基于深度卷积神经网络的剪切波分裂质量检测     

张彭达  戴志阳  查显杰 《中国地震》2020,36(3):539-549

剪切波分裂是分析地震各向异性的一种重要手段,常规方法是利用网格搜索获取分裂参数,再通过不同方法的测量结果对比测量结果进行质量检测,这一过程会耗费大量计算时间。本文针对这一问题提出了一种利用深度卷积神经网络对剪切波分裂进行质量检测的新方法,对使用了Resnet残差结构的深度神经网络进行训练,直接对二分量剪切波波形数据的质量进行分类。整个过程为:神经网络通过卷积层提取波形特征,计算损失函数后反向传播训练模型参数,完成迭代训练后的模型对输入波形数据正向计算自动输出类型。本文利用川西台站接收到的实际数据以及随机生成的合成数据分别对该网络进行训练,均可以获得准确的分类结果。相比于通过多种剪切波分裂方法对比测量结果的质量检测方法,基于神经网络的方法可以省略网格搜索的计算过程直接判断质量类型,在运算速度上的优势明显,并可继续通过训练提高模型的精度,为提升剪切波分裂方法在数据处理过程中的操作效率提供帮助。  相似文献   

剪切波分裂揭示的青藏高原上地壳地震各向异性基本特征          下载免费PDF全文

郭铁龙  高原 《地球物理学报》2020,63(3):1085-1103

青藏高原整体隆升,构造运动与介质变形强烈,然而由于地震观测数据不足,青藏高原内部上地壳各向异性研究一直是一个空白.本研究使用西藏地区的地震台网(2009年5月—2017年5月)的观测资料,利用剪切波分裂研究青藏高原上地壳地震各向异性特征.由于青藏高原固定地震台站分布稀疏,可用于进行剪切波分裂研究的近场地震事件记录稀少,本研究采用地震事件的单台定位技术,对公开的地震目录里没有震源深度数据的地震事件进行震源位置约束,并引入微震模板匹配定位方法,对连续地震波形进行检索,识别出地震目录里遗漏的新的微震(小地震)事件波形.微震识别获得的新地震事件记录是地震目录里报告的地震事件记录的大约6倍,用于补充研究区的剪切波分裂数据分析.通过数据分析,对比快波偏振方向,证实微震识别获得的数据极大地增加了有效数据的数量,提高了结果的可靠性.研究结果表明,雅鲁藏布江缝合带与班公—怒江缝合带之间的拉萨地块东部地区,台站的快剪切波(快波)偏振方向主要受区域应力场影响,快波偏振方向主要是NS或NNE方向,表明了区域最大主压应力方向;但个别地震台站(当雄台)快波偏振方向受原地主压应力影响,其快波偏振方向既不平行于断裂走向也不平行于区域主压应力方向,揭示出地壳介质的局部变形导致的局部应力方向不同于青藏块体里的其他地区.研究区西部的改则、普兰和研究区北部的双湖,快波偏振方向显示与断裂等构造走向一致的特点.研究区东部的昌都和察隅,快波偏振方向除了与断裂走向(或构造线)一致,还与地表运动的方向相同,揭示了青藏块体东部的深部物质可能的运移方向.这个现象虽然还需更多的研究证实,但这个发现的重要启示是,地震各向异性结合地表变形可用于探讨地壳深部物质的运动.  相似文献   

乌海地区剪切波分裂研究     

魏建民  张晖  赵星  张浩鸣  郝亮  阿那尔 《震灾防御技术》2020,15(4):777-787

根据乌海地区构造环境，采用SAM方法研究乌海地区地壳各向异性特征，使用乌海地震台2014年1月至2020年6月数字地震波形进行分析。根据65个有效地震记录，得到乌海地区剪切波分裂参数，其中快剪切波平均优势偏振方向为NE63.1°±46.4°，慢剪切波平均时间延迟为（1.13±0.66）ms/km。乌海地震台快剪切波偏振显示出4个优势偏振方向，分别为NE、EW、NNE、NNW向。将得到的各向异性结果与研究区应力场和地质构造进行分析，认为研究区周边复杂的剪切波分裂变化是主压应力场、原地主压应力、断裂带分布共同作用的结果。  相似文献   

Understanding river dune splitting through flume experiments and analysis of a dune evolution model          下载免费PDF全文

Jord J. Warmink  C. Marjolein Dohmen‐Janssen  Joost Lansink  Suleyman Naqshband  Olav J. M. van Duin  Andries J. Paarlberg  Paul Termes  Suzanne J. M. H. Hulscher 《地球表面变化过程与地形》2014,39(9):1208-1220

Forecasts of water level during river floods require accurate predictions of the evolution of river dune dimensions, because the hydraulic roughness of the main channel is largely determined by the bed morphology. River dune dimensions are controlled by processes like merging and splitting of dunes. Particularly the process of dune splitting is still poorly understood and – as a result – not yet included in operational dune evolution models. In the current paper, the process of dune splitting is investigated by carrying out laboratory experiments and by means of a sensitivity analysis using a numerical dune evolution model. In the numerical model, we introduced superimposed TRIAS ripples (i.e. triangular asymmetric stoss side‐ripples) on the stoss sides of underlying dunes as soon as these stoss sides exceed a certain critical length. Simulations with the model including dune splitting showed that predictions of equilibrium dune characteristics were significantly improved compared to the model without dune splitting. As dune splitting is implemented in a parameterized way, the computational cost remains low which means that dune evolution can be calculated on the timescale of a flood wave. Subsequently, we used this model to study the mechanism of dune splitting. Literature showed that the initiation of a strong flow separation zone behind a superimposed bedform is one of the main mechanisms behind dune splitting. The flume experiments indicated that besides its height also the lee side slope of the superimposed bedform is an important factor to determine the strength of the flow separation zone and therefore is an important aspect in dune splitting. The sensitivity analysis of the dune evolution model showed that a minimum stoss side length was required to develop a strong flow separation zone. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

新型珊瑚海水混凝土力学性能试验研究   总被引：2，自引：1，他引：1  

吴彰钰  余红发  麻海燕  章艳  梅其泉  达波  谭永山  华实 《海洋工程》2018,36(3):59-68

为了解决全珊瑚海水混凝土(coral aggregate seawater concrete,简称CASC)的脆性问题,采用碱式硫酸镁水泥(basic magnesium sulfate cement,简称BMSC)为胶凝材料和剑麻纤维为增韧材料制备了一种新型全珊瑚海水混凝土(NCASC),系统测定了基本力学性能,并与普通硅酸盐水泥制备的CASC、碱式硫酸镁水泥砂石混凝土(basic magnesium sulfate cement concrete,简称BMSCC)、普通砂石混凝土(ordinary portland cement concrete,简称OPC)以及普通轻骨料混凝土(lightweight aggregate concrete,简称LAC)的力学性能进行对比。结果表明:立方体抗压强度(f_(cu),m)在15~35 MPa范围内的NCASC的轴心抗压强度(f_c,m)、劈裂抗拉强度(f_(sp),m)与f_(cu),m之间具有较显著的线性关系;对于f_(cu),m为15~35 MPa的混凝土,相同强度NCASC的f_c,m高于OPC、LAC及BMSCC,其f_c,m与f_(cu),m比值最大,大致在0.85~0.96之间,NCASC的f_(sp),m比OPC和LAC高,但比BMSCC低,且随着强度的提高,OPC与NCASC的f_(sp),m间的差距在增大,而LAC和BMSCC与NCASC的f_(sp),m间的差距在缩小;在强度等级C15~C55的范围中,NCASC和CASC的f_(sp),m、f_c,m与f_(cu),m之间的关系基本可以采用相同的线性回归方程来描述,利用这两个回归线性方程得到对应于标准强度等级的CASC和NCASC的f_(sp),m和f_c,m数据,为CASC力学性能研究与结构设计提供参考依据。  相似文献   

Study on the Anisotropy of the Underground Medium in Hohhot     

Zhang Hui  Zhai Hao  Han Xiaoming 《中国地震研究》2018,32(1):80-88

In this paper, the data of earthquake events of magnitude M_S6.0 and above produced in Hohhot Seismic Station from 2008 to 2015 and the data of M_L ≥ 1.0 seismic events from 2015 to 2016 in Horinger Seismic Station and the surrounding mobile stations in southern Hohhot are selected. Using Splitlab and SAM software, the spin-correlation method, the least-energy method and the cross-correlation coefficient method are used to analyze the teleseismic and near-seismic phases (SKS, S). The results of this study are in good agreement with the results previously obtained by other researchers. The study of teleseismic SKS splitting reflects the characteristics of the anisotropy of the upper mantle beneath Hohhot, that is, the anisotropy of the upper mantle shows NW, which reflects "fossil" Anisotropy, mainly in the continental structure of stable units and preserves the history of mantle deformation information. The crustal anisotropy reflected by the near-earthquake S-wave splitting study is similar to that of the active fault zone, trending NE as a whole and is consistent with the tectonic stress field background of the northeastern margin of Ordos block.  相似文献   

单轴压缩与劈裂荷载下灰岩声发射b值特性研究     

刘希灵  刘周  李夕兵  韩梦思 《岩土力学》2019,40(Z1):267-274

通过开展灰岩巴西劈裂和单轴压缩声发射试验，探讨两种加载方式下岩石破裂声发射b值特性及b值计算影响因素。结果表明，累积计算b值拟合度高，误差较小；步距为5 dB时不同门槛值下b值随时间变化的总体规律基本一致，选择5 dB的步距和40 dB的门槛值计算b值比较合理，能够降低非岩石破裂信号对b值变化的影响。由动态b值的波动程度可以看出，在劈裂荷载下灰岩损伤演化过程可分为3个阶段，即(0～40%)?c(?c为峰值强度)、(40%～90%)?c和(90%～100%)?c，而在单轴加载下可分为：(0～80%)?c和(80%～100%)?c两个阶段，且不同阶段岩石内部损伤的程度不同。在裂纹扩展阶段，相比单轴加载，劈裂荷载下动态b值增加较为稳定，但在整个破坏过程中劈裂荷载下动态b值波动更大，在单轴压缩和劈裂加载方式下b值的大小取决于灰岩破裂面上的结构性质及破裂模式。  相似文献   

汶川地震断裂带科学深钻WFSD-3附近上地壳S波分裂特征          下载免费PDF全文

郑拓  丁志峰  常利军  郑晨  张辉  李大虎 《地球物理学报》2017,60(5):1690-1702

为配合汶川地震断裂带科学钻探工程(WFSD),中国地震局地球物理研究所在四川省绵竹市天池乡和灌县—安县断裂附近分别架设了15套微震仪器和17个短周期地震台.基于WFSD-3附近的微震、短周期和区域台网的固定台站记录的近震数据,通过横波窗内S波分裂计算,得到其上地壳各向异性参数,即快波偏振方向和慢波的时间延迟,并分析了研究区的上地壳各向异性特征.结果显示,研究区大部分区域的快波偏振方向为NE向,与龙门山断裂带走向一致,但在研究区微震台阵布设小区域内,快波偏振方向表现出东西分区特征,东部为NE向,西部为NW向.上地壳各向异性主要是受到岩层中随应力分布排列的微裂隙和岩石或矿物结构的影响,研究区内快波偏振方向主要表现为NE方向,与断裂走向一致,反映了研究区上地壳各向异性主要受控于结构控制的各向异性,局部区域的快波偏振方向为NW向,与区域最大主压应力方向一致,说明区域应力场对研究区上地壳各向异性也有影响.通过分析微震台阵的归一化时间延迟随时间的变化情况可以反映区域应力场的变化情况.微震台阵的慢S波时间延迟在2012、2013年较为离散,在2014年有收敛的趋势,反映了强震后区域应力场逐渐稳定的趋势.  相似文献   

利用剪切波分裂研究青藏高原东北缘及东南缘上地幔各向异性          下载免费PDF全文

卫志杰  张盛中  杨晓瑜  李世鑫  王晨辰  童琼 《地震工程学报》2020,42(6):1540-1554

利用从IRIS上下载的青藏高原东北缘238个台站以及中国地震科学探测台阵喜马拉雅一期350个台站记录到的远震波形数据，通过采用剪切波分裂方法，获取各个台站下方各向异性分裂参数——快波偏振方向（φ）和分裂时差（δt），从而得到青藏高原东北缘、东南缘上地幔的各向异性特征。研究结果表明，祁连块体、阿拉善块体和鄂尔多斯块体北部，快波方向为NNW-SSE，明显不同于GPS测量得到的近NE-SW的地表位移场方向，延迟时间平均~0.85 s；羌塘块体以及松潘-甘孜褶皱带的西部，快波方向呈现沿顺时针方向旋转的趋势，并且与GPS测量得到的地表位移场方向一致，延迟时间平均为~1.24 s；松潘-甘孜褶皱带东部、秦岭造山带与鄂尔多斯块体南部的交界处，快波方向呈现无序分布，与GPS方向表现出不一致的分布，延迟时间平均~1.08 s；川滇块体北部，快波方向近似N-S方向，与GPS测量得到的地表位移场方向相同，平均延迟时间为~0.925 s；位于北纬26°以南的川滇块体南部，快波方向近E-W方向分布，明显不同于GPS地表位移场方向，平均延迟时间~1.065 s。综合分析推测，羌塘块体、松潘-甘孜褶皱带的西部以及川滇块体北部，地表形变和深部之间的变形是相互耦合的；祁连块体、阿拉善块体和鄂尔多斯块体北部，松潘-甘孜褶皱带东部、秦岭造山带与鄂尔多斯块体南部的交界处以及川滇块体南部，壳幔之间可能存在解耦现象。  相似文献   

云南地区前震时空分布及其统计特征研究     

赵小艳  孙楠  苏有锦 《中国地震》2015,31(2):209-217

分析了1965~2014年发生在云南地区的共计223次M≥5.0地震,发现其中有前震的地震74次,占33.2%;云南不同构造区前震的比例差异较大,前震较多的地区是澜沧-耿马地块和腾冲-保山地块;前震与主震的震级差、时间间隔、空间距离优势分布分别为0.5~2.9、10天内和20km内,可以利用这些特点在识别出前震后进而对后续主震做出预测。  相似文献