井下与地面地震波记录特征的对比研究

本文对比研究了平原地区井下和地面的地震波记录特征,对其走时关系和振幅关系进行了推导,得出: 1.在层状均匀介质条件下,在地面记录到的地震波走时tc大于在井下记录到的地震波走时th,二者之差为 △t=tc——th=cosic/Vch与此相应,地面震相观测到时Tc滞后于井下震相观测到时Th,其到时差为△T。 2.定义地面振幅Ac与井下振幅Ah之比为 K=Ac/Ah在特定的条件下,K>1。因而称K为地面振幅相对于井下振幅的放大因子。 分析了静海地震台井下和地面的地震观测资料,得到单台的△T和K的对比结果,并将其记录特征分别与基岩地震台的记录特征进行了比较,认为: 1.对于运动学参数,井下较之地面,更逼近于基岩地区的情况。 2.对于动力学参数,统计得出基岩地震台的地动振幅A与Ah,Ac的关系: A=3.50Ah A=0.34Ac。      

深井摆与地面摆的记录差异

本文利用菏泽台深井摆与地面摆记录的地方震资料,分析比较了两仪器记录的初至波P到时、P波初动单振幅、周期、振幅比及地震震级等参数,发现深井摆与地面摆记录的地震波参数特征有相间,也有差异。这些记录差异可能反映了不同结构的介质对地震波吸收的影响及仪器放大倍数不同,对记录的地震波参数也会有差别。     

深井观测中的地面反射波震相

本文通过理论推导和对深井地震观测的实际记录资料进行分析后认为,井下观测中有可能记录到近震体波的地面反射波震相。这些地面反射波震相振幅的大小不仅取决于原来入射到地面的上行波的振幅大小,也取决于上层波速V,观测深度Z,及上行波的频率f_1诸因素。当2f_1·Z/V≈n(n=0,1,2.…)时,反射波震相的幅度最强;而当4f_1·Z/V≈2n+1(n=0,1,2,…)时,反射波震相幅度最弱。此时,实际上便看不到这样的震相了。反射波震相SS一般在水平分量较强;而PP震相,除一般在垂直分量较强外,有时水平分量也会出现很强的振幅。利用地面反射波震相可以估算表层的地震波速。     

深井中地震波观测结果的某些物理解释

随着深井观测地震台网的进一步发展,在深井中获得的地震资料反映出了不少有意义的信息。本文对纵向不同深度上记录的地震波特征进行了分析和研究,探讨了纵向不同深度上各点之间记录的地震波走时差异和振幅差异的物理成因,指出了台基介质特性及空间状态(全空间或半空间)对地震波传播特征和记录特征的影响,并用软盖层效应加以统一解释。结果表明,在地下纵向不同深度上,自下而上直至地面,地震波的位移幅度逐渐放大、走时加长、周期变大;平原地区的松散沉积覆盖层对地震波产生放大、延时和滤波作用;在井下可以观测到向下传播的地面反射波,因而使得波列变复杂。     

深井中地震波观测结果的某些物理解释

随着深井观测地震台网的进一步发展,在深井中获得的地震资料反映出了不少有意义的信息。本文对纵向不同深度上记录的地震波特征进行了分析和研究,探讨了纵向不同深度上各点之间记录的地震波走时差异和振幅差异的物理成因,指出了台基介质特性及空间状态(全空间或半空间)对地震波传播特征和记录特征的影响,并用软盖层效应加以统一解释。结果表明,在地下纵向不同深度上,自下而上直至地面,地震波的位移幅度逐渐放大、走时加长、周期变大;平原地区的松散沉积覆盖层对地震波产生放大、延时和滤波作用;在井下可以观测到向下传播的地面反射波,因而使得波列变复杂。     

震级标度与体波波谱特征频率

地震震级是利用观测仪器记录地面质点运动参数来确定地震强弱的一种标度。震级标度除了随观测的地动参数(如位移、速度)而导外,还始终与地震波震相、频率及观测仪器联系在一起。即使对于特定的震相(例如体波),震级仍然依赖于使用的地震波频率与地震仪。由于长期以来,有人企图把测定震级的物理基础建立在把“震级”理解为地震波能量的     

柴达木盆地东部地震地面运动放大效应

柴达木盆地是青藏高原东北部大型断陷山间盆地,该地区的流动观测记录了2008年11月10日发生于大柴旦附近的M_W6.3地震。和附近的基岩上的记录相比,盆地内部的记录显示出非常显著的地面运动放大效应,表现为峰值速度的增大、持续时间的延长,其呈现出长持续时间的后续震相。傅里叶频谱分析表明盆地内部显著的后续震相的频率和直达波相比较低,地面质点运动轨迹图显示后续震相为面波运动特征。为了解释地面运动的差异,构建二维模型,通过交错网格高阶有限差分方法计算了地震波在盆地内部的传播过程,结果显示盆地内部低速层的存在造成直达波的放大以及多次反射与转换,盆地边缘结构造成的波的相干叠加产生了强烈的次生面波,其低频、大振幅、长持续时间的特征是盆地内部地面运动放大的主要原因。     

井下与地面地震观测对比研究

涿县台用同一型号的地震仪进行井下摆与地面摆的对比实验表明:井下摆的监测能力大大超过地面摆,给平原和工业噪声大的地区开辟了观测微震的可行途径;由于地震动的振幅在地下比地面小,井下摆所定震级普遍低,采用振动持续时间测定震级可得到较为满意的结果。在初至波的震相方面,本文对井下摆与地面摆之间存在的问题及其原因提出了一些看法。     

含裂隙介质中地震波传播的振幅异常

本文首先利用两相介质模型从理论上简要分析了地震波在含裂隙介质中的传播特性.由初步理论研究结果与简单计算实例可以看出,在含裂隙介质或两相介质中有可能发现并观测到地震波形状与振幅的某些变化.其次,利用马鞍山矿区爆破及唐山、松潘、马边、康定等地区小地震的观测资料,着重提出了研究大震前振幅异常或振幅比异常的一些实际方法,认为大震前外围介质已属于微破裂介质或两相介质.得出并详细研究了震前振幅异常,尤其是振幅比异常的一些基本特性.最后,本文对影响到振幅异常的发现与分析的某些因素作了简要的讨论.文中所得结果与初步结论可能有助于地震预报的研究工作.      

利用影区地震波探测青藏高原内部下地壳低速层

<正>古登堡于1948年解释P波振幅数据时,第一次提出了低速区的概念。认为地壳、上地幔软流圈的存在影响了地震波的走时,并利用地震波记录中低速层的信息,对不同区域可能存在的地壳及上地幔中的低速层进行了研究。但受观测资料所限,早期研究结果的精度受到一定影响。目前,随着大规模地震波观测手段的开展,积累了比以往任何时候都丰富的地震波资料,从这些高质量的观测资料中,可以更为精确、稳定地确定和地壳上地幔低速区相关的震相,用于地球内部速度结构研究。     

有问必答(续)

6 PP是速报远震与极远震的重要续至震相。为什么同一个震中距的两个台站,一个记录清晰,而另一个却几乎看不到? [答]PP称为中途反射波,其反射点大致在震中与台站之问。如果这个反射点所在地区是大陆,由于大陆地壳是双层结构,地震波入射到地面几乎垂直,因而反射成份强,即PP强,如果反射点所在地区是海洋,由于海洋地壳是单层结构,地震波入射到地面的角度较大,因而反射成份弱,即PP弱。因此,中途反射震相PP的强弱要视反射地点的地壳结构而定。应指     

垂向非均匀介质中首波特征分析

利用合成理论地震图方法研究了存在高速层或低速层的地壳模型及壳-幔过渡带模型中首波等震相的动力学特征，指出首波的特征对于高速层的结构变化比较敏感．当高速层厚度与特征波长相比较小时，地震波的衍射现象明显，这种情况下高速层不能屏蔽在其下面一层的上界面传播的首波，且该首波震相的强度随高速层厚度或速度的增加而递减；当高速层厚度与特征波长相当时，高速层底面的反射波震相与首波震相到时接近，会因互相干涉而减弱；对于低速层，首波震相强度较弱且随低速层速度的减小而递减；在壳-幔间断处引入一定厚度和速度变化范围的过渡带，可以得到更加明显的视首波震相，强度随过渡带厚度或速度变化范围的增加而增大．      

溧阳地震台地面与井下地震观测对比分析

为系统总结地面与井下地震观测特性,对溧阳地震台地面GL-S60与井下GL-S60B宽频带地震数据对比分析,结果显示：(1)井下地震计方位角约为176.5°,即东南、西北大致反向,并结合地震P波到时极性分析得以验证。(2)垂直向相关系数优于水平向,受人类活动干扰白天低于夜晚。(3)受台站附近南北向公路影响,地面台基噪声水平向大于垂直向,南北向最大,而井下地震计台基噪声整体较小,且水平向小于垂直向,说明深井观测能有效降低台基噪声,尤其水平向。(4)井下记录的地震信噪比次于地面,地面土层对地震波具有一定放大作用。因此,深井观测虽有效降低噪声水平,但不一定意味着高信噪比数据产出,需结合实际观测资料综合分析。     

2008年青海大柴旦Mw6.3地震地面运动模拟

2008年11月10日在青海柴达木盆地北缘发生了大柴旦M_W6.3地震,为了研究该地震的区域地震波传播与地面运动特征,本文利用地质资料和地壳速度结构研究成果,构建了柴达木盆地及周边区域三维传播介质模型,采用有限差分方法模拟了大柴旦地震波场传播过程以及地面运动分布特征.结果表明,柴达木盆地对波场传播有明显影响,表现为地震波传入盆地后在边界产生次生面波,盆地沉积物对地震波具有围陷作用,地震地面运动在盆地内振幅增大、持时延长.模拟结果给出的地震地面运动峰值速度分布以及理论地震图均和观测结果符合较好,反映数值模拟较好地给出了观测地面运动的主要特征以及传播介质模型的合理性.     

超临界距离上SmS震相对强地面振动衰减关系影响的初步探讨

目前对震中距在100km左右强地面振动衰减关系的研究有较大分歧,一些模型认为在这个距离附近地震波能量基本不随距离增加而变弱,而另外一些模型认为应该变弱。分歧的关键在于超临界距离上的SmS波能量是否比直达S波和面波强。2008年8月21日,云南盈江发生了MS5.9地震,此前在该地区发生过两次4级以上的前震,且震后发生一系列3级以上余震。畹町台位于离主震100km左右的近南方向,在切向分量记录到了该地震序列清晰的大振幅的SmS震相,其振幅是直达S波的2～5倍,说明在盈江地区超临界震中距范围SmS震相对强地面运动具有很强的控制作用。通过对理论地震图的分析研究表明,SmS震相振幅的大小与当地地壳与Moho面的结构有关,对于地壳结构比较简单的地区,能在Moho面形成很强的反射波,这意味着当破坏性地震发生时,在超临界震中距附近,地壳结构相对简单、有利于SmS发育的地区,强地面运动主要受控于SmS波,由于SmS的振幅大、能量强,地面运动振幅会加大2～3倍,表明在超临界距离的地面振动衰减关系和超临界距离之外的衰减关系有明显差别。     

用线性波传播模型再现视非线性地震响应

在地震工程中,地震荷载的预测了解沉积层地面运动的放大作用,它定义为沉积 与岩石场地地面运动大小的比值。在１９９４年北岭地震中,观测到的沉积层场地余震的（级为３－４）弱地面运动放大作用是主震（震级为６．７）放大作用的２倍。这种现象的一种解释是沉积层振幅的放大（非线性）作用。然后,利用经验脉冲响应进行的地震模拟和用弱非生,随机三维地壳速度弹性有限差分法的计算表明,线性波传播模型可以解释所观测到的（表现     

苏北平原井下摆观测效果的讨论

文章以江苏省大丰台、盐城台、淮阴台、海安台，射阳台井下摆观测为例。比较它们的观测结果，分析认为井下摆的观测效果不仅与地面复盖层的厚度有关，而且与井下摆周围的环境干扰，观测用井的质量有关。为了提高井下摆观测效果，应尽量减少环境干扰，并注意井的垂直度和固井，文章还指出，沿海地区井下摆受海浪干扰相当显著的。     

用B-样条双正交小波拾取P波到时

地震波包含有许多震相,这些震相蕴涵着丰富的地球物理信息,反映了震源、传播路径等介质的特征,识别这些震相对于了解震源机制、地层结构以及地震波特性是很重要的.地震事件检测的一个重要目的是在地震发生前后提供地震的相关信息,以减少或避免地震带来的损失.由于P波和S波的特殊性,地震事件检测主要是识别P波和S波以及确定它们的到时,因此准确而高效地确定P波和S波到时方法的研究成为众多地球物理学家的研究热点.     

用能量累积法检测地震波雷达信号

将具有高度重复性的地震波雷达长时间向地壳内发射线性调频信号,经过地下介质的传播后到达地面,用地震仪器在监测点和检测点记录下来,通过分析数据来了解地壳速度结构及波速变化.线性调频信号是一种非平稳信号,它的频率随时间线性变化,有很好的能量聚集性,非常适合做时间-频率分析.本文用短时傅里叶变换对监测点的信号进行时间-频率分析,以检验地震波雷达发射信号的时间和频率是否和控制系统一致.通过WignerVille分布将地震波雷达发射的信号能量聚集在线性调频直线上,再用Hough变换累积聚集的能量形成波峰,按照线性调频直线的倾角提取波峰所在行,计算到时后构成地震波走时曲线图.用靠近本次实验地点的H-21剖面得到的地壳速度结构正演该测线的Pg、Sg、PmP和SmS的折合走时曲线,并与用能量累积法提取出的地震波走时曲线进行对比,分析结果表明:地震波雷达发射线性调频信号的时间和频率都符合控制要求,重复性高达99.9%以上,可以清晰地分辨出Pg、Sg震相,并且PmP和SmS震相可辨.     

地震反射波P_(11)、S_(11)的特征及其应用

前言 我国大陆地震大都发生在莫霍界面以上的地壳内,属于浅源地震。不论是浅源地震还是深源地震,波从震源发出后,在传播过程中,遇到介质界面便要发生反射现象。形成地震波全反射的条件是:地震波在地壳介质传播过程中必须遇有明显的介质界面;地震波必须先从低传播速度的介质中入射,透过界面传向高传播速度的介质中,并同时发生远离法线的折射;入射波的入射角必须大于临界角。若上述三个条件得到满足,地震波则在界面发生全反射。这是广义的描述地震波全反射现象。广义的地震波全反射波可以在较远的距离观测到,例如地面爆破反射波P_(11)、S_(11)在震中距180公里左右仍可清晰地记