入双重孔隙介质模型,模拟得到不同有效压力下饱水致密砂岩样本纵横波速度频散和衰减的变化规律.结果表明模型预测的速度频散曲线与纵波速度实验测量结果能够较好的吻合.最后统计分析了致密砂岩裂隙参数,得到了致密砂岩储层裂隙参数随有效压力及孔隙度变化特征.依据实际岩石物理参数建立模型,其裂隙参数三维拟合结果能够较好描述致密砂岩裂隙结构与孔隙度、应力的关联,可为实际地震勘探中预测储层裂缝性质提供基础依据.     

准噶尔盆地北部基底结构与属性问题探讨

准噶尔盆地的基底结构与属性一直是地学界关注的焦点问题之一.横跨准噶尔盆地北部,走向近东西的克拉玛依—喀姆斯特地震剖面提供了该盆地北部详细的地壳与上地幔顶部的速度结构与构造,特别是基底顶界面的速度.沿剖面发现了数条走向近南北的“H”型超壳断裂,它们没有明显的断差,断裂处反射系数明显降低,介质的Q值减小,推测具“开裂”性质;利用盆地内1:20万重磁数据完成了重磁联合反演,获得了沿剖面的地壳与上地幔顶部的二维密度结构与二维磁性结构.根据在一定深度范围内介质的速度-密度-岩性之间的关系,确定了盆地北部基底岩性分布.结果表明,准噶尔盆地北部的基底多处为基性和超基性物质,推测为深部（上地幔）物质沿超壳断裂进入地壳内部并对地壳物质进行改造的结果.这一推断得到盆地内部高磁性、高重力异常的支持,也与盆地具有较高的地壳平均速度相一致.综合其他地球物理与地质资料综合分析,给出了综合地质解释剖面,建立了准噶尔盆地北部基底结构与属性的动力学模型.     

地面运动强度参数对RC桥梁地震需求的影响

在基于性能的地震工程学(PBEE)中,建立概率地震需求模型(PSDM)时需要对桥梁结构的工程需求参数(EDP)进行概率估计。其中,强地面运动参数(IM)的选择对EDP的概率估计影响很大,因此需要正确选择IM。分别采用目前最广泛使用的结构第一模态周期弹性谱加速度(5%阻尼比)Sa(T1,5%)和峰值地面加速度PGA作为IM,选择实际地震波并进行合理的调值,对一座钢筋混凝土桥墩进行IDA分析,其计算结果表明:对于不同性质EDP的概率估计值,以PGA作为IM计算所得的结果明显偏于非保守,且离散度一般也更大。说明可以针对不同性质的EDP,根据地面运动强度的大小,选择不同的IM,通过合理的调值对EDP进行概率估计,可以更加精确、高效地建立PSDM。