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模拟地震波传播的三维逐元并行谱元法 总被引：2，自引：0，他引：2
高效地震波场正演模拟对于复杂模型中地震波传播与成像研究至关重要.本文在谱元法原理框架内,对已有逐元谱元法改进,提出一种新的逐元并行谱元法求解三维地震波运动方程,并得到地震波场.逐元并行谱元法的核心思想在于在单元上进行质量矩阵与解向量的乘积运算,并将此运算平均分配至每一个CPU计算核心,此处理有利提升谱元法的并行计算效率.同时,根据Gauss-Lobatto-Legendre(GLL)数值积分点与插值点重合的特点,将稠密单元刚度矩阵的存储转化成单元雅克比矩阵行列式的值及其逆的存储,大幅减少谱元法计算内存开销.此外,在模型边界上利用逐元并行谱元法求解二阶位移形式完美匹配层(PML)吸收边界条件,消除边界截断而引入的虚假反射.通过逐元并行谱元法得到的数值解与解析解对比,以及实际地震波场模拟,数值结果证实了逐元并行谱元法用于地震波场模拟的高效性. 相似文献
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强震孕育发生及其复发过程的定量研究对于预测预报地震有着重要的科学意义;合理连续地计算地震孕育、同震破裂过程及其复发循环特征将有助于我们更好地认识强震发生的时空分布规律.为此,本文基于Newmark隐式时间积分法,根据模拟孕震-同震循环过程的特殊要求,发展了一种新的有限单元计算方法.新方法具有以下特点:(1)在不改变时间积分方法的情况下,实现对时间步长进行自动平滑地缩放,进而可以连续的模拟准静态、动态不同力学状态下的孕震-同震循环过程;(2)模型的初始应力场非人为指定,计算时通过施加重力及缓慢的构造加载获得;(3)地震破裂的成核区域及成核方式等亦非人为给定,模拟中破裂成核是自然形成的,这样更加符合实际地震地质情况.通过大量的模型计算,其结果表明,新的计算方法可以连续稳定的模拟断层孕震-同震及其循环过程,计算结果不仅可以给出强震的复发间隔,同时还可以给出地震时断层破裂行为的详细过程.此外,本文还考察了摩擦系数对地震准周期性的影响,发现断层上的静、动摩擦系数差值直接影响着断层的强震复发周期,两者差值越小,复发周期越短;差值越大,复发间隔越长. 相似文献
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《地震地质》2021,43(3)
安丘-莒县断裂是郯庐断裂带晚第四纪以来活动特征明显的断裂段,曾发生70BC安丘7级地震,对该地震的同震位错量和该断裂的长期活动习性开展研究,有助于理解郯庐断裂带的构造活动。然而一直以来,安丘—莒县段的古地震研究结果并不理想,没有很好的同震位移量证据。文中利用高分辨率的无人机Sf M摄影测量技术提取了大量冲沟的右旋水平位错量,对安丘-莒县段断裂安丘—孟瞳段和青峰岭段的走滑运动特征进行了定量研究,通过分布概率统计,获得该断裂最小的冲沟右旋水平位移量约为5m,并且发现较大的冲沟右旋水平位移量也为5m的倍数,这种现象可能代表了该断裂发生过多次规模相当的地震事件,而约5m的右旋水平位错量暗示该断裂存在地震特征位移。此外,依据位错量与震级和地表破裂长度的关系推断,70BC安丘地震的震级可能存在低估,且产生了安丘—孟瞳、青峰岭和莒县—孟堰3段级联破裂;或者5m的特征位移指示了另一次更大的史前地震。 相似文献
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盆地效应作为场地效应的一种特殊类型,其对地震动的影响仍在持续研究当中。建立二维梯形沉积盆地模型,模型边界采用透射人工边界,利用显式有限元法作为求解方法。根据Buckingham提出的π定理定义了多个影响盆地效应的无量纲参数,包括盆地深宽比、介质波速比、盆地深度与入射波长之比、盆地开口宽度与入射波长之比。以Ricker子波作为输入波,研究SH波垂直入射盆地模型时,以上无量纲参数对盆地放大效应的影响。研究发现盆地深宽比越大盆地诱发的聚焦效应越明显,盆地深宽比越小盆地边缘效应越明显。在盆地的深宽比和入射波确定时,随着盆地开口宽度与入射波长之比不断增大盆地的最值放大系数逐渐从盆地中心移向盆地边缘,表现出越来越明显的边缘放大效应。其中波速比差异对放大系数的影响最大,波速比差异越大介质的波阻抗比越大,放大效应越显著。通过将影响盆地放大效应的参数无量纲化,使梯形盆地对地震动放大效应的研究的结论更具有普遍意义。 相似文献
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稳定可靠的地震台站观测环境是台站产出高质量观测数据的基本要求。对台站观测环境的改造,是中国地震局近年来项目重点支持的方向。全国重点地震台站优化改造项目致力于地震台站的观测环境、基础设施和工作条件等保障系统的优化改造,使其适应和满足现代地震观测技术发展的需要。本文系统地总结了重点台站优化改造项目自2001年开展实施的相关情况,并对关键技术进行分析,主要体现在测震仪器的防震加固设计、地磁观测室无磁性工艺、形变山洞防潮保温、地电阻率观测架空线路防雷改造、台站标准化改造等方面。通过这些新技术和工艺,保障了台站观测环境,提升了观测数据质量,为地震监测、地震预测预报和地震科学研究提供了高质量的基础数据支撑。此外,探讨了新形势下台站优化改造的新内容与新技术,为今后台站改造的发展方向提供一定参考。 相似文献
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BP神经网络因具有良好的精度和拟合能力,被广泛地运用在区域性滑坡危险性预测中。本文建立了基于BP神经网络的地震滑坡危险性评价模型并应用于四川九寨沟地区,以2017年8月8日的九寨沟MS7.0地震引发的4834个历史滑坡为例,将其随机划分为70%的训练样本集用于九寨沟地区地震滑坡危险性预测,以及30%的验证样本集对预测结果的精度进行评估。选取高程、坡度、坡向、平行发震断层距离、垂直发震断层距离、震中距离、距道路距离、地面峰值加速度(PGA)以及岩性共9个影响因子,分析发震断层对地震滑坡的控制作用,并总结九寨沟地区地震滑坡空间分布规律特征,其中发震断层、岩性和坡度对九寨沟地区地震滑坡分布产生重要影响。利用模型得到九寨沟地震滑坡危险性预测图,结果显示73.19%的滑坡位于极高和高危险区域,与实际地震滑坡分布基本相符。通过30%的验证样本集来绘制预测成功率曲线,结果表明模型预测成功率(AUC值)为0.90,证实了BP神经网络在九寨沟地区地震滑坡危险性预测中具有良好的精度和拟合能力,评价结果为后续地震滑坡灾害预测和防震减灾工作提供了科学的参考。 相似文献
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气温的升降会造成介质的热胀冷缩，含水量的补充蒸发会导致介质的膨胀收缩，在将这两种因素同时考虑的情况下，提出了基于跨断层短基线测量的形变异常诊断方法，并将其实践于唐山地震台4个测段的短基线观测。研究结果表明，基于短基线观测的形变响应比序列在保持总体趋势稳定变化的同时，在不同的时间出现了显著的幅度变化。经过进一步分析，观察到:① 对于同一测段，形变响应比变化与温度-降雨的变换系数γ有关，当γ过小或者过大时，序列会保持稳定，失去观测分析价值；② 形变响应比幅度变化的动力学来源可能是台站周边的地震，而且是台站东北方向50 km以内的M≥4.0地震。对于不同测段，形变响应比幅值变化与地震的相关性有所差异，其中垂直于断层测量方向的两个测段得到的形变相应比与地震的相关性最好，与断层斜交但近乎平行断层走向的测段次之，与断层斜交的测段相关性最差。 相似文献
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浅层地震勘探与钻孔联合地质剖面探测是隐伏断层定位与活动性鉴定的基本手段,需在实际工作中不断总结完善。通过采用浅层地震勘探技术,查明了淮安市区附近隐伏断裂的基本格局,并结合钻孔联合地质剖面探测与第四纪年代学测定,确定了新发现的倪湖庄-七里墩断裂的最新活动时代及活动特征。倪湖庄-七里墩断裂为近南北走向、倾向西的高角度正断层,断层倾角72°～82°,探测断裂长度为43 km。浅层地震勘探揭示其断面具有近直立或呈S形的上下反倾特点,指示具有走滑性质。该断裂错断了北东走向淮阴-响水断裂与北西走向无锡-宿迁断裂,最新活动时代为中更新世中晚期。本次探测工作对技术方法进行了探索,并提出以下建议:针对新发现的隐伏断裂,宜采用从已知点向外逐次探测的方式,即完成上一条测线的设计、施工与解译工作后,根据探测结果布设下一条测线;基于地震时间剖面进行钻探设计时,既要考虑断层两盘反射波组延伸与变形特征,又要考虑物探解译上断点与实际上断点的埋深差异;在河流下游开展钻孔联合地质剖面探测与地层对比时,需充分考虑局部地貌条件差异与第四纪海平面对陆域地表过程的影响。 相似文献