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Rayleigh波在浅圆凹陷地形附近的散射:高频解答 总被引：4，自引：1，他引：4
利用波函数展开法给出了Rayleigh波在浅圆凹陷地形附近散射的一个高频解析解，并分析了入射频率、凹陷地形宽度和深度等因素对波散射的影响。数值结果表明，由于Rayleigh波幅值随深度而衰减，凹陷地形表面位移幅值整体上较小，且随着凹陷地形深度的增加而减小；由于Rayleigh波幅值还随频率而衰减，随着入射频率的升高，凹陷地形表面位移幅值逐渐减小；由于凹陷地形的屏障作用，在人射波的近端，地表位移分布变得相对复杂，地表位移峰值出现在左角点附近，而在入射波远端，地表位移分布相对简单，地表位移峰值出现在距凹陷地形较远的地方。 相似文献
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Rayleigh波勘探方法在探测近地表横波速度、动力学特征等环境与工程地球物理领域获得了广泛应用.这种方法以弹性层状介质理论为基础,然而实际介质具有黏弹性,研究面波在层状黏弹性介质中的传播特征,将为近地表面波勘探提供有益帮助.在某些弹性层状介质模型中,例如存在低速夹层和强波阻抗差异地层模型,Rayleigh波相邻两条频散曲线彼此会非常靠近,产生看似彼此"交叉"的现象,即"osculation"现象,但对于黏弹性介质中的这种现象并没有进行相关的研究.本文利用Muller法计算层状黏弹性介质Rayleigh波频散方程,基于层状介质模型中Rayleigh波频散和衰减曲线连续的性质,结合本征位移曲线特征,分析二层黏弹性介质模型中Rayleigh波频散曲线"交叉"现象以及"交叉"点附近的波动特性.结果表明:与弹性介质相比,黏弹性介质中Rayleigh波的波动特性存在明显差异,随着介质对地震波的损耗越来越强,将导致Rayleigh波频散曲线发生"交叉"现象. 相似文献
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本文利用中国数字地震台网位于东北地区的122个宽频地震台站的18个月记录的三分量连续地震噪声数据,采用互相关方法提取了Rayleigh和Love波经验格林函数,并利用时频自动分析技术获取了相应的相速度频散曲线.通过反演频散曲线,获得了Rayleigh和Love波周期为8~35s的二维相速度分布.结果表明,东北地区相速度的分布存在横向和垂向的不均匀性.短周期的相速度分布同地表地质构造密切相关,松辽盆地及山间沉积盆地呈现低速异常,而大兴安岭、小兴安岭及东部的一些山岭显示高速异常.随着周期的增加,位于中间的松辽盆地变为高低速相间,两侧的造山带呈现低速异常.这种异常的转变,可能是受构造活动或者莫霍面深度的影响.另外,在周期为20~35s频段内,Rayleigh和Love波同一周期的相速度在松辽盆地和位于吉林地区的郯庐断裂带表现不一致,表明可能存在径向各向异性. 相似文献
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根据新建的北京区域数字遥测地震台网的短周期Rayleigh波资料,用两台法计算了位于北京地堑与河北平原地震带北部５条路径上Rayleigh波周期（２～18s）的相速度频散曲线,按频散特征分两个区域反演得到了北京地堑北段和河北平原北部区域的地壳中上部横波速度结构．结果表明,在北京地堑北段区域深度９km处有一明显的界面,地壳中部的速度随深度变化不大;河北平原北部区域的地壳中部存在一厚约５km的低速层,其底部埋深为14.6km． 相似文献
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目前人们利用4种基本的地震波现象研究地震各向异性,如横波双折射、面波散射、与传播方向有关的走时异常和PS转换波震相.本文利用面波散射产生的Quasi-Love（QL）波研究青藏高原上地幔顶部的各向异性结构特征.首先利用中国地震台网昌都（CAD）台记录的地震波形资料识别出产生QL波的路径,并利用合成地震记录和垂直偏振极性分析证实所观测到的为QL波,而不是高阶振型的Rayleigh波或其他体波震相;然后由Rayleigh波、Love波和QL波的群速度估算了各向异性结构横向变化的转换点;不同周期时,转换点的位置不同,这种频率依赖性还需要进一步的模拟研究.Love波向Rayleigh波耦合（产生QL波）的转换点位置揭示了青藏高原面波方位各向异性变化特征,并以南北向构造带的东西分段性、上地幔流引起的地球内力诱导岩石形变解释了青藏高原各向异性的东西向差异性. 相似文献
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高精度频率衰减分析技术及其应用(英文) 总被引：3，自引：1，他引：2
本文从含流体孔隙介质中的地震波场的衰减理论出发,对常规的频率衰减分析技术中的"低频阴影"和"频率衰减梯度"分析方法进行了改进,提出了一种高精度的频率衰减分析技术。首先,通过引入三参数小波变换和时频聚焦准则,发展了一种基于自适应三参数小波变换的高精度时频分析方法,其不仅具有很高的时—频分辨率(有利于"低频阴影"分析),而且其频谱只有一个峰,旁瓣比较小(有利于"频率衰减梯度"分析)。其次,采用基于最小二乘法的Nelder-Mead非线性算法对频谱的衰减部分进行拟合计算,可以准确地计算衰减系数,提高了"频率衰减梯度"的计算精度。实际资料的计算结果表明,本文提出的综合"低频阴影"和"频率衰减梯度"方法的频率衰减分析技术能够有效地圈定碳酸盐岩鲕滩储层的发育区域,且两种方法具有很好的一致性,有效地提高了储层预测的可靠性,从而降低了勘探风险。 相似文献
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多道面波分析（MASW）法是一种被广泛使用的浅层地震勘探方法.为解决埋入源近场效应对MASW法应用的影响,本文分析了埋入源产生的Rayleigh波传播机制,探讨了MASW法的排列参数对地震记录的影响,提出了确定最小偏移距的经验公式.通过对实际地质模型的有限元模拟,验证了经验公式的合理性.在以经验公式为指导的野外实测中,利用多种方法提取了相对可靠的频散曲线,采用基阶和高阶面波联合反演,所得的一维速度结构与钻孔资料具有很强的相关性,表明本文发展的最小偏移距估计方法具有一定的实际应用价值. 相似文献
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利用弹性波在周期层状材料中的禁带带隙,通过改变材料组成尺寸,使得建筑物的共振频率落在禁带范围内,达到抑制振动的效果,可以有效提高建筑物在地震中的抗震能力。介绍了层状声子晶体材料在建筑物抗震中的应用。 相似文献
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利用时频分析方法（FTAN）测量基阶Rayleigh面波群速度频散资料,在纯路径频散反演时,将方位各向异性计算在内,反演获得中国大陆中东部及海域地区（20°-45°N,110°-130°E）8-200 s共28个周期的Rayleigh面波群速度空间分布图像.研究表明,研究区域Rayleigh面波群速度分布与已有地质构造特征具有较好的相关性. 相似文献
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以分层半空间内部含有一层孔隙介质为物理模型进行数值计算,研究半空间表面瑞利波的传播和衰减特性.为更加接近实际,结合瑞利波的激发特性,确定了瑞利波的主衰减曲线,并主要以此进行规律分析.针对速度递增和含低速层这两种典型的地质模型,讨论了瑞利波的传播衰减在不同地质模型下的特性,并分析了各自的规律.结果表明,在这两种模型下瑞利波的主衰减曲线都受孔隙介质所处空间位置影响产生比较明显的变化,但衰减系数极大值对应的波长与模型的表层厚度存在较明显的线性对应关系,利用这一关系,可以在实际勘探中快速得到表层介质厚度.另外,通过对比分析还可以看到,瑞利波主衰减曲线随孔隙介质的孔隙度和渗透率的变化都强于主频散曲线的变化,表明衰减曲线对孔隙度和渗透率的变化更加敏感,理论上更加适合进行介质参数反演工作.综合对比结果,我们认为瑞利波主衰减曲线中包含了更丰富的介质参数信息,如果能够有效利用,将可以提高瑞利波勘探的准确性和应用范围. 相似文献
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Rayleigh面波的频散特性可以用来研究地表浅层结构. 本文使用时域有限差分法来模拟复杂黏弹性介质中的Rayleigh面波,研究了Q值对面波频散特性的影响.文中采用旋转交错网格有限差分,以非分裂卷积形式的完全匹配层为吸收边界,推出了求解二阶位移-应力各向同性黏弹性波动方程的数值方法.为了检验数值解的精度,首先将简单模型的正演结果与解析解对比,验证了方法的正确性;然后模拟了横向缓变层状介质和含有洞穴的介质中的面波,对弹性和黏弹性介质中的面波的频散特性进行对比分析.模拟结果表明浅层Q值对面波的频散特性有显著的影响;强吸收情况下,高阶面波的能量相对低阶面波能量显著增强. 相似文献
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An analytical model for describing the propagation and attenuation of Rayleigh waves along the free surface of an elastic porous medium containing two immiscible, viscous, compressible fluids is developed in the present study based on the poroelastic equations formulated by Lo et al. [Lo WC, Sposito G, Majer E. Wave propagation through elastic porous media containing two immiscible fluids. Water Resour Res 2005;41:W02025]. The dispersion equation obtained is complex-valued due to viscous dissipation resulting from the relative motion of the solid to the pore fluids. As an excitation frequency is stipulated, the dispersion equation that is a cubic polynomial is numerically solved to determine the phase speed and attenuation coefficient of Rayleigh waves in Columbia fine sandy loam permeated by an air–water mixture. Our numerical results show that, corresponding to three dilatational waves, there is also the existence of three different modes of Rayleigh wave in an unsaturated porous medium, which are designated as the R1, R2, and R3 waves in descending order of phase speed, respectively. The phase speed of the R1 wave is non-dispersive (frequency-independent) in the frequency range we examined (10 Hz–10 kHz) and decreases as water saturation increases, whose magnitude ranges from 20% to 49% of that of the first dilatational wave with respect to water content. However, it is revealed numerically that the R2 and R3 waves are functions of excitation frequency. Given the same water saturation and excitation frequency, the phase speeds of the R2 and R3 waves are found to be approximately 90% of those of the second and third dilatational waves, respectively. The R1 wave has the lowest attenuation coefficient whereas the R3 wave attenuates highest. 相似文献
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根据欧亚大陆及西太平洋地区58个数字地震台站2861个长周期波形记录，从中挑选出符合条件的223对经过中国大陆的双台路径记录，采用相匹配滤波和频率域维纳滤波相结合的方法，计算出双台之间的混合路径衰减系数. 对中国大陆区域进行网格划分，通过网格化反演得到中国大陆区域每个网格单元的纯路径衰减系数. 根据速度和密度模型，对每个网格单元进行深度反演，得到10～350km的S波品质因子Qβ，进而得到整个中国大陆的S波品质因子分布. 结果显示：研究区域的Qβ横向和纵向变化非常显著，能够明显区分软流圈结构，各个大构造单元的Qβ结构呈现出显著的变化. 这为解释中国大陆区域地球内部介质性质和探讨地球动力学提供了丰富的信息. 相似文献
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对煤巷小构造地震波场进行了数值模拟研究,分析了层状煤层中地震波的传播特征.研究表明:(1)在煤巷迎头前方煤层内以纵波震源激发的Rayleigh型槽波相对于体波能量较强,波列较长,波速较低.(2)沿煤层传播的Rayleigh型槽波在小构造面上产生Rayleigh型槽波反射波,反射Rayleigh型槽波垂直分量相对于水平分量能量较强.沿煤层反向传播的反射Rayleigh型槽波在煤巷迎头面上转换为沿煤巷底板传播的Rayleigh面波.沿煤巷底板可以接收到能量较强的反射Rayleigh型槽波产生的Rayleigh面波,其可以作为超前探测小构造面的特征波.在地震记录上反射Rayleigh型槽波产生的Rayleigh面波波至最迟,在时间域与其他波列时间间隔较大,其垂直分量能量相对于水平分量较强,在地震记录上容易识别.(3)在相同的地质条件下应用反射地震超前探测方法,标志煤巷迎头前方存在小构造面的反射地震波能量较弱,受煤巷顶、底板界面和采煤迎头面的强反射波干扰,在地震记录中难以识别. 相似文献
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Hua‐You Chai Tian‐Bin Li Kok‐Kwang Phoon Elton J. Chen Dian‐Ji Zhang 《Geophysical Prospecting》2017,65(4):992-1003
In the free state, Rayleigh waves are assumed to travel in the form of planar wavefronts. Under such an assumption, the propagation behaviour of the modes of Rayleigh waves in layered half‐spaces is only frequency dependent. The frequency behaviour, which is often termed as dispersion, is determined by the shear wave velocity profile of layered soils within the depth related to wavelength (or frequency). According to this characteristic, the shear wave velocity profile can be back‐analysed from the dispersion. The technique is widely used in the surface wave testing. However, the wavefronts of Rayleigh waves activated by the surface sources are non‐planar. The geometric discrepancy could result in Rayleigh waves manifesting distance‐dependent behaviour, which is referred to as spatial behaviour in this paper. Conventional analysis ignoring this spatial behaviour could introduce unexpected errors. In order to take the effects of sources on the propagation behaviour into account, a new mathematical model is established for Rayleigh waves in layered elastic media under vertical disc‐like surface sources using the thin‐layer method. The spatial behaviour of the activated modes and the apparent phase velocity, which is the propagation velocity of Rayleigh waves superposed by the multiple modes, are then analysed. Aspects of the spatial behaviour investigated in this paper include the equilibrium path, the particle orbit, and the geometric attenuation of the activated Rayleigh waves. The results presented in this paper can provide some guidelines for developing new inverse mathematical models and algorithms. 相似文献
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Bagus Jaya Santosa 《中国地震研究》2008,22(2):206-217
The S wave velocity structure of the earth below Eastern Southeast Asia has been investigated by analyzing the seismogram from surface wave to multiple depth waves in the time domain and three Cartesian components simultaneously. The wave passes across the front area of subduction zone between the Philippine plate and the Asian plate. The main data are waveform comparisons, instead of the arrival times. The synthetic seismogram is calculated using the GEMINI method. The synthetic seismogram constructed by PREMAN global earth model deviates greatly from the measured one. To solve this problem, corrections are needed for the β speed structure. Corrections cover the gradient change of βh, which turns from negative to positive in upper mantle layers as in the PREMAN, change of earth crust depth and change of zero order coefficients of β velocity function in all earth mantle layers. So, the fitting is obtained, as well as the arrival time or the waveform of Love and Rayleigh surface waves, the S wave and the repetitive depth waves ScS2 and ScS3. This result reveals that the Southeast Asia, being stretched due to tectonic release, has a mantle in some parts with negative anomaly of S wave velocity and vertical anisotropy in all earth mantle layers. 相似文献
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Wave‐induced oscillatory fluid flow in the vicinity of inclusions embedded in porous rocks is one of the main causes for P‐wave dispersion and attenuation at seismic frequencies. Hence, the P‐wave velocity depends on wave frequency, porosity, saturation, and other rock parameters. Several analytical models quantify this wave‐induced flow attenuation and result in characteristic velocity–saturation relations. Here, we compare some of these models by analyzing their low‐ and high‐frequency asymptotic behaviours and by applying them to measured velocity–saturation relations. Specifically, the Biot–Rayleigh model considering spherical inclusions embedded in an isotropic rock matrix is compared with White's and Johnson's models of patchy saturation. The modeling of laboratory data for tight sandstone and limestone indicates that, by selecting appropriate inclusion size, the Biot‐Rayleigh predictions are close to the measured values, particularly for intermediate and high water saturations. 相似文献
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瑞利波具有能量大、信噪比高等特点,可以用来反演介质内部的力学信息,近年来在浅层地球物理勘探、深层地震学研究以及超声波无损检测等多个领域都有较广泛的应用。目前大多数瑞利波的应用中都假设介质是弹性的,然而实际中岩石、土壤和金属等介质都在一定程度上体现出了黏弹性。当介质的黏弹性较强时仍然采用弹性假设研究其中瑞利波的反演将增大误差,因此有必要考虑黏弹性介质中的瑞利波反演,但是目前这方面的研究仍不够深入。本文研究黏弹性介质中瑞利波频散曲线和衰减系数曲线的反演问题,给出其在半空间中联合反演的方法,并对该方法的误差进行分析。 相似文献