频率-波数域方法的发展及其在台阵数据分析中的应用

频率-波数域分析(Frequency-wavenumber analysis,简称F-K analysis)是一种常用的台阵数据处理方法,在地震学等领域具有良好的应用效果。本文通过介绍F-K分析的基本原理及各种改进的F-K分析方法,并结合实例综述了其在台阵数据分析中的几种应用,包括检测微弱信号源、分析噪声特征、提取面波频散曲线、台阵设计这4方面;通过对这些研究的回顾,本文总结了该研究领域的新进展及需要注意的问题,并对F-K成像新的应用前景进行了分析和展望。

上海地震台阵的F-K分析

频率 -波数 (F- K)谱分析是地震台阵数据处理基本方法之一。采用该分析方法 ,可以从地脉动背景中提取有用的地震信号 ,提高地震的定位精度。本文列举了 F- K功率谱的不同计算方法 ,并将该方法应用于上海地震台阵所记录的地震事件。对地震和地脉动的 F- K分析结果得出 ,地震的方位角和慢度值分别对记录长度的分布呈线性特征 。

基于Betti-Rayleigh动力互易定理求解移动荷载引起的地基土振动

基于Betti-Rayleigh动力互易定理,论证了地基土Green函数的互易性,推导了移动荷载引起的地基土振动解析解,进而推证出移动常力荷载和移动简谐荷载作用下地基土表面振动在波数-频率域内和空间-时间域内的解析表达式,并采用Matlab对其进行数值计算。通过互易定理的使用将振源的移动问题变换为地面上受振点的移动问题,使移动荷载作用下地基土振动响应的解析表达式大大简化。最后结合某地基土参数对移动的单位常力荷载和单位简谐荷载作用下的地面振动进行算例分析,结果表明:移动常力荷载引起的地面振动属于典型的低频振动;移动简谐荷载作用下地基土表面出现波动的Doppler效应,且地面上受振点的振动频率范围由最上层地基土的Rayleigh波波速控制;地面上的受振点距振源较近时,地基土表面R波对振动的贡献明显高于P波和S波,而当受振点距振源较远时,P波对振动的影响较明显。

2007年南海夏季风季节内振荡的北传及影响因子

利用2007年全球降水气候计划GPCP(the Global Precipitation Climatology Project)卫星红外窗口导出的全球降水指数GPI(the Global Precipitation Index)的日降水资料及频率-波数分析方法,分析2007年南海夏季风季节内振荡(Intraseasonal Oscillation,ISO)的传播特征,并使用美国国家环境预报中心(NCEP)/美国大气研究中心(NCAR)再分析的逐日资料,探讨影响其传播的主要因子。结果表明,南海夏季风ISO有明显的北传趋势,并且明显比南传分量占优。影响南海夏季风ISO北传的主要因子是平均纬向风垂直切变和平均经向风对异常水汽的输送。之所以异常经向风对平均水汽的输送及海-气相互作用的影响在南海地区不重要,而在印度季风区有一定的贡献,是因为平均水汽和纬向风分布在两个地区的差异。

由地方台网记录确定远震信号的方位角和慢度

介绍一种新的适合于地方遥测台网数据处理的方法,估算远震信号到达台站的方位角和慢度.该方法是根据信号在各台站上的到时与台站位置矢量在信号传播方向上的投影之间的相关性的原理.实际分析结果表明,应用该方法对地方台网的记录进行处理时可以准确地计算出信号的方位角和慢度,并能准确快捷地对地方台网记录的远震信号进行解释.

基于FK能量聚束的传感器阵列优化布设方法

针对地下浅层震源远场震动信号拾取的需求,开展了震动传感器阵列分布式优化布设方法研究;首先提出了一种基于频率-波数(F-K)分析的能量聚束算法,拾取了远场微弱的震动信号;其次,分析了能量聚束效果的评价指标;最后,利用MATLAB进行了仿真验证,得出了不同步站方式下模拟震源对应的功率谱,并对比分析了它们的聚束效果;经仿真结果表明,在远程震动信号拾取过程中,正六边形阵列这种布站方式聚束效果最好。

微动技术在堤坝渗漏探测中的应用

堤坝是重要的水利工程,其安全性至关重要。坝体渗漏是常见的安全隐患之一,对坝体渗漏位置、程度以及坝体结构变化的探测一直是重要的物探课题。微动勘探作为一种新兴的物探手段,应用范围正逐步拓展,通过某水库大坝渗漏检测实例,展示频率-波数法微动线性点阵剖面测量进行大坝渗漏检测的效果,该技术通过提取频散曲线及视S波速度成像,刻画地层速度结构并圈定异常,可实现对大坝渗漏快速精确的无损探测,具有一定的方法优势和广泛的应用前景。