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微动探测方法是在背景噪声成像理论的基础上发展起来的一种新型地球物理探测手段,其根据获取野外数据的观测台站方式分为微动阵列方法和微动单台方法.本文综述了前人对微动探测方法的研究进展,并对目前该方法存在的问题及研究的发展趋势进行了展望.微动阵列方法采用频率波数法或空间自相关法从微动信号中提取频散曲线,进而反演获得地下横波速度结构.微动单台方法即H/V谱比法以三分量台站为观测基础,对水平分量信号与垂直分量信号进行傅里叶谱比,以此估算沉积层厚度、获得共振频率以及场地放大因子等.目前微动探测发展还有诸多问题需要进行深入研究,例如瑞雷波与勒夫波浅层探测理论方法、同时考虑基阶和高阶面波的影响进行多阶面波反演方法研究以及H/V谱比曲线与频散曲线联合反演方法研究等,从而提高微动探测方法浅层探测精度以满足城市地下空间精细探测的需求,加深探测深度为透明地壳、地下第三空间的精细探测提供一种新型地球物理手段. 相似文献
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微动面波的介质响应和H/V谱特征研究 总被引：1，自引：0，他引：1
目前,微动面波信息研究的主要方法是对面波中的Rayleigh波成分进行相关性分析.为了充分有效的利用面波信息和提高识别的准确度,本文基于微动面波H/V谱的基本原理,通过对给定模型的数值计算,得到了微动面波的介质响应曲线和H/V谱,分析了面波中Rayleigh波和Love波多模式波的介质响应和H/V谱特征.结果表明微动面波的介质响应特征与地层界面具有一定的对应关系,且在H/V谱中Rayleigh波和Love波的主频具有一致性,Love波的利用对H/V谱具有增强作用,文中也指出了H/V谱法在高频应用领域中有待进一步解决的问题.由于该方法使用的是地微动噪声中的面波信息,不需要专门的震源,因此具有经济快捷、应用范围广泛等优点,将可能成为一种新的有很好应用前景的地球物理勘探方法. 相似文献
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土石分界面对城市抗震设防和地下工程建设具有重要意义.城市中复杂的干扰限制了常规地球物理勘探方法的使用,本文选用环境友好且抗干扰能力强的微动H/V谱比法对济南中心城区的土石分界面展开研究.在济南中心城区开展三分量微动测量,得到了400多个测点的微动数据,计算了对应的H/V谱比曲线.将得到的H/V曲线划分成单峰、宽峰、双峰和无峰四种类型,分析了不同类型曲线与地质结构的关系.根据基岩性质不同,将研究区的基岩划分为灰岩和岩浆岩两种类型,总结出了基岩为灰岩时的深度-频率关系式,同时发现当基岩为岩浆岩时无法得到可靠的关系式.根据关系式计算得到了济南部分测线的土石分界面深度分布,另外,关系式的计算结果与钻孔资料十分吻合,能满足工程探测的精度要求.本方法为在城市强干扰环境中确定土石分界面深度提供了快速准确的解决方案. 相似文献
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近地表松散沉积层对地震波具有强烈的改造作用。为了揭示近地表速度结构对场地强地震动特征的影响机理,采用横波勘探和地脉动测试方法研究两个地震台站的场地条件,并对比分析场地测试结果与汶川地震记录的频谱特征。正如浅层地震勘探和地脉动数据所揭示的那样, MXT地震台的强震记录中,对应横波图像0.10 s处强反射波的地震动分量（频率5 Hz左右）在该场地占明显优势,而对0.22 s的弱反射界面（对应的基频为2.3 Hz）的反映并不明显,分析认为这一现象归因于地下10~11 m处粉土与卵石层间具有较大的波阻抗差异,因而造成地震反射图像上0.10 s附近的强振幅掩盖了0.22 s的反射波组,岷县强震记录频谱也显示为单峰值形态。横波勘探在WUD台获得的地震图像显示分别在0.22 s和0.50 s处有两组比较明显的反射波,其所对应的场地潜在响应频率分别为2.3 Hz和1.0 Hz,WUD台的强震记录频谱的形态也明显受这两个波阻抗界面的影响;通过对比地脉动与地震记录的频谱图,认为场地结构对地震信号与一般地脉动信号的影响是有差别的。研究表明：（1）剪切波的强阻抗界面深度及其平均波速是控制场地频谱主频的主要因素,近地表地层中阻抗强的界面对地震波的改造作用占主导地位;（2）近地表松散覆盖层的波速结构影响着场地地脉动频谱与地震动频谱的谱形变化;（3） 一般情况下,浅部强波阻抗界面对地脉动频谱特征的影响可能大于深部（百米以内）,强震作用下深部波阻抗界面会使场地的响应主频向比其脉动基频更低的频段发展。 相似文献
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基于微动技术探测盆地浅部地层速度结构1 总被引：1，自引：0，他引：1
本文介绍了利用微动技术探测地表浅层速度结构的方法,并在江苏常州地区一个凹陷盆地内进行了一次野外台阵观测试验,采集场地数据的质量良好.利用空间自相关法得到了不同半径下的自相关函数曲线,该场地的自相关函数显示,对于半径较大的台阵,其自相关系数较好;根据自相关函数提取了场地的频散曲线.通过设定初始模型,利用邻域反演算法得到了该场地的基本速度结构和各层深度分布范围;最后通过与场地附近的人工地震剖面进行对比分析表明,试验结果所揭示的土层结构与浅层人工地震勘探解释结果接近. 相似文献
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利用安徽省部分强震动台站记录的地脉动数据和历史地震数据,采用H/V谱比法和噪声功率谱密度函数法,对比分析台站的场地响应及背景噪声,结果表明:全椒、马鞍山地震台的场地卓越周期小且背景噪声低;沈巷地震台卓越周期大且背景噪声高;三山地震台无明显卓越周期;地震台站背景噪声与场地响应曲线之间不存在一一对应关系。 相似文献
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1679年三河—平谷8级地震,造成了包括北京在内的华北广大地区严重的人员和经济损失,但是该地区和地震灾害密切相关的沉积结构和地震场地响应特征研究,相对比较缺乏.本文利用1~4 km台间距的高密度单台地脉动观测、几个小孔径台阵观测和钻孔测井数据,研究了三河—平谷地区的浅层沉积的场地响应和沉积层三维起伏特征,以及构造运动对沉积厚度的影响.结果表明,研究区沉积层的场地共振频率和沉积厚度有明显的分区特征：东北部场地共振频率主要在1.0~7.0 Hz之间,具有相对较薄的沉积厚度,沉积界面起伏也相对平稳;西南部场地共振频率大部分区域小于1.0 Hz,可低至0.3 Hz,相应的沉积厚度起伏显著,其中在大厂凹陷厚度可达300~600 m.沉积起伏和隐伏断裂带的分布有较好的对应关系,反映了夏垫断裂、南苑—通县断裂第四纪以来较为活跃的正断活动.北东走向的夏垫等隐伏断裂在东北部山前的正断活动相对不发育,以及东北部和西南部沉积厚度的显著差异,都可能受到北西走向的二十里长山断裂带活动的影响.按照Vs30场地分类,研究区内沉积较厚的凹陷地区主要为E类软土,其他区域为D类中硬土.研究结果与区域地质调查、钻孔数据和浅层地震勘探剖面结果基本相符,说明地脉动探测方法能够高效、低成本的获取区域沉积厚度和场地作用,为地震小区划和抗震设防提供有意义的参考. 相似文献
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斜坡动力响应特征与斜坡形态密切相关,若入射地震波主频接近斜坡卓越频率就会放大斜坡动力响应,甚至造成斜坡失稳。汶川地震对远离震中的黄土地区造成了较为严重的破坏,局部场地震害和地震动放大效应显著。选取汶川地震典型黄土斜坡场地,利用地形台阵流动观测和数值模拟计算相结合的方法,系统开展强震动作用下黄土斜坡场地动力响应特征研究。结果表明:坡顶卓越频率最小,其PGA放大系数甚至达到坡底的1.98,这种现象可能与斜坡高差和入射波波长之比密切相关,比值0.2时坡顶放大效应达到最大。随斜坡坡度增加,放大效应增强,坡顶反应谱卓越周期放大系数可达5,说明斜坡地形对强震地面运动有显著影响。数值计算结果与实际强震观测基本吻合,其结果对黄土地区建设工程抗震设防具有重要的科学与实际意义。 相似文献
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根据台站场地条件进行地震动参数校正,有助于提高地震预警的有效性和准确性。针对我国地震预警台网中部分台址场地条件信息不完整及观测仪器的多样性,通过采用不同灵敏度的力平衡式加速度仪、速度仪和MEMS烈度仪,同时进行大量不同类别场地的地脉动观测,多角度对比分析时、频差别,探讨基于地震预警仪观测地脉动评价场地条件的可行性。结果表明,加速度仪灵敏度越高,H/V谱比卓越频率越易识别;速度仪与力平衡式加速度仪观测的地脉动,三分向傅氏谱和H/V谱比的谱形与卓越频率均一致;与TAG-33M强震仪相比,TMA-53烈度仪观测的地脉动整体幅值略高,波形较差,但随着振幅增大趋于一致;在近80%的场地上,TAG-33M强震仪与TMA-53烈度仪观测的地脉动傅氏谱卓越频率相差＜0.5 Hz;当幅值均方根值＞0.05 Gal时,TAG-33M强震仪与TMA-53烈度仪观测的地脉动竖向和水平向傅氏谱均趋于一致;当幅值均方根值为0.02 Gal～0.05 Gal时,TAG-33M强震仪与TMA-53烈度仪观测的地脉动竖向和水平向傅氏谱谱形均有较高的相似性;当幅值均方根值＜0.02 Gal时,TAG-33M强震仪与TMA-53烈度仪观测的地脉动傅氏谱谱形相差较大,相似性低;依据TAG-33M强震仪观测地脉动H/V谱比的卓越频率判定场地类别,准确率达83.3%;TMA-53烈度仪观测地脉动的H/V谱比过于平坦,大多数场地上卓越频率识别困难。 相似文献
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在缺乏其他资料的情况下,地脉动常常用做确定地震动对地表介质产生影响效应的简便手段。本文以银川市区为研究对象,根据地震勘探资料有目的的选取5条测线在银川市区进行地脉动观测,观测点共141个。用Nakamura提出的HV谱比法解析观测数据,在给定地下构造剪切波速度(VS)的基础上,由H/V比值曲线中的基本频率推测盆地深层地下构造。通过理论计算进一步验证了解析结果。结合前人地震勘探资料推测了银川市区脉动基本频率分布特征,并给出2D和3D银川市基底构造变化情况,对比分析表明,HV谱比法得到的脉动基本频率值可以反映银川盆地基底变化情况。 相似文献
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Empirical site response evaluations: case studies in Israel 总被引：1，自引：0，他引：1
Y. Gitterman Y. Zaslavsky A. Shapira V. Shtivelman 《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》1996,15(7):447-463
A closed-loop, time-efficient technique for site effect evaluation for seismic microzonation in urban areas is developed and implemented. It includes the following successive steps: microtremor measurements using a triangular array of three-component seismometers; estimation of the Nakamura horizontal-vertical spectral ratio, calculation of Rayleigh wave dispersion using the Aki spatial correlation method; inversion of the dispersion curve to determine a shear wave velocity model of the shallow subsurface; analytical computation of Rayleigh wave spectral ellipticity and 1-D SH transfer function for this model; and a comparison of empirical and analytical ratios and correction of the model if required. The technique has been tested at several locations in a number of towns near the active Jordan Rift valley. A reasonable agreement is obtained when comparing empirical spectral ratios and analytical transfer functions. 相似文献
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通过布置于龙门山断裂带中段、龙门山山前玉皇观区域的地震观测台站阵列接收地震数据,研究该区域的地震动放大效应和地下地质结构.观测阵列共10台宽频带地震仪,分布在玉皇观河口冲积扇区域.分别采用参考场址谱比法(RSSR)和HV谱比法(HVSR)计算64个高信噪比近震数据的振幅谱比函数,结果显示在玉皇观区域具有较明显的地震动放大效应,并且局部场址效应显著.以S06场址为例,建立近地表地震地质模型,通过SH波放大效应正演模拟研究该场址的地震动放大模式.RSSR与HVSR的结果表明,两者所计算的场址放大效应主频一致,但是HVSR的放大峰值却比RSSR的放大峰值大一倍左右,表明HVSR的结果可能包含了波场在近地表低速层之下传播路径的改造作用.另外,采用27个远震P波的接收函数计算了该区域地壳上地幔S波速度结构.接收函数研究结果显示玉皇观地区的莫霍面深度为44 km,沉积盖层、结晶地壳和上地幔的S波速度分别为2.5 km·s~(-1)、3.5 km·s~(-1)和4.5 km·s~(-1).观测阵列台站之间的接收函数反演结果一致性较好,说明本研究区域范围内地形地貌等近地表结构因素的相对变化对接收函数的影响不大. 相似文献
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The authors examine the reliability of site response estimations obtained by the horizontal to vertical (H/V) spectral ratios of microtremors by means of cross‐validation with the ratio of the horizontal spectra of earthquake motion with respect to reference sites. The data comprise microtremor and ground motion records recorded at 150 sites of Yokohama strong motion array. The use of non‐supervised pattern recognition techniques aims to group the sites with more objectivity. Attributes defining the overall shape of the amplification spectra serve as input in the computation of Euclidean distance similarity coefficients amongst sites. The implementation of the Ward clustering scheme leads to the attainment of a meaningful tree diagram. Its analysis shows the possibility of summarizing the results into six general patterns. A good coincidence of site effects estimates at 80 per cent of the sites becomes apparent. However, this coincidence appears poor for sites characterized by H/V amplification ratios around 2 or smaller and predominant periods longer than 0.5 s. In such cases, the presence of stiff, sandy sediments in the soil profile proves common. To proscribe H/V estimations, relying solely on the small spectral ratios criterion seems inadequate. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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Local site effect microzonation of Lorca town (SE Spain) 总被引：1，自引：0，他引：1
M. Navarro A. García-Jerez F. J. Alcalá F. Vidal T. Enomoto 《Bulletin of Earthquake Engineering》2014,12(5):1933-1959
Local site effect assessment based on subsurface ground conditions is often the key to evaluate urban seismic hazard. The site effect evaluation in Lorca town (south-eastern Spain) started with a classification of urban geology through the geological mapping at scale 1:10,000 and the use of geotechnical data and geophysical surveys. The 17 geological formations identified were classified into 5 geological/seismic formations according to their seismic amplification capacity obtained from ambient vibration measurements as well as from simultaneous strong motion records. The shear-wave velocity structure of each geological/seismic formation was evaluated by means of inversion of Rayleigh wave dispersion data obtained from vertical-component array records of ambient noise. Nakamura’s method was applied to determine a predominant period distribution map. The spectral amplification factors were fourfold the values recorded in a reference hard-rock site. Finally, the capability of this study for explaining the damage distribution caused by the May 11th, 2011 Lorca destructive earthquake (Mw \(=\) 5.2) was examined. The methods used in this work are of assistance to evaluate ground amplification phenomena in urban areas of complex geology as Lorca town due to future earthquakes with applicability on urban seismic risk management. 相似文献
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Adel M.E. Mohamed 《Geophysical Prospecting》2009,57(6):1073-1089
The damage caused by earthquake occurrences in different localities all over the world necessitates the evaluation of the underground and/or sub-soil structure for strategic projects. The case study is the proposed area for a new factory construction that lies 3 km west of Suez Cement factory, in the area between Kottamiya and Ain Sokhna. The shallow seismic refraction survey was carried out through 10 major lines (grid lines), comprising 30 seismic profiles. The microtremor measurements were done at 25 locations at the grid intersection points. The obtained compressional (P) and horizontal shear (SH) wave velocities, with the horizontal to vertical (H/V) spectral ratios, are used to deduce the subsurface structures, to evaluate the elastic and dynamic properties and the transfer function at both the surface and bedrock. The results illustrate that there is a good correlation between the fundamental frequencies deduced through the theoretical transfer function and the H/V spectral ratio. The maximum value of ground motion amplification factor of the study area is 3.3 at a corresponding frequency of 7.8 Hz. 相似文献
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本文采用喜马拉雅科学探测台阵四川省境内10个台站,计算了所有地震信号0.5—15 Hz的H/V谱比,分析了震级、震源距对H/V谱比的影响,并与各台站场地地脉动H/V谱比进行了比较. 结果表明: 震级对各台站地震信号的H/V谱比振幅值以及峰值频率几乎没有影响;震源距对谱峰明显的H/V谱比曲线的谱形和峰值频率影响不大,但对谱峰不明显的H/V谱比曲线的峰值频率有一定影响;H/V谱峰明显的台站,地震信号与地脉动信号的H/V谱比曲线的峰值频率具有很高的一致性,H/V谱峰不明显的台站,二者的峰值频率有一定差异. 相似文献
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—?Four days after the December 13, 1990 Hualien, Taiwan earthquake (M L = 6.9), a temporary array of fifteen triaxial digital accelerographs was deployed in the epicenter area to monitor aftershocks. Approximately 600 earthquakes triggered this array during the three-month deployment period. The Yan-Liau station (S63) alone recorded 162 events. Most of the accelerograms at S63 exhibit resonance. We have estimated site responses at the Yan-Liau station using both the single-station spectral ratio (or H/V ratio) method and the traditional spectral ratio method that compares ratios at a soil site with those at a reference hard rock site. Based on site response analyses of S waves and coda waves of ground motion recordings, both types of waves show that the H/V ratio provide a good estimate at the resonant frequency although the site amplification factor is overestimated. In addition, the study of microtremor is also a good alternate for estimating the site predominant frequency. While the ground acceleration (or PGA) gradually increases, the resonant frequency shifts to lower frequencies. 相似文献