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双线性单自由度体系强迫动力反应的Hilbert谱与本征振动模态:输入简谐波频率的影响 总被引：5，自引：1，他引：4
系统地研究了双线性单自由度体系在简谐波输入下表现出非线性力学行为时,输入简谐波频率对体系动力响应的Hilbert谱、Hilbert边缘谱及Fourier幅值谱的影响.研究结果表明,如果体系输入简谐波频率为f,那么体系动力响应Hilbert边缘谱的能量分布在f附近一个较宽的频带上,该频带的产生是体系动力响应Hilbert谱中所蕴含的波内调制的必然结果,它源自于体系某个本征振动模态瞬时频率的波动,而这种瞬时频率的波动描述了体系屈服与卸载的非线性力学行为;体系动力响应的Fourier幅值谱自3f起,每隔2f就会出现一个幅值明显高出周围其它分量的Fourier“伪”谐波分量,这也是体系非线性力学行为所造成的结果. 相似文献
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黏弹性衰减因子Q的可靠估计可通过Q反褶积来提高地震资料的分辨率并有助于振幅分析. 本文从小波理论出发,结合地震波在黏弹性介质中的传播方程,推导出小波尺度域地震波能量衰减公式. 能量衰减公式具有下列性质：（1）Q值越大,能量衰减得越慢;Q值越小,能量衰减越严重;（2）尺度越小,信号中保留的能量越少;（3）对于脉冲源来说在理想的无衰减介质(即Q趋近于∞)中传播时,信号在不同尺度内的能量相同. 利用尺度能量公式,可从反射地震资料中直接估计品质因子Q（即衰减因子）,也可以提取不同尺度的能量衰减剖面作为储层描述的属性参数,用来进行岩性识别和指示气藏,与经典的谱比法相比,避免了谱比法所面临的双时窗问题以及进行谱估计的窗选择问题. 理论模型试验表明了本文方法的正确性和有效性. 相似文献
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采用中小地震的数字观测资料,依据地震观测谱和震源谱、传播路径衰减因子及场地效应的关系式,在对场地效应约束的条件下,反演S波非弹性衰减和软基岩场地效应,确定研究区路径、 场地参数. 该方法确定的参数, 避免了台站地形效应的影响,真实地反映了研究区自由软基岩场地的地震效应和传播路径非弹性衰减的影响. 研究区的平均软基岩场地效应, 在2~4 Hz频率范围为1.5倍左右; S波品质因子为QS=278 f 0.346.这些参数可以直接用于研究区的地面运动随机模拟. 相似文献
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处理北京地区2009-2012年5个高采样率数字CNEM08-Ⅰ型电扰动台站数据,通过频谱分析,研究数字电磁波正常本底信号,地铁、地电供电、电磁感应等于扰信号,以及地震异常信号的频谱特征.结果表明：在时间域,数字电磁波的持续型干扰信号与震前电磁波信号表现相似,为连续高值脉冲信号;而在频域,数字电磁波干扰信号往往影响频带较窄,优势频率能量突出,优势频率频带窄到近乎以谱线的形式出现,谱线具有离散性、谐波性、衰减性特征;而震前信号具有连续的较宽频带,衰减较慢. 相似文献
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使用S变换对2010年淄博矿山地区发生的一组地震事件进行时频分析,并将其能量谱与典型的矿震和天然地震进行对比,结果表明：博山震群中,部分事件的主频率偏低,普遍能量衰减较快等特点符合一般矿震事件的特征,但这组事件的能量密度谱随频率轴的展布较宽,频率成分丰富等特点又与天然构造地震的特点一致.说明这组事件不同于一般由采矿作业引发的矿震活动,可能是由于煤层的采空区强烈改变地下岩层内的应力分布,其他人为活动诱发了与王母山断裂有关的浅层构造活动的结果. 相似文献
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近岸海浪是影响近岸水域环境状态的重要环节.海洋近岸波的波动性质和变化规律的研究对于海岸防护、近岸航运、军事活动等具有重要意义.感应磁场波动可为探测海洋近岸波的非线性过程提供一种有效手段.本文首次对海洋近岸波引起的感应磁场进行了频谱指数分析,获得了能量注入和耗散过程对应的谱段.2016年5月15日—6月30日在昌黎海岸(东经119.3,北纬39.7°)利用KDM-2型磁通门磁力仪对海洋近岸波引起的磁场变化进行了测量,数据分辨率为0.01 nT/(HZ)~(1/2),时间采样率为1 Hz和128 Hz.观测数据显示,在距海岸线2 m远处,清晰地观测到了海洋近岸波引起的磁场波动,在0.001~10.0 Hz频段的波动最大振幅约为1 nT.波动的小波频谱呈现出多次谐波结构,符合海洋近岸波的谐波特征.傅里叶频谱显示不同频段谱的斜率不同,反映了海洋近岸波发展与耗散的非线性物理过程,进一步开展长期观测和统计分析有助于深入了解海洋中的电动力学过程. 相似文献
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《地球物理学进展》1990,(3)
如果散射由非均匀排列引起并具有三维功率谱W_(3D)(K)∝K~(-(?)),那么地震波散射就可用频率关系Q~(-1)∝ω~(3-(?))表示.在地壳和上地墁中,总衰减通常主要是散射而不是固有吸收引起的,并发现衰减与频率具有这样的关系:Q~(-1)∝ω(?),式中—1<γ,<—0.5.若D_1是在二维剖面上测得的三维非均匀体表面的分维数,那么将有1.5相似文献
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在多次各向异性散射理论的基础上,本文重新推导了方向性散射系数的球函数展开式.引入特征时间的概念,来定义震源处初始地震波脉冲宽度,并在地震波能量密度积分方程中引入任意给定频率的初始脉冲能量谱密度的解析表达.通过离散波数方法求解了修正的地震波能量密度积分方程.基于积分方程的数值解,研究了不同散射模式对S波能量密度包络曲线的影响.计算结果表明:随着震源距的增加,在S波到时之后,多次各向异性散射模式与多次各向同性散射模式合成的能量密度包络差异逐渐增大.其中通过多次前散射模式,我们可以得到不同震源距的尾波能量密度包络的同一衰减趋势,以及S波能量密度包络随着震源距的增加而出现的展宽现象.最后,利用美国内华达州Wells地震余震的台站记录验证了多次前散射模式的实用性与有效性. 相似文献
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选择合理的持时衰减关系,利用Monte-Carlo方法,抽取持时样本,根据震级M、震中距R和局部场地土壤条件S以及持时样本,选择符合条件的实际地震波记录,并进行合理的调值,对一座钢筋混凝土桥墩进行了非线性动力时程分析.对比强地面运动持时与能量需求参数和累积破坏参数的相关性,发现:幅值、频谱和持时对能量需求参数和累积破坏参数的影响是强烈耦合的,且强地面运动持时对两者的影响比较显著;在选择结构第一模态周期谱加速度和合理的能量需求参数,并分别作为地面运动强度参数IM和EDP建立概率地震需求模型时,要考虑持时的影响. 相似文献
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宽频带地震记录可以表示为震源时间函数、传播算子和散射/衰减算子的褶积．在传播算子与频率无关、地震波的散射和衰减效应可以用一个以Q-1= Q1-1+(Q2)-1的方式随频率变化的Q值来表示的情况下,通过位移谱的组合,可以直接估计震源谱;而Q值对地震图的影响,在频谱的组合中被自动消去．用这种算法处理了1988年中国云南省澜沧-耿马地震5次余震的近震源宽频带地震记录．对ML=3.0和ML=3.5余震的处理结果表明,由不同台站上的宽频带地震记录,可以得到相同的高频衰减趋势．对MS=6.7的强余震处理结果表明,可以从不同的地震台站上得到相同的震源参数,所估计的参数值也与用经验格林函数法得到的结果相吻合．这些余震震源谱的高频部分呈现出典型的f -衰减. 其中,对ML=3.0余震有 3;对MS=6.7和ML=4.0余震有 2;而对ML=3.5和另一个ML=3.0余震有 2.5． MS=6.7余震的拐角频率表明,它的震源尺度较小,意味着该余震是一个面积较小但强度较高的障碍体的破裂． 相似文献
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地下采空塌陷区岩体结构具有明显的结构不连续、松散、断裂、空洞等异常结构特征,本文在分析公路采空塌陷区地球物理场特征的基础上,详细讨论了应用多道瞬态瑞雷波技术探测采空塌陷区的可行性以及相关技术,深入分析基于瑞雷波波场特征、频谱结构、能量衰减、频散特征、相速度以及多阶模等特征探测和评价地层结构的均匀性、地下空洞及异常结构体等地下障碍物的存在及其空间分布的解释标志.滚动式多道瑞雷波探测技术可以有效地探测地下采空区、软弱结构体等异常结构体的赋存状态及空间分布. 相似文献
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根据35个数字地震台站记录的云南地区1999 ~2007年6429个近震的波形资料,采用遗传算法对S波位移谱的高频衰减进行拟合,得到19009条衰减算子t*数据.根据这些衰减算子t*数据,反演得到云南地区地壳Q值分布.结果表明,云南地区的地壳Q值分布存在显著的横向不均匀性,即红河断裂北侧地壳Q值整体偏低,而红河断裂南侧地壳Q值整体较高.云南地区1900年以来6级以上强震基本上位于低Q值区域,这可能由于强烈构造活动导致地壳产生大量裂隙,且裂隙中充满流体,从而表现为低Q值;但呈北西向的龙陵—澜沧—耿马—孟连一带的强震却位于高Q值区,这可能与该地区正发育一条新的构造带有关.此外,云南地区的高大地热流点(>80 mW/m2)基本上位于低Q值区域,热流值与衰减值成负对应关系. 相似文献
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用随机模拟方法研究设定地震地面运动可分两步进行：（1）采用中小地震的数字观测资料确定研究区路径、场地参数;（2）把确定的参数应用到研究区的强地面运动随机模拟中. 为此,本文首先采用了一种可行的方法,分离软基岩场地效应和非弹性衰减的影响,并把二者分别确定出来. 研究区北部中软基岩场地的平均效应在2～4Hz频率范围为15倍左右;研究区的S波品质因子为QS＝278f[KG*2]0.346. 把这些参数用于研究区的场地和路径模型中,并选择单拐角频率震源谱模型,随机模拟了研究区未来中强地震可能在北天山中段可能造成的地面运动,模拟加速度时程和反应谱可以服务于本地区的地震灾害预测和建筑物可靠性验算. 相似文献
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汶川与昆仑山强烈地震激发的地球自由振荡频谱的对比分析 总被引：2，自引：2，他引：0
强烈地震激发的地震波信息非常丰富,高频信息能量部分会在小范围短时间内迅速衰减,而低频信息特别是较低频信息能量部分则衰减较慢,会绕地球很多圈后才会消耗殆尽,从而激发地球的自由振荡.虽然地球自由振荡的固有频率不变,但不同震源机制的地震激发的地球自由振荡频率成分会随着震级、震源机制、方位等的不同而有显著差别.本文利用2008年5月12日汶川(Mw7.9)地震与2001年11月14日昆仑山(Mw7.8)地震这两个能量震级相当但震源机制不同的地震,基于地震波传播理论,考虑横向各向同性PREM地球模型并融合Crust2.0地壳模型、S20RTS地幔模型及PREM径向衰减模型,利用谱元法结合高性能并行计算,对这两次强烈地震激发的全球地震波传播进行了数值模拟,计算它们激发的地球自由振荡频谱特征差异.计算结果显示了汶川地震的逆冲-走滑特性及昆仑山地震的水平左旋走滑特征.利用理论计算得到的地震波动记录进行功率谱密度估计对比分析,研究结果显示这两次强烈地震释放的低频信息能量大小相当,但总体上看昆仑山地震释放的能量略小于汶川地震的.对比分析表明,不同地震激发的地球自由振荡模式在同一台站处的发育程度不同;同一地震激发的地球自由振荡在不同台站处记录到的振型频率成分也有很大差异.对于不同地震激发的地球自由振荡,有一些频率成分共同出现,表现为地球自由振荡功率谱能量均较大;也有一些振型由于相长干涉,仅在某些地震中被激发而得以良好发育,表现为功率谱能量明显较大;而一些振型由于相消干涉,在一些地震激发方式下被压制,表现为功率谱能量明显很小,甚至接近于0.计算结果清楚地显示了不同地震激发方式下地球振荡模式丰富而复杂的特性,需要对不同地震激发的地球振荡信息进行综合深入的分析,才能对地球内部结构尤其横向不均匀特性给予全面的科学解释. 相似文献
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消减随机噪声是目前陆地地震勘探数据处理的关键问题之一,分析随机噪声的产生机制及特征是对其进行有效压制的先决条件.本文针对中国南方山地金属矿区的勘探环境,根据随机噪声中包含的自然噪声和人文噪声的发声机理分别确定其噪声源函数,以波动方程作为噪声传播模型对山地地区随机噪声进行建模,将随机噪声作为一个综合波场,并且与实际噪声记录进行比较.随机噪声记录作为时空域的二维随机过程,分别对模拟噪声和实际噪声记录的时间域波形(振动图)特征包括频谱、功率谱密度,相空间轨迹图,统计量特征(能量分布,累积分布,均值,方差,峰度,偏度),和空间域波形(波剖面)特征包括波数谱和统计量特征进行比较,对比结果显示在时空域模拟噪声和实际噪声都有基本相同的性质,证明了本文对随机噪声模拟方法的可行性,为进一步研究随机噪声时空域传播特性以及噪声消除奠定理论基础. 相似文献
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在深反射地震资料处理中,当来自深部的有效弱信号和噪声干扰频带差异较小且难以区分时,传统滤波方法的应用会受到限制.谱分解方法是一种使用离散傅里叶变换,基于信号的频率-振幅谱等信息生成高分辨率地震图像的方法,通常用来识别介质物性横向分布特征,处理复杂介质内频谱变化和局部相位的不稳定性等问题,包括定位复杂断层和小尺度断裂等.S变换作为一种新的时频分析方法,具有自动调节分辨率的能力,近些年来被广泛应用到勘探地震、大地电磁等数据处理中,逐渐成为地球物理方法中噪声压制的有效方法之一.与常规石油反射地震资料相比,深反射主动源地震为了探测深部结构信息,常采用大药量激发方式、长排列观测系统等,导致深部有效信号基本湮灭在噪声干扰之中.针对深反射数据特点,本文结合谱分解和S变换技术,首先设计了简单的脉冲函数实验数据,证实S变换方法的有效性,同时说明谱分解方法的效果受所用时频分析方法影响较大,而其中决定分辨能力的变换窗函数的选取尤为重要.在此基础上,分别应用到深反射地震资料的单道和叠加剖面实际数据上,对比分析了传统变换谱分解和S变换谱分解的应用效果,单道资料对比结果表明:相比传统谱分解,S变换谱分解方法具有自动调节分辨率的能力,能够精确的标定深反射地震资料中弱信号不同时刻的频率分量;叠加剖面资料应用结果表明:由S变换谱分解得到的剖面结果与其他谱分解方法结果整体上具有较高的一致性,同时清晰地刻画出原叠加剖面上被噪声湮灭的低频细节特征,提高了剖面的分辨率及同相轴连续性;对比结果明显看出,Gabor变换谱分解方法得到的结果同相轴较为破碎,分析原因认为这是由Gabor变换的时频分解方法的定长窗函数所致,窗口大小不会随着信号频率的变化来调节长度,只能在处理的过程中根据一定的记录长度范围选取窗函数参数,而S变换谱分解方法在窗函数的选取时,通过时变信号的局部频率特征自动调节窗口长度,能够更好的刻画各个频段的细节特征,在深反射剖面成像应用中效果尤为明显.本文结果表明S变换谱分解技术在深地震叠加剖面上的应用有效地提高了来自深部弱反射信号的信噪比和分辨率,并刻画出了叠加剖面上所不具有的低频细节特征,在实际深反射地震资料处理中能有效保护低频弱信号获得更好的成像效果.本文为深地震反射资料中弱信号的保护处理找到一种有效的方法. 相似文献
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近年来,青川断裂及邻区多次发生4.0级以上地震,为进一步研究该区现今地震活动性,结合现场地震地质调查和无人机摄影方法测绘构造地貌,揭示青川断裂的构造变形信息;采用CAP方法反演2008年5月17日至2021年12月31日研究区32次MW≥4.0地震的震源机制解,进一步讨论断裂的构造变形特征;使用ω2模型拟合震源谱方法获得研究区十年尺度的应力降动态演化,分析3次强震前后研究区的应力调整过程;通过三维P波速度结构反演,探讨研究区深部孕震背景;最后综合地质学和地震学研究结果分析青川断裂及邻区的现今活动性。结果表明：(1)地震地质调查和震源机制解的结果均反映青川断裂的运动性质为走滑兼挤压。(2)2008年汶川8.0级和2013年芦山7.0级强震前、后,研究区的应力水平在一段时间内呈现出升高-回落的调整过程。(3)体波层析成像的结果显示研究区的地壳浅层高低速异常表现以龙门山断裂带为分界线的空间分布特征。(4)青川断裂具有潜在地震发生的构造背景与能力,但目前该断裂及邻区的地震活动正处于强震序列衰减阶段,M4.0以上地震活动呈逐渐减弱的趋势,高应力降地震事... 相似文献
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利用唐山余震的数字化地震记录研究了唐山余震区的区域衰减特性,利用 Aki(1969)的单次散射理论,分析了滦县地区的尾波 Q 值及其随频率的变化.对于尾波的起始点,我们分别取1.5倍和2倍的 S 波到时进行了计算.两种取法都有强烈的 Q 值随频率的变化.在 Q=Q0(f/f0)的假定下,第一种情况 Q0分布在16-49之间,均值为28;值分布在1.04-1.51之间,均值为1.22.第二种情况 Q0在15——59之间,均值为34;值分布在0.96-1.43之间,均值为1.16.把第二种情况的关系绘入 Sato(1994)的 S 波和 S 尾波的 Q 值与频率的关系曲线中去,符合较好.通过比较不同作者在不同地区的结果,发现数据的离散不仅与所研究的地区有关,而且不同的尾波持续时间对结果亦有很大影响.我们发现低 Q0值对应于高值和较短的震中距,高 Q0值对应于低值和较长的震中距.这是 Q 值的深度依赖关系和频率依赖关系的综合效应. 相似文献
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由于地壳深部物质呈现出多尺度的非均质性,导致了地震剖面上反射能量弱、同相轴连续性差、多成带状分布.传统的反射地震解释方法难以有效应用到深反射地震资料解释中.统计分析的方法为深反射地震资解释提供了新的工具,地下介质这种随机分布的非均质性可以借助随机介质模型来进行描述.深反射地震剖面继承了地下介质的非均质性,因此可以通过从反射地震剖面估算随机介质参数来研究地下介质非均质性的空间分布.由于地震剖面长度有限,随机介质参数估算中自相关函数计算误差较大,导致了估算的不准确.现代功率谱估算克服了短数据自相关函数难以准确求取的问题,提高了参数估算准确性.模型计算和实际数据测算都证明了该方法能有效提高自相关函数计算精度和随机介质参数剖面的分辨率. 相似文献