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孔隙介质弹性波传播理论在地球物理勘探、地震工程和岩土动力学等领域有着广泛的应用.而孔隙介质中的弹性波受孔隙度、渗透率、流体黏滞系数等参数的影响,因此研究波场的传播特征将有助于分析和提取这些信息.本文在Biot理论的基础上,针对三维层状孔隙介质模型,利用在合成理论地震图的研究中已经被证实具有稳定、高效且适用范围较广的Luco-Apsel-Chen（LAC）广义反透射方法,给出了弹性波场的一种积分形式的半解析解,可通过数值方法高效、准确地计算层状孔隙介质中的理论波场,所以该积分形式的半解析解可为三维层状孔隙介质波场传播特征的理论数值模拟研究提供一种新的途径和手段. 相似文献
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用有限差分法合成地震图时, 有限大小的地球模型必须分成许多小网格。如果和源信号的波长相比, 格子太大, 那么随着走时的增加, 波将产生频散。这一现象被称为网格频散, 也就是不同频率的波速度也不相同, 频率较高的信号比频率较低的信号速度慢。此时, 随着走时的增加, 信号将产生一个显着的尾区。这一现象将在如下情况发生:①网格间距太大: ②采样率太大: 或③震源波长和网格大小相比太短。换言之, 用有限差分法合成地震图的一个重要参数是, 每个震源信号波长上网格的点数。本文的工作表明:当P-SV波对经有限差分的弹性模型传播时, 源函数的频率对网格频散有很大的影响。文中所用的二维弹性模型包括:①正断层: ②半空间上单层模型。结果表明:用有限差分法合成地震图时, 如果对于介质的最低速度, 与震源信号的半功率频率相应的一个波长和格点间距之比超过10时, 网格频散将减小到满意的水平。 相似文献
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本文进一步扩展了合成地震图的广义射线方法.由于算法中将地球模型划分成震源区、接收区和地幔区,因此可用于计算震源区与接收区速度结构不同时的体波合成地震图.新算法把广义射线理论与传播矩阵理论结合起来,并采用了分层Q值模型,从而可以自动包括指定介质层内所有多次波的混响.为简便数据准备,设计了射线编码自动生成算法. 本文算法与Kind扩展的反射率法用相同的地球模型进行了数值结果对比,结果表明,矩阵-射线方法用于计算体波地震图时,不但有足够好的精度,而且还具有速度快并适于单个震相研究的优点.在计算由10个接收点组成的地震剖面时,其计算时间仅为反射率法的7％左右. 相似文献
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本文进一步扩展了合成地震图的广义射线方法.由于算法中将地球模型划分成震源区、接收区和地幔区,因此可用于计算震源区与接收区速度结构不同时的体波合成地震图.新算法把广义射线理论与传播矩阵理论结合起来,并采用了分层Q值模型,从而可以自动包括指定介质层内所有多次波的混响.为简便数据准备,设计了射线编码自动生成算法. 本文算法与Kind扩展的反射率法用相同的地球模型进行了数值结果对比,结果表明,矩阵-射线方法用于计算体波地震图时,不但有足够好的精度,而且还具有速度快并适于单个震相研究的优点.在计算由10个接收点组成的地震剖面时,其计算时间仅为反射率法的7％左右. 相似文献
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用F-K方法确定腾冲火山区震源机制* 总被引：2，自引：0，他引：2
介绍了计算理论地震图的 F- K方法在不同深度 ,不同震中距 ,不同震源类型的情况 ,表明这种方法在高频区和多层水平层状模型计算效果较好 ,适用于研究中小地震的震源机制。采用 F- K方法得到了发生在腾冲火山区的 3个地震的震源机制 ,结果表明地震 1和地震 2是走滑断裂 ,地震 3是逆断层。 3个地震的主压应力轴基本呈北西向 ,与云南地区主压应力轴方向基本吻合 ,因此 ,推断这 3个地震是构造地震。 相似文献
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本文根据非均匀破裂圆盘位错模式在均匀介质中给出的远场位移解,通过直角坐标系的正交变换,导出了一组震源节面方程。其中,P波理论地震图的计算,考虑了介质的非弹性吸收和仪器暂态特性的影响。节面方程采用球面量板求解:取4个台的（?）折算振幅比,直接拟合其辐射图型因子,即可在球面上求得震源两个节面。最后,用本文方法分析了新丰江水库区一个中等强度的震例,所得断层面解与按（?）初动符号分布确定的结果甚为接近。 相似文献
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多震源地震正演数值模拟技术 总被引：2，自引：0，他引：2
常规地震采集技术因受相邻时间激发炮之间时间间隔的制约而存在采集周期过长,采集成本过高的问题,而多震源同步激发地震采集技术可以克服这方面的缺陷,但存在着波场过于复杂的问题,地震正演模拟技术可以帮助我们提高对这种复杂波场的认识水平,为此采用2D弹性波方程交错网格高阶有限差分格式,开发了多震源同步激发波场正演数值模拟技术,能够模拟任意多个同步激发震源的弹性波波场,震源函数可以是雷克子波,也可以是可控震源扫描信号,且同步激发震源之间可以有随机时差.模型试算结果分析表明,该技术既是一项高精度的多震源正演模拟技术,也是一项高效率的地震正演数值模拟技术. 相似文献
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常规伪谱方法二阶时间差分格式时间精度较低,且对于大步长时间采样间隔,常规伪谱方法不稳定.拟解析方法对于速度变化剧烈的模型,在时间和空间上均有较大误差.本文提出了一种基于解耦的二阶位移弹性波方程波场模拟及矢量波场分解的优化拟解析方法,将归一化的拟拉普拉斯算子分别应用于P波和S波波场延拓,延拓矢量波场的同时,可分解并延拓纯纵波和纯横波波场.利用弹性波优化拟微分算子表示拟拉普拉斯算子,该拟微分算子不仅包括原始微分算子的谱估计,而且还包含一个时间补偿项,其可在波数-空间域精确地补偿波动方程在时间方向上采用二阶有限差分引起的误差.利用低秩分解近似求解弹性波优化拟微分算子,可有效提高计算效率.2D均匀模型、层状模型以及部分盐丘模型数值正演模拟结果表明:相比较于常规的伪谱法和拟解析法,本文方法在时间和空间上均有很高的精度,并且稳定性条件比较宽松. 相似文献
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根据巧家、石棉的小地震的观测资料,指出P波初动半周期在震级比较小时几乎是恒定的,在震级比较大时随震级的增大而增大;并指出P波初动振幅的对数也随震级的增大而增大。以圆盘形均匀位错面作为中、小地震震源的理论模式,计算了它所辐射的地震波远场位移,从而导出了体波初动半周期及振幅与震源尺度及波速等物理量的定量关系,解释了P波初动半周期及振幅与震级之间的经验关系。考虑到波在介质中的衰减和频散、地表面的影响以及地震仪器的频率特性,通过褶积方法合成了上述位错源产生的理论地震图,提出了直接由实际地震图上的初动半周期及振幅测定震源尺度、地震矩、应力降和错距等震源参数以及介质的晶质因数Q的方法.运用上述方法,测定了巧家、石棉两地区介质的品质因数Q和小震的震源参数.这两个地区介质的品质因数Q分别为620和560.石棉地区小地震的应力降大约在2-30巴之间,巧家地区小地震的应力降比较接近,平均约1.4巴.将这个结果和1962年3月19日新丰江地震与1975年2月4日海城地震的前、主震的应力降作对比,我们看到,巧家地区小震的应力降的特征与上述两次大地震的前震的应力降的特征是类似的,因此不能排斥巧家地区的小震是一个较大地震的前震的可能性.以测得的小震应力降的平均值（约1.4巴）作为这个可能发生的较大地震应力降的下限估计值,从主震震级和主震应力降的经验关系可以推知,其震级的下限是5.2级. 相似文献
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近期发展的震源反演方法并没有充分利用区域地震图的宽频带性质,原因是用平行层模型计算的格林函数和真实地壳的复杂传播现象不同。这种反演通常去掉了短周期成分,并且只反演记录中选定的部分。在本文中,我们介绍一种估算震源参数的方法,它可以较好地应用整个宽频带记录,而且只采用目前仅有的不完善的格林函数即可。这个方法通过分别拟合格林函数的各个部分来使得记录图与合成图主要的地壳到达波到时差别不大。确定震源参数的原 相似文献
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《地球物理学进展》1989,(4)
地震图的非线性反演的传统目的是获取地球模型,对于初始条件为零和给定震源,该模型能最好地预测观测地震图。最近用迭代法解决了这一问题:每次迭代就是对当前介质中的实际震源的波动方程求解;对以当前残差为震源的反向时间波动方程求解;在空间的每个点上将由此得到的两个波场求相关。我们的反演目的较全面:要获得整套的地球模型、初始条件、震源函数和预测地震图。它们最接近某些先验值并且是通过波动方程相互联系起来的。不仅能证实以前的方法,而且还使我们能以不同的方法解相同的反演问题:对于绐定的震源和实测地面位移,现在研究的是计算的和先验的初始条件间的最佳拟合是什么?这将导致完全不同的迭代法,每次迭代包括给定地面位移和牵引力的向下外推,直到一个给定的深度(底部)。将前面的场的起始时间条件作为震源,把底部的零位移和牵引力向上外推,并且在空间的每个点上求解将由此获得的两个波场的相关。除了该结果的理论意义之外,它开拓了解反演问题的数值法的途径。如果使用正向和反向时间传播的非线性反演有效的话,那么由于在深度外推中可能使用的某些手段(逐频计算(Calculation frequency byfrequency),底层以前的顶层的反演),使用向下-向上外推的这种非线性反演将给出相同的结果并且更为经济。 相似文献
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地震强地面运动预测对工程的抗震设计,地震危害性分析以及减轻特定地区可能发生的大地震所造成的灾害具有重要的作用.本文根据辽宁省海城地区的地质资料和发生于1975年2月4日辽宁省海城市的MS7.3地震资料,分别构造了海城地区的地下速度结构和海城地震的震源模型,并且使用可以准确描述地形起伏的曲线网格有限差分方法计算了海城地震的波场传播过程.通过对计算得到的波场快照、合成理论地震图以及地震烈度的分析表明：（1）震源模型、地下的速度结构和地形起伏对海城地震的波场传播模拟具有重要的影响,它们所产生的近断层效应、方向性效应和盆地效应明显;（2）通过计算得到的海城地震的理论烈度分布与通过震后调查得到的烈度分布大体符合,验证了本文所构造的震源模型和速度结构的合理性. 相似文献
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对不规则测区的地震资料直接进行三维偏移不仅可减少计算量,而且可提高偏移剖面的质量. 本文在单程波方程中增加了一项简单的阻尼因子,其作用如同在实际不规则测区的外部有一个薄吸收层. 因为波穿越这个薄层时,波场值迅速衰减,所以偏移时把吸收层外边界处的波场值取为零所产生的反射非常微弱. 又因为不规则测区零边界条件偏移程序极易编制,所以就可以实现对不规则测区的地震资料直接进行三维偏移. 通过对实际地震资料的处理,说明了该方法的有效性. 相似文献
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为了了解地震震源和地球介质的性质,很有必要对地震波的辐射、传播和衰减问题作仔细的分析。作为一种近似,可以暂且忽略地球的曲率,把传播地震波的地球介质视为多层半空间。为简便起见,地震波的衰减问题另作考虑。这样,便需要研究多层、均匀、各向同性和完全弹性半空间中地震震源辐射的地震波传播问题。 用哈斯克尔（Haskell）矩阵法解多层介质中弹性波的传播问题是很方便的。如果 相似文献
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本文提出一个新算法,用来高精度计算三维不均匀地球模型中地震位错引起的地表以及空间固定点同震重力变化.具体地说,我们首先把实际三维不均匀地球分解成球对称地球模型和对应的横向不均匀增量,分别进行计算,二者对应的计算结果分别称为球对称解和三维响应.由于球对称解可直接利用球对称地球模型位错理论计算得到,本文的目标是计算三维响应即地球的横向不均匀结构对同震重力变化的影响.然后,我们把三维响应再分为震源的响应和地球横向不均匀结构的响应,它们可分别借助对震源函数的扰动以及对平衡方程式的变分求解.本文推导出六个特殊点源位错引起的地表以及空间固定点同震重力变化计算公式(一个垂直走滑位错,两个相互垂直的倾滑位错,三个开裂位错),对这些公式进行适当组合就可以计算任意位置任意类型位错产生的同震重力变化,对应的计算公式同步给出.接着,依据36阶P波速度模型,我们利用岩石试验经验关系式推导出三维S波速度模型,密度模型,位场模型以及重力模型.最后,利用上述三维模型,本文计算出三种典型类型的点源位错产生的同震重力变化,结果显示三维响应与位错类型,震源深度都有关系,其最大响应占球对称解的0.5%左右,且在所有影响因素中S波速度模型影响最大.数值结果同时表明,三维响应中震源的响应与地球横向不均匀构造的响应处于同一量级.本文给出的地表和空间固定点同震重力变化计算公式可分别高精度解析地表重力和卫星重力观测数据(GRACE、GOCE等),提高大地测量数据理论解析水平. 相似文献