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受仪器限制,地面旋转运动直到过去10年才被观测到。日本对地震近场旋转的观测(Takeo,1998)表明,地面旋转运动是经典弹性理论估计值的很多倍。由于利用类似Takeo所用的旋转传感器没有得到有价值的地面旋转运动,于是我们在台湾东部HGSD台站布设了灵敏得多的旋转速度传感器(R-1型)。在2004年12月7日至2006年11月12日的一期观测实施期间共记录到数百个地震。这主要是解决野外观测问题的一次实习;一期观测最终因其中两台R-1传感器停止工作而结束。2007年春我们重新安装了K2+R1型仪器,从而开展了二期观测。从2007年5月8日到2008年2月17日,我们观测了52个地方震,记录到信噪比～5的好的旋转速度信号和信噪比～10的极好的平移加速度信号。可惜的是,2008年2月中旬HGSD台站被洪水淹没,野外观测由此中断,一直到2008年6月才恢复正常观测。本文叙述了迄今为止HGSD台站对地面旋转和平移运动的观测,集中描述了我们的仪器和二期观测期间所得到的52个地方震的数据,并给出一些很初步的结果。 相似文献
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2008年3月4日在台湾东北部的N3爆破点实施了两次爆破。第一次3000kg炸药的爆破编号为N3P,第二次750kg炸药的爆破编号为N3。为了记录这两次爆破,我们使用了8个三轴旋转传感器、13个三轴加速度计以及12个装有全球定位系统接收器的6通道24位数据记录仪在爆破前后几小时进行连续观测。这些仪器安装在距离爆破点250m(1个台)、500m(11个台)、600m(1个台)的地方,其中距离爆破点500m的11个台站形成了台站间距约为5m的中心台阵。除一个旋转传感器外,都得到了量程内的记录。尽管N3P爆破使用的炸药是N3爆破的4倍,但是13个台站记录的N3P爆破的平移加速度和旋转速度的峰值却只有N3爆破的1.5倍。在台站间距大约5m的中心台阵的记录中,我们还发现平移加速度和旋转速度变化很大(百分之几十)。N3P和N3爆破的最大峰值旋转速度分别为2.74mrad/s和1.75mrad/s。本文的主要目的是报告台湾这两次爆破的旋转和平移运动记录,并在网上发布以开放访问。Langston等(2009)已经对本次试验的平移加速度数据进行了分析,我们计划未来发表一篇关于分析旋转速度数据的文章。 相似文献
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旋转地震学是研究由天然地震、爆破和周围环境振动引起的地面旋转运动的新兴学科。对于它的研究不仅有助于对质点运动(平移运动、旋转运动和形变)进行完整的描述,而且对广义地球物理学,如强地面运动地震学、地震工程学、地震物理学、地震仪器等的研究也有重要指导意义。本文系统介绍了旋转运动在地震学中4个方面的应用。首先,介绍基于平移运动和旋转运动的共同测量,得出了计算远震瑞利波和勒夫波相速度的理论公式,并以西伯利亚地震为例,得出台站附近的相速度结构;其次,利用环形激光仪仅对地震SH波敏感的特性,分离P波和S波,分辨海洋噪声和面波,确定海洋噪声的反方位角;然后,介绍利用旋转传感器对自由振荡的长周期环形模式的观测;最后,对包含旋转观测量的多参数反演问题的重要性和实用性进行了阐述,并分析了旋转地震学研究现存的问题。 相似文献
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M. Stupazzini J. de la Puente C. Smerzini M. Kaiser H. Igel A. Castellani 袁美巧 《世界地震译丛》2010,(2):54-71
在19和20世纪,地震观测者主要记录地震引起的平移波场,而缺乏对旋转运动的观测和研究。我们的目的是进一步认识地面旋转运动及其与平移波场的关系,着重研究离震源几个波长的近场,在那里可能需要考虑与旋转运动有关的破坏。通过收集大量已公布的强旋转运动数据,得到了一幅包括可获得的旋转振幅及其变化值的基本图件。为了得到更加详细的图件,我们对在格勒诺布尔谷发生的一个走滑型地震进行了大规模的三维数值研究,通过对那里的地形、震源和场地效应相结合,从而产生了逼真的波场。根据旋转和平移的峰值振幅,以及它们与土壤非线性和震源方向性这两个影响因素的关系,分析了合成数据集。在软土层上测得MW6.0级地震的峰值旋转运动量是1mrad,峰值旋转速率是10mrad/s。这些值很大程度上依赖于震源位置、场地条件和地形特征,这些因素会导致20km内的值发生几乎一个数量级的变化。最后,我们利用峰值地面速度(PGV)和峰值地面旋转量(PGω),对数值模拟的结果和类似条件下通过台阵技术得到的野外资料(帕克菲尔德)进行对比,以研究浅源中等大小地震在近场所预期的平移与旋转运动振幅的关系。我们的数值模拟的结果与过去研究中的观测值拟合良好。再有,PGV/PGω比值的空间变化呈现出一个趋势,而这个趋势与研究所选择模型的速度结构有关。 相似文献
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针对多套三轴磁通门传感器在同一观测环境下,日变化观测曲线不是完全重合,存在观测数据的不一致性问题,通过理论计算和地磁台站测试实验,分析仪器的定向、底座水平与地磁各分量观测数据之间的变化规律并给出其定量关系.实验结果表明:若存在定向误差角α,则表现为D分量的观测曲线中包含了一定比例的H分量;在水平面内,若存在磁传感器以H分量为轴在ZOD平面内的旋转夹角φ,则表现为D分量的观测曲线中包含了一定比例的Z分量;若存在磁传感器以D分量为轴在ZOH平面内的旋转夹角θ,则表现为H和Z两分量的记录数据中分别包含了一定比例的对方分量成分. 相似文献
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对日本(Takeo,1998)和台湾地区(Huang et al,2006;Liu et al,2009)的地震近场测量显示,地面旋转运动的测量值比经典弹性理论得到的预期值高出很多倍。为了在地震学和地震工程学层面上研究近场地震的细节,台湾气象机构(CWB)在台湾嘉义中正大学布设了4套仪器,正在监测一个多世纪前的1906年曾发生过大地震的梅山活断层的地面旋转和平移运动。这次观测布设的仪器是:(1)在自由场地32个测点的地震台阵;(2)在大楼内32个测点的地震台阵;(3)带有宽频地震计和加速度计的6通道仪器;(4)带有加速度计和外设旋转速度传感器的6通道仪器。本文是有关该台阵布设的进展报告。虽然从2007年12月12日到2008年7月3日,所布设的4套仪器中的一套或多套已记录到24次近震,但我们仍在对设备进行升级,改善现场观测。 相似文献
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深井井下地震综合观测对仪器的可靠性要求很高, 为满足高可靠性的要求, 我们提出了基于6个斜轴悬挂平动分量传感器的高可靠深井地震计解决方案。 使用该方案的高可靠深井地震计的可靠性是普通三分量地震计的20倍, 为了最大限度发挥高可靠深井地震计方案的优势, 需要掌握各分量的工作状态。 本文研究了所有6个分量传感器输出波形的特征, 提出垂直向波形符合性检验、 水平向波形符合性检验和X、 Y、 Z波形符合性检验方法, 由此掌握各分量传感器的工作状态。 这些方法有助于确定井下各分量地震计的工作状态, 从而决定采用适当的组合来获得相对最佳的X、 Y、 Z输出波形, 最大限度发挥6分量井下地震计的性能。 相似文献
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以2015年河北昌黎ML4.5地震中测震、强震及烈度仪台站记录到的事件波形为研究对象,通过对比分析挑选的两组观测台站的记录波形以及不同台站的噪声记录特征,获得了烈度仪台站观测记录能力及特点的认识.结果表明:烈度仪台站产出的记录在部分频段 (1—10 Hz) 与传统强震台站、测震台站均有较好的一致性,但在中长周期部分存在较大差异;在相同观测频带 (0.1—10 Hz) 下,由烈度仪台站记录积分得到的速度时程、位移时程也与强震台站、测震台站的观测结果具有良好的相关性,说明烈度仪台站产出的加速度记录具有一定的可积分性;烈度仪台站记录的噪声水平远超出强震台站和测震台站,基本为仪器自噪声,不包含天然地脉动成分.此外,由于本研究所用的烈度仪采用了16位的A/D转换器,对震相到时的精确拾取产生了不利影响.综上,本文认为烈度仪台站较适用于中强地震的近场观测. 相似文献
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测量活动地震断裂带内的应力变化是地震学的长期努力目标。途径之一是探测地震波速度的应力依赖性。在“圣安德烈斯断层深部探测计划”主动源钻井试验中,我们探测了波速随应力的变化。文中认为应用该技术的确可以测量应力变化。在两个多月的试验中,观测到剪切波沿固定路径上的传播时间（几个毫秒）与气压变化之间呈现出很好的负相关性。我们还观测到两处明显的走时偏离异常,与观测期间发生的两次地震事件密切相关,而这两次地震均在SAFOD产生了较大的同震应力变化。走时异常分别发生在两次地震事件的前10h和前2h,可能与早期实验室研究发现的破裂前应力导致的裂纹特性变化有关。 相似文献
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2019年黑龙江省完成"一带一路"地震科学台阵项目中台址勘选工作,基于科学台阵中136个台址的地面运动噪声数据,通过计算不同频段范围内背景噪声记录的加速度功率谱密度,研究不同环境噪声下科学台阵记录数据的地噪声特征及其台基响应。结果表明：黑龙江西北和东南部地区地面运动噪声水平低,观测环境较好;中部和东北部地区噪声水平较高,大庆地区尤为严重。勘选结果真实反映了黑龙江区域内的背景噪声分布,使我们对本区域地噪声水平和干扰因素有了新的认识。 相似文献
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破裂扩展方向是影响地震引发地震动方式的重要因素。因此,表征促进潜在破裂扩展方向的因素是极其重要的。本文分析了加州帕克菲尔德附近圣安德烈斯断层上反复发生的地震序列的地震方向性。同一序列中的所有地震都有非常相似的波形并有重叠的地表破裂。我们说明,普通序列地震之间传递函数的微妙变化可以被认为是视破裂持续时间的改变。计算了所有可用台站的成对地震事件以及每个序列的相对视破裂持续时间。我们反演这些测量结果,得到了序列中各单一事件相对于参考事件的视破裂持续时间的估计值。视破裂持续时间随方位的变化证实了破裂方向性。我们说明,大多数所分析的微震显示为东南向破裂。我们还说明,在给定的重复序列中,大多数地震往往显示出相同的破裂方向。 相似文献
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W. H. K. Lee Bor-Shouh Huang C. A. Langston Chin-Jen Lin Chun-Chi Liu Tzay-Chyn Shin Ta-Liang Teng Chien-Fu Wu 辛维 《世界地震译丛》2010,(1):14-25
已成功地测量到由大震引起的远场地面旋转运动,其观测结果与经典弹性理论计算结果基本吻合。然而,最近日本和中国台湾地震的近场旋转测量结果却比经典弹性理论预测值大10～100倍。1999年台湾集集地震(Mw7.6)的近场强地面运动记录显示沿长达100km破裂的地面运动极其复杂,因此,要想从加速度数据的二重积分得到合理的位移值则必须进行随机基线校正。因为旋转运动会对地球重力场产生扰动,进而影响到加速度观测,所以我们在台湾开展了相应的对地面旋转运动的观测研究。有3篇文章描述了台湾地区地面运动旋转的观测结果:(1)HGSD台站的观测结果(Liu et al,2009);(2)台湾综合地球动力学研究(TAIGER)项目的两个爆破在N3台站的观测结果(Liu et al,2009);(3)中正大学(NCCU)校园的观测结果(Wu et al,2009)。此外,Langston等(2009)给出了对台湾综合地球动力学研究爆破数据的分析结果。如前面几位作者指出的那样,我们发现台湾地区近震峰值旋转速率(PRR,单位mrad/s)和峰值地面加速度(PGA,单位m/s2)之间存在线性关系,这个关系式为:PRR=0.002+1.301PGA,其相关系数为0.988。 相似文献
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波形梯度法是一种全新的台阵数据处理技术,该方法利用子台阵中的波形差异可以得到一些基本的地震波传播参数.本文首次将其应用于美国中东部地震台阵面波的三分量研究当中.首先通过垂向分量的面波进行波形梯度分析,得到垂直分量面波的相速度、传播方向、几何扩散和辐射花样.再通过垂向分量得到的传播方向进行坐标旋转,从而得到了径向分量以及切向分量的面波,再将其应用于波形梯度分析,分别得到径向分量以及切向分量面波的相速度、传播方向、几何扩散和辐射花样.利用2012年8月27日发生在中美洲西海岸地震事件的三分量地震数据的面波波形得到的结果显示,在相同周期,研究区域的三个分量面波的相速度分布横向差异显著.切向分量面波的相速度分布特征差异较大,可能是由于径向各向异性造成的.三个分量的传播方向变化都不大,且切向分量的传播方向变化大于垂直分量与径向分量,说明地震波的切线分量在传播过程中受到的影响更大,同时还可以看出传播方向的变化呈现出条带状的特征.几何扩散和辐射花样都是与地震波的振幅项有关的信息,三个分量的几何扩散特征基本一致.但是由于切向分量传播方向变化相对较大,可能导致了切向分量面波的辐射花样有所差异. 相似文献
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旋转地震学是一门全面研究由地震、爆破以及周围环境振动引发的地面旋转运动的新兴学科。对于它的研究不仅有助于物理学家利用地面观测台开展天体源激发引力波(爱因斯坦在1961年曾预言)的探测研究,同时对广泛的地球物理学(包括:强地面运动地震学、宽频带地震学、地震工程学、地震物理学、地震仪表设备、地震灾害、地震构造、大地测量学)的研究也具有重要的指导意义。本专辑引论包括3个方面的内容:(1)某些背景信息;(2)与本专辑有关的最新事件的概述;(3)对51篇文章的综述(包括27篇论文、11篇短文、4篇综述、6篇教材、3篇补充材料)。本文对51篇文章的综述很简短,只对其内容作了简要说明。本专辑中的文章表明:研究地震运动时,不仅要测量平移运动的三分量,同时也应该对旋转运动的三分量以及应力的多分量进行研究;研究地震运动的最佳场地应选择在大震近场(距地震断裂带25km以内),因为那里的非线性岩石及土壤响应对地动的影响较复杂。 相似文献
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研究了加纳谷(南加州)加速度传感器垂直台阵记录的剪切波在浅层(<200m)的各向异性效应。应用埋深在结晶基岩(220m)、风化结晶岩(22m)及沉积岩(15,6和0m)的传感器记录的地震事件,我们分析了剪切波的竖向传播走时和在不同深度处的偏振方向。剪切波水平分量的速矢端迹图展示了明显的线性的和固定的偏振方向,与地震位置和震源机制无关。偏振取向随深度而变化,在220m深度是N325°±13°,而在22,15,6和0m深度处是N25°±20°。(a)对剪切波在深部(>220m)的传播,220m深度处的偏振方向和距7km的美国地质调查局KNW台站观测得到的结果是一致的。通过对本区地震资料的处理研究,我们可以推断岩石构造各向异性是由矿物和(或)微裂纹沿某一方向的定向排列引起的。(b)对于剪切波在浅部的传播(<220m),观测到220m和22m间的快剪切波偏振方向为N0°±20°,且速度快8±2％。快、慢剪切波之间的传播延迟大致等于信号的半个主周期,且地表下质点的线性偏振可据椭圆运动的主方向来确定。N±20°的快剪切波偏振方向与圣安德烈斯断层区的水平最大主压应力方向一致。浅层各向异性的范围与蚀变花岗岩形成的低速有关。本文认为,介质各向异性或者是由应力在蚀变(如热液)介质中孔隙或裂纹发生形变引起的,或者是由两个具有不同线状构造方向的结晶岩单元的叠加而形成的。记录资料显示出,在0～200m的浅层中,各向异性强烈影响了小于30Hz的正常频段范围内的短周期地表记录。 相似文献
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《地球物理学进展》2017,(3)
2013年4月20日,四川芦山发生M_S 7.0级大地震.地震发生后,我们应急进入震区考察,在城区范围内开展表层地震放大响应特性观测.通过在芦山城区范围内布置9个移动地震台站进行余震监测,记录到282个余震事件的三分量地震动数据,并选出8个记录质量好、噪声背景低、地震波形完整的余震数据进行分析.这8个地震均发生在以芦山城区为中心的15 km范围之内,震源深度10~17 km,震级1.5到3.7,全部为每个移动监测台站完整记录.从这些地震记录中截取其中的S波数据进行分析,计算每个台站每个地震记录分量的傅立叶振幅谱,利用南北与东西两个水平分量的数据合成一个综合的水平震动分量振幅谱函数,并将其与位于城西采石场基岩处参考观测点的台站记录数据进行比较.结果表明,芦山城区内各个观测点的地震动相对于参考点存在显著的放大效应,各个观测点的放大主频分布比较一致,多发生在5~6 Hz之间.而振幅放大效应则存在较大差异,放大倍数5~24不等.其中位于沫东镇的L07观测点的地震动放大效应特别突出,最大放大峰值高达24倍,对该处地震安全的威胁不容忽视. 相似文献
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2007年新潟县中越近海地震期间柏崎刈羽核电站遭受到极强的震动。该核电站周围密集的地震检波器阵观测到的加速度记录目前已对公众开放,将会提供有价值的资料。基于在主震及前震、余震中观测到的垂直阵记录,利用归一化输入输出最小化(NIOM)方法研究了S波速度随时间的变化。在地表下50m与50～100m的地层中,发现在主震的主运动期间S波速度显著降低,显示了非线性行为。然而在地表100m以下的基岩层中,观测到了近似线性的行为。并且发现在100m以内的地层中,主运动后不久S波速度增大,说明这些地层没有发生较大的液化。最后,基于得到的S波速度研究了剪切模量和剪应变之间的关系。地表层及中间层的归一化剪切模量(G/G0)降低到约0.2(应变水平1×10-3～1×10-2)和0.6(在应变水平1×10-3～2×10-3)。 相似文献
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本文利用矿山爆破,进行了地形对地面运动影响的观测研究.9次爆破的结果表明,山顶处位移和速度的谱曲线的峰区较山前和其它测点的集中,振幅的量值也大,其放大倍率约为3,其中与山体走向平行的水平分量放大得最大,与之垂直的次之,而垂直于地面的最小;山顶测点不同分量上最大位移所对应的周期接近,其对山前的放大量值近于2,也是水平分量大于垂直分量;山顶处地面运动的延续时间取决于爆破的药量和方式,山前等测点延时的放大为3-4倍,也是水平分量大于垂直分量.山顶上地面运动的这种特殊性,是由于入射波所激发的山体共振所引起的. 相似文献