常Q滞弹性介质地震波动数值模拟——时域本构优化逼近          下载免费PDF全文

谢志南  郑永路  章旭斌 《地球物理学报》2018,61(10):4007-4020

在地震波动模拟中计入常Q滞弹性阻尼，可有效降低模拟波形的误差.就时域有限差分和有限元模拟而言，常基于广义标准线性体建立阻尼介质的时域本构逼近.广义标准线性体由若干标准线性体并联得到，增加标准线性体个数能有效提高模拟精度，但计算量及计算存储将成倍增长.目前尚未有普适的标准线性体个数优化取值方案.本文基于广义标准线性体参数的非线性优化拟合方法，详细分析了时域本构逼近误差的影响因素，清楚揭示了逼近误差仅取决于频带宽度，与频带上下限取值无关这一特性，阐明了构建具有普适性标准线性体个数优化取值方案的可行性.论证了波形模拟精度主要取决于波传播距离与模拟波长的比值以及标准线性体的个数取值.综合考虑上述两个控制因素，结合在波动正反演问题中广为采纳的波形时频误差衡量准则，对不同Q值介质给出了标准线性体个数优化取值表.进一步，本文提出采用不同个数标准线性体以近似不同Q值的阻尼介质时域本构，解决了以往波动数值模拟中统一采用相同个数标准线性体而导致的计算量及计算存储浪费或模拟精度低下等问题，并基于数值实验验证了这一方法的精度.本文工作对推进滞弹性介质波动数值模拟及其在全波形反演问题中的应用具有理论价值和实践意义.  相似文献   

含流体层的河谷场地对地震波散射的间接边界元法模拟   总被引：1，自引：1，他引：0       下载免费PDF全文

黄磊  刘中宪  张雪  李程程 《地震学报》2020,42(6):657-668

结合单相介质动力格林函数和流体域格林函数，将间接边界元方法拓展到含流体层河谷对地震波散射的求解，并结合具体算例进行大量参数分析。研究结果表明，含流体层河谷地形对平面P波、SV波入射时的地震响应受控于入射波频率、入射波角度及流体深度等多种因素。总体来看:① 在低频域内，含流体河谷底部及附近地表的频谱特性与不含流体的河谷反应基本一致；② P波入射时在水层体系共振频率处，河谷底部位移缩小效应显著，而此频率处流体表面位移达到最大；③ 流体层具有吸收地震波能量的作用，流体深度越大，河谷表面及附近地表的地震动位移越小。研究成果可在一定程度上为河谷地形附近地震动效应的评估及防震减灾工作提供理论依据。   相似文献   

SH波地表散射的局域边界元模拟          下载免费PDF全文

盖增喜  陈晨旭 《地球物理学报》2020,63(6):2274-2280

本文提出了一种计算不规则起伏地形中SH波散射的有效方法——局域边界元法.本方法基于传统边界元法,为计算复杂地表散射问题提供了一种更加高效的解决方案.根据地震波满足的边界积分方程中牵引力格林函数的特性,我们将自由边界分解成水平部分和起伏部分.通过公式推导,可将水平部分的位移由起伏部分的位移通过格林函数线性叠加表示,因此只需对起伏部分的位移进行直接求解,从而极大地减少了待求解的未知数个数,显著提高了计算效率.通过与半圆形山谷SH波平面波入射的解析解比较,验证了方法的正确性.数值模型比较显示,局域边界元模拟结果与传统边界元数值解完全吻合,但是大幅提高了计算效率.因此,局域边界元法可以作为模拟不规则地形中地震波散射的有效工具.  相似文献   

深厚软土场地基岩地震动反演——以天津波为例          下载免费PDF全文

梁建文  张萍  何颖 《世界地震工程》2020,(3):001-11

根据天津波地表加速度记录和相应实测场地钻孔资料，采用等效线性化方法模拟土体非线性，进行了深厚软土场地基岩地震动反演，研究了频率截断对深厚软土场地基岩地震动反演的影响，为天津波地表加速度记录提供了相应的基岩地震动输入。研究表明:不同截断频率情况下，反演得到的基岩地震动峰值和反应谱曲线形状均相差悬殊，但反演后再正演所得到的地面运动与原地表记录相比，加速度时程曲线形状和峰值大小、反应谱曲线形状和峰值大小均非常接近；可根据工程需要对地表加速度记录进行不同频率的截断，反演得到所需强度的基岩地震动。  相似文献   

复连续小波变换实现地震波在任意时-频域随机相位的方法     

谢皓宇  本田利器  郑万山 《地震研究》2019,42(4)

动力分析过程中输入地震波的选择非常重要,通过扰动自然波生成人工地震波是丰富设计地震波池的方法之一。提出使用复连续小波变换来修改、扰动自然波的方法来拟合人工地震波,以2000年日本鸟取M_W6.7地震为研究对象,对比Shannon小波基和Gabor小波基在生成人工波过程中的特点。结果表明:使用改进方法可以在任意指定的时-频域上修改地震波的相位谱从而产生人工波,且Shannon小波对地震波能量的保留优于Gabor小波,故Shannon小波基是更好的选择。  相似文献   

基于人工地震波作用下大跨度悬索桥多点激励地震响应分析          下载免费PDF全文

易富  杜常博  王伟  孙悦  张智 《地震工程学报》2019,41(2):278-285

为研究大跨度悬索桥在多点激励作用下的地震响应规律,在已有的功率谱模型基础上提出了改进的功率谱模型,并将其应用到人工地震波合成过程中。以某水库上主跨720 m双塔单跨悬索桥为研究对象,用Midas civil建立全桥有限元模型,采用大质量法进行不同波速多点激励地震响应分析。结果表明:大跨度悬索桥在多点激励作用下的主塔内力响应、主塔位移响应及主梁位移响应均受行波效应、衰减效应、不相干效应及衰减后地震波叠加效应影响,且最终的响应值由衰减后地震波的叠加效应与衰减效应的共同作用决定;500 m/s多点激励下衰减后的地震波叠加加强效应与衰减效应共同作用后,对主塔轴力响应、主塔塔底顺桥向剪力响应、左塔上横梁处剪力和弯矩响应的加强效果最大;各波速多点激励下,主塔顶顺桥向位移响应相对变化率均大于零且几乎保持不变,主梁两端顺桥向位移响应相对变化率在1 000 m/s波速取得最大值,主梁竖向位移响应在500 m/s取得最大值并随波速的增加逐渐接近一致激励情况。  相似文献   

Ronge-Kutta法在计算复杂构造区域地震波旅行时中的应用     

邹长桥  段永红  唐秋惠  徐佼  陈立波 《大地测量与地球动力学》2015,35(5):894-897

采用Ronge-Kutta射线追踪法对地震勘探中几个典型地质模型的地震波射线路径和旅行时计算的实例和效果进行分析。将Ronge-Kutta射线追踪模拟的结果与程函方程计算的时距曲线结果进行对比,验证了Ronge-Kutta射线追踪法的易实现性和程函方程有限差分旅行时算法的强稳定性,表明Ronge-Kutta射线追踪法在复杂构造区域进行地震射线路径和旅行时计算时能得到较好的模拟效果。  相似文献   

海底探索史话之梦断莫霍(上)     

何起祥  许晴华 《海洋世界》2011,(3):32-34

"你们为什么不设法打一个深孔到地幔,看看莫霍面的下面究竟是些什么宝贝呢?"普林斯顿大学教授哈雷·海斯是一位极富事业心的地球科学家。他同美国自然科学基金会一直保持着十分密切的联系。于是,基金会就委托他找几个有分量的地球科学基础研究项目。  相似文献   

鄂尔多斯块体及其周缘上地幔各向异性分析研究   总被引：9，自引：5，他引：4       下载免费PDF全文

胡亚轩  崔笃信  季灵运  郝明 《地球物理学报》2011,54(6):1549-1558

对布设在鄂尔多斯块体及其周缘的固定宽频带地震台网90个台站记录作远震SKS波形资料偏振分析,采用最小切向能量法求得每个台站的SKS快波偏振方向和快慢波时差,获得块体及其周缘上地幔各向异性图像,并结合1999～2007年相对鄂尔多斯块体的GPS水平地壳运动速度场,分析块体及其周缘的各向异性特征和壳幔耦合特征并重新认识块体...  相似文献   

基于辛格式奇异核褶积微分算子的地震标量波场模拟   总被引：3，自引：2，他引：1       下载免费PDF全文

李一琼  李小凡  朱童 《地球物理学报》2011,54(7):1827-1834

本文在对地震波场进行模拟时,采用辛差分格式对波动方程进行时间离散,采用奇异核褶积微分算子对波动方程进行空间离散.该方法尽管增加了一些计算量,但提高了计算精度和稳定性;相对于其他非辛算法,它是全局保结构的,并且具有较强的长时间跟踪能力.该方法为解决大尺度、长时程地震波场的高精度模拟问题提供了一种新的、有效的选择.  相似文献