用尾波干涉法监测介质波速变化研究进展

多次散射形成的尾波由于在介质内部重复采样、迭加和放大的作用,对介质的微小变化十分敏感。尾波干涉法利用尾波的这一特点检测介质的微小变化。近年来利用尾波干涉法高精度检测介质波速变化已经广泛应用到地震学领域和材料无损检测中。本文从尾波干涉法的原理和方法及研究进展两方面进行介绍,着重介绍了重复地震、噪声和人工源在研究介质速度变化中取得的成果。利用尾波干涉法,可以更精细地了解介质动态演化过程。

尾波干涉法在汶川地震余震定位中的应用

中小地震的震源位置及其变化对于研究地震构造、断层性质以及地震应力场的演化等问题都有极为重要的意义。然而以HypoDD双差定位法为代表的常规定位方法对地壳速度结构要求很高,且受台站分布影响较大。而尾波干涉法不需要了解速度模型的精细结构,只要求速度结构中存在各向不均一性散射体即可,且对台站分布要求低,因此适合应用在中小地震的相对位置变化的研究上。本文以汶川地震余震为例,研究利用尾波干涉法确定相似地震相对位置的可行性及其稳定性,并将其结果与双差法进行了比较。发现当台站分布较好时,其结果与双差法所得结果较为一致,而当台站分布较差时,尾波干涉法所得结果更为可靠。

滇西实验场两次中强地震前后尾波衰减的区域特征分析

本文在地方震尾波散射理论模式的基础上，研究了１９９２年１２月发生在滇西地震预报实验场永胜期纳地区的两次Ｍｓ５．４，５．１地震前后的序列地震尾波振幅衰减率β和尾波Ｑｃ（－１）值随时间和空间变化的衰减特征。结果表明，尾波衰减率在空间分布上表现出明显的小区域范围的非均匀性，在主震震中附近（Δ＜５０ｋｍ）的近场区内，主震期间的β值是０．００７６ｓ（－１），相应的Ｑｃ（－１）值是０．００５６１余震期间的β值是０．０２０９５（－１），相应的Ｑｃ（－１）值是０．０１５３，主震前后Ｑｃ（－１）值的变化接近３倍。而在主震的外围地区（Δ＞５０ｋｍ），主震前的区域β值平均是０．０２３５ｓ（－１），Ｑｃ（－１）是０．０１５３，与余震期间的结果相接近，表明主震前后在外围地区的尾波衰减变化不明显。地震序列的Ｑｃ（－１）值主震前后的变化为上升（起伏变化较大）－下降到最低值（主震发生）－回升（起伏变化小）这样的演变过程，尾波振幅衰减率β和Ｑｃ（－１）所表现出的这种时空变化的非均匀性过程显示了具有明显前兆意义的变化。

运用尾波干涉技术监测2005年江西九江-瑞昌M_(S)5.7地震后地壳介质变化

基于2005年江西九江—瑞昌M_(S)5.7地震序列事件波形及其观测报告,采用双差重定位法、波形互相关法和尾波干涉法,筛选出了同时被范镇台和九江台记录且波形互相关系数≥0.940的两组重复地震对:D1(2005-11-2909:13M_(L)2.0和2005-12-0204:54M_(L)1.9)和D2(2005-12-0223:49M_(L)2.2、2005-12-0616:58M_(L)1.7和2006-03-2406:24M_(L)2.4)。发现M_(S)5.7地震后短期内(2005-11-29—2005-12-02)S波早期尾波波速增加;而M_(S)5.7地震后几个月时间内(2005-12-02—2006-03-24)S波早期尾波波速减小。

运用尾波干涉技术监测瑞昌—阳新M_(S)4.6地震后地壳介质变化

基于2011年瑞昌—阳新M_(S)4.6地震序列事件波形及其观测报告,采用双差重定位法、波形互相关法和尾波干涉法,筛选出了同时被黄梅台和九江台记录且波形互相关系数≥0.920的两组重复地震对:D_(1)(2011-09-1105:44 M_(L)2.3和2011-10-2408:06 M_(L)2.2)和D2(2011-09-1807:06 M_(L)2.8和2011-10-2408:06 M_(L)2.2),发现瑞昌—阳新M_(S)4.6地震后1.5个月内(2011-09-11—10-24)震源区S波早期尾波波速增加。

2000年姚安M_S6.5地震震源及近邻区的低Q_S

利用震源距23km范围内观测的2000年姚安Ms6．5地震余震记录，计算了震源及近邻区域的尾波规一直达S波在频率1．5～20Hz之间的傅里叶谱振幅．结果显示谱振幅随震源距增大而增大，在对谱振幅进行了震源辐射方向性校正之后，才出现谱振幅随震源距衰减的现象．由此获得了震源及近邻区域S波的Qs（f）值，可表示为Qs（f）=8．9^0.98．其值比由尾波得出的姚安地区的平均Qc（f）值低得多，表明了震源破裂带的强烈非均匀性对Qs（f）的重大影响．

高架车站自振特性分析与对比

高架车站的自振特性对其振动响应评价有着重要影响,自振特性的准确评估成为研究重点。依托武汉施岗高架车站,分别采用理论计算、数值模拟及尾波法三种方法,对比分析高架车站自振特性表明,三种方法能够对高架车站的自振特性进行合理且准确的综合评估,自振频率结果在主频区间上基本一致。施岗站高架车站低阶主频约3.0~5.0 Hz,主要表现为纵向平动或扭转;高阶主频处于5.0 Hz至几十赫兹,主要表现为竖直向变形或翘曲等。平面模型理论分析和数值模拟方法能够获取高架车站的多阶自振频率和振型,适用性强,但对高架车站结构存在不同程度简化;尾波法以实测数据为依据,能够获取有限阶次自振频率的分布范围,考虑了高架车站结构复杂特性,准确度高,但实测工作量大。上述三种方法的综合应用能够保证高架车站自振特性评估更为合理、准确。

尾波干涉法检测混凝土受压状态试验研究

弹性波波速变化能够反映混凝土内部裂缝和应力的变化,其关键是对受压状态下的混凝土进行高精度检测。通过对4种不同强度等级的混凝土试块进行受压状态下的尾波干涉试验,分析混凝土内部微裂缝引起的多次散射波(尾波)的特性,将尾波波形与直达波波形进行对比性分析,并对尾波波速变化率随应力的变化规律及尾波传播的影响因素进行分析。结果表明:尾波波形具有一定的时间延迟,尾波相较于直达波传播的路径更长,对于混凝土内部损伤微变化更加敏感;随着应力的增加尾波波速变化率逐渐增大,当应力达到极限荷载的60%左右时,波速变化率增长到最大值随后开始减少,波速变化率趋势与混凝土损伤状态具有高度的相关性,利用超声波尾波波速变化检测混凝土的损伤状态效果更好。

Discussion on the Measurement Method for the Coda Wave Quality Factor

The Quality factor is the parameter that can be used to describe the energy attenuation on seismic wave. In theory, we can obtain the relationship between the change of the coda wave quality factor with time and the strong earthquake preparation process on the basis of the quality factor of a coda wave in a same ray path. However, in reality the coda wave quality factor measured by different seismic coda waves corresponds to different seismic wave ray paths. The change of the quality factor with time is related to non-elastic characteristics of the medium and the volume of scattering ellipsoid constrained by scattered wave phase fronts, besides the change of regional stress field. This paper discusses the relationship between quality factor, epicenter distance and different lapse time, and then discusses the relationship between quality factor and frequency. Furthermore the determination method of the coda wave quality factor is put forward. The improved determination method of the quality factor, which removes the influence of different earthquakes or propagation depth of scattered waves, may increase measurement precision, thus information pertaining to abnormal changes in quality factor and the relationship between the quality factor and earthquake preparation process can be acquired.

优化脉冲间距的多脉冲尾流加速PIC模拟

多脉冲激光尾波场加速电子方法中限制尾波场振幅的主要机理是“相位失谐” ,起源于非线性效应导致尾波波长随振幅的增长而变大 ,从而后续脉冲逐渐偏离加速相位 .借助 2D3VPIC模拟方法优化各脉冲之间的间距 ,使之等于前面脉冲激发的尾波波长 ,模拟结果表明激发了更大振幅的尾波场 ,同时激发了更强的“前向Raman散射” ,它在限制尾波场进一步增长的过程发挥了重要作用 .