天水—礼县地区地震波运动学透视

根据地壳速度结构模型,给出了利用厂坝爆破适于天水—礼县地区的各个传输台站不同震相的走时模型。以此为基础,对比分析了从1984年11月至1987年5月共31个月的资料,讨论了零时序列、走时差序列、相对走时序列、计算零时序列和波速比序列的特征。较详细地分析了迭部M_s=5.9地震过程中上述序列的反映。确认了走时出现多—少的变化特征、波速比的低—高—发震的特征、震前几天走时特殊低、波速比很高的特征和波速的方向性特征。经过误差讨论与统计检验确认上述特征是可信的。最后,又讨论了如何利用地震波运动学特征监视和预报地震。由于地震波透视这种方法物理意义清晰,许多因素已知,精度较高,故所得结论不仅有理论意义,而且有实用价值。

基于优化数值积分的谱元法模拟地震波传播

复杂介质的高精度地震波数值模拟一直是地球物理研究领域的难点,研发高精度、高效率的数值算法对地震波正反演研究至关重要。谱元法现已被成功应用于各种尺度模型的地震波数值模拟。然而,传统谱元法采用的Gauss-Lobatto-Legendre数值求积算法无法精确计算质量矩阵和刚度矩阵包含的多项式积分,以至于难以充分展现谱元法的高精度优点。针对传统谱元法数值积分精度不足问题,文中提出一种优化积分算法。即首先构造关于数值求积与精确积分的最小二乘目标函数,然后利用共轭梯度优化方法求取优化的数值积分权系数,从而提升数值积分精度,并最终提高谱元法模拟地震波的数值精度。通过理论分析和模型试算,证实基于优化数值积分的谱元法在减少数值频散、提升计算精度等方面具有优势。

利用介质的物理参数判断其含油性的实验

本文以大理岩、木材、原油、黄蜡为材料,制作了三种不同的模型。在介质裂隙、孔隙中充油或将油均匀地混合在介质中构成三种含油模式。在实验室内使用超声模拟方法作了介质含油量与震波运动学和动力学特征以及与介质电阻率之间的关系的实验。实验结果说明,当介质含油时,随着介质含油量的增加,震波的振幅逐渐减小,介质的电阻率值则逐渐增大,P波、S波的速度呈现下降趋势,震波的功率谱和振幅谱的主频f_0分裂成f_1、f_2两个主频,其中反映介质含油情况的主频f_1对应的振幅值和功率值逐渐增大。上述物理参数的变化规律与含油介质的性质及含油方式无关,只依赖于介质的含油量。

Physical random function model of ground motions for engineering purposes

A physical random function model of ground motions for engineering purposes is presented with verification of sample level. Firstly,we derive the Fourier spectral transfer form of the solution to the definition problem,which describes the one-dimensional seismic wave field. Then based on the special models of the source,path and local site,the physical random function model of ground motions is obtained whose physical parameters are random variables. The superposition method of narrow-band harmonic wave groups is improved to synthesize ground motion samples. Finally,an application of this model to simulate ground motion records in 1995 Kobe earthquake is described. The resulting accelerograms have the frequencydomain and non-stationary characteristics that are in full agreement with the realistic ground motion records.