基于SEM的地震波幅值、相似性及尾波强度特性研究
发布时间：2021-11-28 00:04
地震激发的地震波经地球介质传播到台站,并被地震计记录转换为数字记录,这些记录数据被实时传回地震台网中心。地震台网中心利用各种地震数据处理方法,对地震台站传回的实时数据进行检测并形成事件目录。地震学家则利用这些地震目录及地震数据对地震震源参数、介质结构等进行更深入的研究。以上三个过程分别对应于地震信号传播、地震信号检测和地震深入研究。本文针对Pn和Lg波在传播过程中的信号幅值衰减、重复地震的相关检测方法及影响地震信号相似性的主要因素、远震P波尾波信号的激发规律开展了部分研究工作。与地球内部深部结构相比,地壳及上地幔介质的非均匀性更强,而Pn和Lg波信号分别主要在上地幔和地壳中传播,这使得它们的信号幅值衰减规律较远震信号更为复杂。本文利用二维谱元方法,并结合二维线源到三维点源的转换关系,利用SEM理论地震图计算方法研究了上地幔及地壳介质非均匀、莫霍面起伏对Pn和Lg波信号幅值随震中距的衰减规律的影响。其中对Pn波还研究了上地幔速度梯度对其信号幅值的影响,对于Lg波还研究了自由表面的地形起伏对其信号幅值的影响。研究结果表明,上地幔速度梯度、莫霍面起伏、上地幔介质非均都会使得Pn波信号幅值出现...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：173 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 Pn波和Lg波传播及衰减规律研究的现状
1.2 重复地震事件检测方法及影响信号相似性主要因素的研究现状
1.3 浅源地下爆炸的远震尾波激发规律研究的现状
1.4 本论文的主要研究内容
第2章 理论地震图主要计算方法
2.1 引言
2.2 理论地震计算的主要方法
2.2.1 基于积分变化换、简正振型叠加的理论地震图计算
2.2.2 基于高频射线近似的理论地震图计算
2.2.3 基于波动方程数值离散的理论地震图计算
2.3 谱元法基本原理
2.3.1 谱元法的控制方程
2.3.2 谱元网格
2.3.3 物理场的近似表示
2.3.4 高斯-洛比达-勒让德点
2.3.5 物理场在面元或体元内的积分近似
2.3.6 弱积分方程的数值离散
2.4 谱元法的程序实现
2.4.1 SEM程序的坐标系定义
2.4.2 SEM程序的结构(以SPECFEM3D_V2.0.0为例)
第3章 Pn和Lg波传播及衰减规律研究
3.1 引言
3.2 Pn波信号幅值衰减规律的数值模拟
3.2.1 数值模拟方法有效性验证
3.2.2 上地幔介质速度梯度对Pn波信号幅值的影响
3.2.3 上地幔介质非均匀对Pn波信号幅值的影响
3.2.4 莫霍面起伏对Pn波信号幅值的影响
3.3 横跨西天山Pn波信号幅值的异常变化
3.3.1 横跨西天山Pn波幅值异常变化的观测
3.3.2 横跨西天山Pn波幅值异常变化的数值模拟
3.4 Lg波的发育及传播衰减的数值模拟
3.4.1 介质间断面起伏对Lg波发育及传播衰减的影响
3.4.1.1 自由表面存在地形起伏
3.4.1.2 地壳厚度变化对Lg波信号幅值的影响
3.4.1.3 地壳介质非均匀对Lg波发育及传播衰减的影响
3.4.2 莫霍面下方介质低速体对Lg波信号幅值的影响
3.5 小结
第4章 重复地震检测方法及影响地震信号相似性的主要因素研究
4.1 引言
4.2 相关检测的基本原理及基于台站到时差的误检测筛查
4.3 相关检测对地震事件的检测
4.3.1 相关检测对低震级重复矿山爆破的检测
4.3.2 天山地区的重复天然地震
4.4 影响地震信号相似性的主要因素研究
4.4.1 矿山爆破之间的地震信号相似性
4.4.2 震源机制差异对信号相似性的影响(数值模拟)
4.4.2.1 震源断层面解扰动对地震信号相似性的影响
4.4.2.2 地下爆炸源中的非爆炸源成份对信号相似性的影响
4.4.3 非均匀介质中信号相似性与震源之间距离的关系
4.4.3.1 三维非均匀介质
4.4.3.2 震源位于盆地结构
4.4.3.3 存在地形起伏的模型
4.4.3.4 对相关系数-震源间距近似关系的验证
4.4.4 朝鲜三次地下核试验的地震信弓相似性分析
4.5 小节
第5章 浅源地下爆炸的远震尾波激发规律研究
5.1 引言
5.2 混合法计算远震P波理论地震图的原理及程序实现
5.3 计算程序的正确性验证
5.4 浅源地震的远震P波尾波源区激发模拟
5.4.1 高斯地形模型中的远场P波理论地震图
5.4.2 非均匀源区介质中的浅源地下爆炸的远震P波尾波激发
5.4.3 非理想爆炸源对远震P波尾波的贡献
5.5 朝鲜地下核试验的远震P波尾波的模拟与观测
5.5.1 朝鲜核试验场地形模型中的远震P波理论地震图
5.5.2 朝鲜核试验的远震尾波观测
5.6 小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.1.1 Pn和Lg波的传播衰减
6.1.2 重复地震的相关检测方法及影响地震信号相似性的主要因素研究
6.1.3 浅源地下爆炸的远震尾波激发
6.2 展望
参考文献
附录1 疑爆事件目录
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果
本文编号：3523291
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：173 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 Pn波和Lg波传播及衰减规律研究的现状
1.2 重复地震事件检测方法及影响信号相似性主要因素的研究现状
1.3 浅源地下爆炸的远震尾波激发规律研究的现状
1.4 本论文的主要研究内容
第2章 理论地震图主要计算方法
2.1 引言
2.2 理论地震计算的主要方法
2.2.1 基于积分变化换、简正振型叠加的理论地震图计算
2.2.2 基于高频射线近似的理论地震图计算
2.2.3 基于波动方程数值离散的理论地震图计算
2.3 谱元法基本原理
2.3.1 谱元法的控制方程
2.3.2 谱元网格
2.3.3 物理场的近似表示
2.3.4 高斯-洛比达-勒让德点
2.3.5 物理场在面元或体元内的积分近似
2.3.6 弱积分方程的数值离散
2.4 谱元法的程序实现
2.4.1 SEM程序的坐标系定义
2.4.2 SEM程序的结构(以SPECFEM3D_V2.0.0为例)
第3章 Pn和Lg波传播及衰减规律研究
3.1 引言
3.2 Pn波信号幅值衰减规律的数值模拟
3.2.1 数值模拟方法有效性验证
3.2.2 上地幔介质速度梯度对Pn波信号幅值的影响
3.2.3 上地幔介质非均匀对Pn波信号幅值的影响
3.2.4 莫霍面起伏对Pn波信号幅值的影响
3.3 横跨西天山Pn波信号幅值的异常变化
3.3.1 横跨西天山Pn波幅值异常变化的观测
3.3.2 横跨西天山Pn波幅值异常变化的数值模拟
3.4 Lg波的发育及传播衰减的数值模拟
3.4.1 介质间断面起伏对Lg波发育及传播衰减的影响
3.4.1.1 自由表面存在地形起伏
3.4.1.2 地壳厚度变化对Lg波信号幅值的影响
3.4.1.3 地壳介质非均匀对Lg波发育及传播衰减的影响
3.4.2 莫霍面下方介质低速体对Lg波信号幅值的影响
3.5 小结
第4章 重复地震检测方法及影响地震信号相似性的主要因素研究
4.1 引言
4.2 相关检测的基本原理及基于台站到时差的误检测筛查
4.3 相关检测对地震事件的检测
4.3.1 相关检测对低震级重复矿山爆破的检测
4.3.2 天山地区的重复天然地震
4.4 影响地震信号相似性的主要因素研究
4.4.1 矿山爆破之间的地震信号相似性
4.4.2 震源机制差异对信号相似性的影响(数值模拟)
4.4.2.1 震源断层面解扰动对地震信号相似性的影响
4.4.2.2 地下爆炸源中的非爆炸源成份对信号相似性的影响
4.4.3 非均匀介质中信号相似性与震源之间距离的关系
4.4.3.1 三维非均匀介质
4.4.3.2 震源位于盆地结构
4.4.3.3 存在地形起伏的模型
4.4.3.4 对相关系数-震源间距近似关系的验证
4.4.4 朝鲜三次地下核试验的地震信弓相似性分析
4.5 小节
第5章 浅源地下爆炸的远震尾波激发规律研究
5.1 引言
5.2 混合法计算远震P波理论地震图的原理及程序实现
5.3 计算程序的正确性验证
5.4 浅源地震的远震P波尾波源区激发模拟
5.4.1 高斯地形模型中的远场P波理论地震图
5.4.2 非均匀源区介质中的浅源地下爆炸的远震P波尾波激发
5.4.3 非理想爆炸源对远震P波尾波的贡献
5.5 朝鲜地下核试验的远震P波尾波的模拟与观测
5.5.1 朝鲜核试验场地形模型中的远震P波理论地震图
5.5.2 朝鲜核试验的远震尾波观测
5.6 小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.1.1 Pn和Lg波的传播衰减
6.1.2 重复地震的相关检测方法及影响地震信号相似性的主要因素研究
6.1.3 浅源地下爆炸的远震尾波激发
6.2 展望
参考文献
附录1 疑爆事件目录
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果
本文编号：3523291
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