Upper mantle P wave velocity structure of the northern part of China and Mongolia

The average upper mantle P wave velocity structure and lateral heterogeneity in the northern part of China and Mongolia are investigated by waveform inversion of broadband body waveform data recorded by CDSN and digital stations around China. The average model has a low P wave velocity lid (about 7.8～8.0 km·s -1 ) with thickness about 60 km, and two discontinuities with velocity jumps of 0.29 km·s -1 and 0.55 km·s -1 at depth of 410 km and 665 km respectively. In the Jungger basin, the P wave velocity of uppermost mantle is about 7.7 km·s -1 . The lid thickness (90～100 km) and velocity gradient (average gradient is greater than 0.005 5/s) are large. At the depth of 140 km the P wave velocity reaches to 8.2 km·s -1 . Near in Baikal, the lid is about 30 km thick with average P wave velocity of 8.00～8.05 km·s -1 .

The Magnetic Longitudinal (P-) Wave’s Propagation and Energy Models Underlying the Mechanisms of Its Capacity to Absorb Free Energy

The longitudinal wave term within Faraday’s law of electromagnetic induction (Faraday’s law) underwent recovery to ensure its suitability for theoretical derivation of the equation governing longitudinal electromagnetic (LEM) waves. The revised Maxwell’s equations include the crucial parameters being the attenuation time constants of magnetic vortex potential and electric vortex potential generated by external electromagnetic field within the propagation medium. Specific expressions for them are obtained through theoretical analysis. Subsequently, a model for propagating magnetic P-wave generated by the superposition of a left-handed photo and a right-handed photon in a vacuum is formulated based on reevaluated total current law and revised Faraday’s law, covering wave equations, energy equation, as well as propagation mode involving mutual induction and conversion between scalar magnetic field and vortex electric field. Furthermore, through theoretical derivations centered around magnetic P-wave, evidence was presented regarding its ability to absorb huge free energy through the entangled interaction between zero-point vacuum energy field and the torsion field produced by the vortex electric field.

基于分形维数的高速铁路地震预警系统地震P波震相识别方法

为更好保障高速铁路的运营安全,高速铁路地震预警系统的实施十分必要。5级以下的小震事件占据地震事件的95%以上,提高高速铁路预警系统在小震震相识别的速度与精度能有效保障高铁安全运营。提出一种基于分形维数的地震震相识别算法,优化传统分形维数的计算方法,提高分形维数的计算速度。引入分形斜率曲线并划分为4个阶段,分析临界点的分形斜率特征,通过识别分形斜率极值时刻判断地震波精准到达时刻。提出的算法平均误差达到0.006 3 s,标准差达到0.043 8 s,满足高速铁路地震预警系统的时效性和准确度要求。

心电图P波参数联合体质量指数在阵发性房颤患者消融术后复发预测中的应用价值

目的探讨心电图P波参数联合体质量指数(BMI)在阵发性房颤(PAF)患者射频消融术后复发预测中的应用价值。方法回顾性选取2021年3月—2022年12月新疆医科大学第一附属医院心脏中心收治PAF消融术后患者109例为研究对象,根据术后1年内复发情况分为复发组(n=24)和未复发组(n=85)。109例PAF患者均于术前及术后24 h内行12导联心电图检测。收集患者术前BMI、左心房内径(LAD)等临床资料并采用多因素Logistic回归模型分析PAF患者术后复发的影响因素;采用ROC曲线分析P波参数联合BMI对PAF患者术后复发的预测价值。结果109例PAF患者中术后1年内复发24例,复发率22.02%。复发组房颤病程、高血压占比、LAD、中性粒细胞/淋巴细胞计数比值(NLR)以及BMI均高于未复发组(t/χ^(2)/P=2.559/0.012、5.827/0.016、4.557/<0.001、5.254/<0.001、4.436/<0.001)。复发组术前P波时限(PWD)、最大PWD(Pmax)及P波离散度(Pd)均较未复发组显著升高(t=5.617、4.005、9.078,P均<0.001)。多因素Logistic分析显示,BMI、LAD、NLR、高血压、PWD、Pmax及Pd均为PAF患者术后复发的危险因素[OR(95%CI)=1.163(1.008~1.342)、1.256(1.024~1.540)、1.458(1.106~1.922)、1.435(1.045~1.971)、1.509(1.136~2.005)、1.157(1.005~1.332)、1.714(1.308~2.246)]。四者联合预测PAF患者术后复发的AUC优于PWD、Pmax、BMI各自单独预测效能(Z/P=2.017/0.044、2.476/0.013、2.788/0.005),而与Pd单独预测的AUC比较,差异无统计学意义(Z/P=1.946/0.052)。结论BMI、LAD、NLR、高血压、PWD、Pmax及Pd是PAF患者术后复发的影响因素,术前PWD、Pmax和Pd联合BMI对PAF患者术后复发具有较高预测价值。

P波指数在阵发性心房颤动后脑梗死预测中的应用

目的探究P波指数对阵发性心房颤动后脑梗死的预测价值。方法选取2021年1月—2023年12月盐城市第三人民医院收治的106例确诊为脑梗死患者为研究对象,其中53例单纯脑梗死患者纳入对照组,53例阵发性心房颤动后脑梗死患者纳入观察组。所有患者均接受12导联心电图检查,记录P波指数,并绘制受试者操作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线,分析P波指数预测阵发性心房颤动后脑梗死发生的价值。结果观察组P波时限、V1导联P波终末电势及P波离散度均高于对照组,差异有统计学意义(P均<0.05)。两组PR间期比较,差异无统计学意义(P>0.05)。ROC曲线显示,P波时限、V1导联P波终末电势及P波离散度预测心房颤动后脑梗死发生的ROC曲线下面积分别为0.834、0.938、0.987,且预测阵发性心房颤动后脑梗死发生的灵敏度和特异度均较高,均具有良好的预测价值(P均<0.05)。结论P波时限延长、V1导联P波终末电势及P波离散度升高是预测阵发性心房颤动后脑梗死发生的重要指标,可为确诊患者病情提供参考。

P波参数结合人工智能算法在心房颤动检测中的价值

心房颤动(房颤)是最常见的心律失常。ECG上P波代表心房去极化,包含心房电活动和结构特性;异常P波参数已被证明对于评估患者是否已患有或即将发生房颤具有重要价值。然而,由于技术和生物学原因,心电图中检测心房活动具有挑战性。现随着机器学习和深度学习技术在房颤检测中不断开展,若能发展创新的方法聚焦于检测P波可能提供更加准确的分类器,且不损害模型透明度。该综述主要探讨了人工智能技术结合P波参数特征在房颤检测中的价值。

利用远震P波和瑞雷面波偏振评估ChinArray一期地震计方位偏差

利用远震P波和瑞雷面波偏振特征的两种独立分析方法,对2011—2013年间在南北地震带南段布设的中国地震科学探测台阵一期台站的方位偏差进行了评估。研究使用了震中距30°-90°范围内696次远震的P波数据和震中距10°-170°范围内1928次地震的瑞雷面波数据。结果显示:两种偏振分析方法所得台站的水平方位角偏差具有较好的一致性。在全部352个台站中,除4个台站由于可用数据较少而未进行评估外,281个台站的南北向分量与地理北向偏差小于10°,21个台站的方位偏差在10°-20°之间,其余台站则出现故障或偏差较大。所获结果与前人基于远震P波的结果类似,但存在7个台站的方位偏差与其结果差异超过5°,进一步的分析表明这些台站在不同时段水平方位角偏差发生过改变,需要分时段进行评估。同时,研究发现仪器不同分量的增益故障会影响仪器水平方位角的偏差估计,可与噪声功率谱结合开展协同评估。

一种基于PPNet的地震直达P波到时拾取方法

针对现有地震直达P波到时拾取网络精度低、误差大等问题,结合UNet++编码、解码器,融入特征过滤器设计一种具有地震震相特征分析与融合能力的轻量级P波到时拾取网络PPNet,实现对地震P波的高精度、低误差拾取。首先,该网络在编码器模块采用大卷积核、低通道数的卷积层,对输入的地震信号进行深度特征提取;其次,在解码器模块的特征还原过程中加入特征融合机制,补全特征信息,避免序列特征污染问题;最后,仅对编码器后三个下采样模块添加特征过滤器,深入挖掘特征序列,通过细化P波到时特征,提升到时拾取精度。实验结果表明,提出的网络在0.1 s、0.2 s、0.3 s误差阈值下P波拾取率分别为80.73%、94.01%、97.81%,平均绝对误差0.078 s,均方误差0.021,与现有P波拾取传统方法和深度学习算法相比性能更优。

地震P波倾斜入射下单面坡动力响应分析

地震诱发滑坡分布呈现“背坡面”效应的特点,表明地震波入射方向对边坡动力响应及失稳有巨大的影响,然而斜入射下边坡动力响应研究尚不充分.本文基于时域弹性波理论和黏弹性人工边界条件,利用FLAC3D内嵌的Fish语言编程实现了P波倾斜入射.通过对比算例与理论解,验证了P波倾斜入射方法的准确性.研究了简谐波、加窗简谐波及天然地震波对单面坡激发的动力响应,并以加窗简谐波为例探索了输入波频率与入射角影响下单面坡(坡高90 m)的动力响应特征.计算结果表明:由于输入波首尾速度非零的冲击效应,简谐波作用下坡肩位置波首与波尾段峰值加速度值超过中间稳定段的1倍以上.简谐波和加窗简谐波在坡表相同部位产生的加速度响应要强于天然地震波.加窗简谐波20°入射下,坡体水平向加速度分布随输入波频率变化较竖直向的显著;当输入波频率为10 Hz时,坡肩位置峰值加速度出现最大值,约为输入波幅值的3.33倍,此时边坡高度与边坡动力响应垂向放大的临界高度一致.频率为2.5 Hz的加窗简谐波在不同入射角下,边坡竖直向加速度分布的变化高于水平向;当入射角为60°时,坡肩位置峰值加速度出现最大值,约为输入波幅值的3.12倍.研究表明垂直入射时会低估地震波对边坡动力扰动的影响.

近震体波走时与重力联合反演华北地区地壳上地幔顶部P波速度结构

华北是克拉通破坏的典型案例,也是陆内强震活动最为强烈、频繁的地区之一,对该区壳幔速度结构进行研究,可为深化认识克拉通的形成演化、板内强震与火山发生机理等研究提供重要的深部约束.利用202个固定台站、360个流动台站所记录到的天然地震事件P波资料和实测布格重力异常,采用近震体波走时与重力联合反演方法获得了地壳、上地幔顶部P波速度结构.重力资料的引入不仅对壳幔结构进行了更合理的约束,而且有效提高了浅层和边缘射线分布稀疏区的成像能力.联合成像结果显示,鄂尔多斯地块和华北平原浅层表现为明显的低速异常,可能与其存在厚的松软沉积层有关;鄂尔多斯东部上地壳存在明显的P波高速异常,推测该高速异常与古元古代孔兹岩带的形成有关.大同火山区15~25 km和25~40 km表现为明显的低速异常,且这两个低速层是连通的,推测与地幔热物质上涌导致的多期次岩浆侵位有关.三河—平谷8.0级地震和邢台7.2级地震震源都位于脆性的上地壳,均下伏低速异常,推测在区域动力环境加载作用下,韧性的壳内蠕变导致脆性上地壳岩石中弹性应变能的局部积累,从而引起地震的发生.

应用L_(p)拟范数稀疏约束的纵横波速比直接反演

纵横波速比(vP/vS)是识别气藏、描述储层特征和判别岩性的重要解释工具。目前主要是通过反射系数近似方程反演得到纵、横波速度,再进一步计算纵横波速比,但是这种间接计算方法会产生累积误差。为了直接从叠前地震数据反演纵横波速比,文中提出了一种新的广义弹性阻抗方程,再进一步推导出一个与纵横波速比、纵波速度、密度相关的纵波反射系数近似方程。为了得到精度较高的反演结果,基于推导出的反射系数近似方程,提出一种基于Lp拟范数稀疏约束的叠前地震反演方法,并通过交替方向乘子算法求解。将提出的直接反演方法应用于理论模型和实际数据,并与间接反演方法相对比,结果表明该直接反演方法的反演结果精度较高,对含气储层的边界刻画更清晰。

基于自动生成样本的优化Deeplabv3+网络速度建模方法

建立精确的速度模型对地震成像和解释十分重要,深度学习方法为建立精确的速度模型提供了新的途径,然而,目前可用于速度建模网络训练的样本非常有限。为此,提出了一种利用随机曲线模拟地下速度模型,自动生成大量样本用于深度学习训练的方法。该方法通过生成一组随机数,插值形成随机序列,利用三角函数将随机序列生成随机曲线来模拟地下界面,生成层状速度模型,在此基础上,通过添加断裂、速度异常体和地层倾角来模拟更复杂的速度模型;在速度预测网络构建方面,选取Deeplabv3+网络作为速度预测网络。通过增加卷积层的方法,优化了Deeplabv3+网络上采样后直接输出导致边界模糊的问题。将上述方法应用于模型数据和实际数据,测试了该方法在含噪声、不同子波频率和部分数据缺失情况下的稳定性。结果表明,该方法能够有效地应对噪声、不同子波频率和部分数据缺失的影响,具有可靠的泛化性和鲁棒性。

基于压缩感知理论的远震P波数据重建研究

本文将基于压缩感知理论的地震观测数据重建方法用于天然远震事件的P波到时处理之中,基于曲波(curvelet)变换,建立基于L_(1)范数的正则化反演模型,并采用迭代收缩阈值算法(ISTA)求解该模型。针对在内蒙古布设的流动地震台阵记录到的远震波形数据,对其进行稀疏采样,采用稀疏反演重建方法对欠采样数据进行重建,并拾取重建数据的P波到时,之后开展远震P波层析成像进行验证。研究结果表明,远震天然地震观测数据在曲波变换中表现出稀疏性,可利用压缩感知方法实现远震P波数据的完备化处理。基于内蒙古流动地震台阵数据三维P波成像也表明,基于压缩感知的数据重建技术可以提高地震层析成像的分辨率,且压缩感知采集技术在天然地震研究中具有潜在的应用价值。

基于P波斜入射海相软土区螺旋桩动力响应分析

在地震频发地区,越来越多建筑使用螺旋桩作为基础,此桩型具有良好的抗震能力。通过建立三维有限元模型,基于黏弹性人工边界,把地震作用等效为边界结点上的作用力。该研究考虑动静边界转换的影响,最后建立了具有黏弹性边界的螺旋桩-土体三维模型。探讨了处于海相软土场地下,不同种类地震波、地震强度、入射角度和螺旋叶片个数对螺旋桩轴力、弯矩和动力p-y曲线的影响。结果表明,相比较于弯矩,入射角度对轴力和动力p-y曲线的影响较大。除此之外,地震强度对弯矩的影响较大,而地震波频率和螺旋叶片个数对其影响较小。不同地面峰值加速度(0.05g,0.10g,0.30g)时,随着入射角度的改变,螺旋桩受到最大和最小弯矩的差值从144.1 N·m增加到了891 N·m。通过该研究结论,不仅可以得出软土场地下螺旋桩-土体的相互作用关系,也能为螺旋桩抗震设计提供依据。

基于中国强震动数据的PhaseNet网络捡拾P波到时研究

快速和准确捡拾地震P波到时是地震预警技术的基础工作之一。PhaseNet等U形网络已在“谛听”测震数据集上取得良好的震相捡拾结果,旨在提升处理M L3.0以下的地震的能力。目前针对有限中国强震动数据的震相捡拾研究较少,地震预警主要是针对处理M L3.0以上的地震。该研究以在地震预警中快速和准确捡拾地震P波到时为目的,直接迁移和构建PhaseNet的衍生网络,探究利用有限中国强震动数据重训的网络模型是否具有良好的捡拾P波表现。研究结果表明:PhaseNet及其衍生网络模型的精确度、召回率、F 1分数、捡拾误差均值(μ)和标准差(δ)约为0.942、0.930、0.937、-20 ms和200 ms左右,具有良好的捡拾P波到时精度和泛化性能;此外,PhaseNet及其衍生网络在高信噪比条件下捡拾效果良好,但对于低信噪比数据的捡拾效果仍有待提升。

慢性肾功能不全患者甲状旁腺素水平与心电图V1导联P波终末电势的相关性及对左心室舒张功能障碍的预测价值

目的探析慢性肾功能不全患者甲状旁腺素(PTH)水平与心电图V1导联P波终末电势(PTFv1)的相关性,并分析二者对左心室舒张功能障碍的预测价值。方法纳入2021年10月至2023年3月自黄浦区肿瘤防治院150例慢性肾功能不全患者为研究对象,所有患者入院时均接受PTH水平检测,并完善心电图和超声心动图检查,观察慢性肾功能不全患者PTH水平与心电图检查指标、超声心动图检查指标的相关性。统计所有患者左心室舒张功能障碍发生状况,并将其分为功能障碍组与功能正常组,对比两组基线资料及PTH水平与PTFv1,采用多因素logistic回归分析慢性肾功能不全患者左心室舒张功能障碍的影响因素,并绘制受试者工作特征(ROC)曲线分析PTH水平与PTFv1对左心室舒张功能障碍的预测价值。结果150例慢性肾功能不全患者PTH水平为(159.64±76.32)pg/ml,PTFv1为[-0.3(-0.2,-0.3)]mm·s,左心房内径(LAD)为(37.42±4.68)mm,左心室内径(LVDD)为(48.25±4.39)mm;Pearson相关性分析显示,慢性肾功能不全患者PTH水平与PTFv1呈负相关(r=-0.443,P<0.05),与LAD、LVDD呈正相关(r=0.345、0.523,P<0.05);150例慢性肾功能不全患者中发生左心室舒张功能障碍71例,占47.33%;功能障碍组LAD、LVDD、PTH水平高于功能正常组,PTFv1低于功能正常组(P<0.05);Logistic回归分析显示,LAD、LVDD、PTH是慢行肾功能不全患者发生左心室舒张功能障碍的危险因素(OR>1,P<0.05),PTFv1是保护因素(OR<1,P<0.05);ROC曲线显示,PTH、PTFv1对慢性肾功能不全患者发生左心室舒张功能障碍具有一定预测价值(AUC=0.863、0.753),联合预测价值更高(AUC=0.869)。结论慢性肾功能不全患者PTH水平与PTFv1呈负相关,PTH水平越高,左心房及左心室越大,临床可通过检测PTH水平预测患者左心室舒张功能障碍。

利用P波质点运动估算中国东北地区固定台站地震计方位角

现代地震研究依赖于可靠的三分量观测数据,地震计的北分量是否严格指北将直接影响研究的准确性。然而,受台站附近磁异常或人为安装错误的影响,地震计的方位角可能出现偏差。基于东北地区154个固定台站2020年的远震数据,利用P波质点运动方法,估算了每个台站的北向分量方位角,以判断台站地震计是否存在方位角偏转问题。结果表明,84%的台站运行良好,12%的台站存在方位角偏差绝对值过大(>20°)或分量极性反转等问题。此外,分析后发现方位角偏转较大会导致H-κ叠加方法计算得到的地壳厚度和地震波速比出现偏差。因此,为确保地震学分析的可靠性,固定台站的地震计方位角需要进行定期校标。

基于土耳其7.8级地震序列对我国高铁P波预警算法的性能改进研究

基于2023年2月6日土耳其7.8级地震及其余震作为测试数据集,通过测试不同震中距和震级下基于STA/LTA和滑动窗AIC法组合的高铁P波地震预警算法的触发率和识别准确率,发现在200 km范围内该算法能够有效识别地震P波并捡拾到P波初至。此外,研究了最大预警时间和P波判别计算时间随震中距和震级的变化,发现最大预警时间和P波判别计算时间与震中距变化有密切关联,但与震级变化无明显关联。

P波入射下饱和冻土自由场地地震地面运动分析

地震波的放大或衰减受场地条件的影响,因而选择符合实际情况的场地模型来分析地震地面运动极为重要。为了研究西部高寒地区冻土场地的地震地面运动特征,基于弹性波在单相弹性介质与冻结饱和多孔介质中的传播理论,建立了P波入射下基岩上覆饱和冻土自由场地模型,求得了平面P波入射情况下基岩上覆饱和冻土自由场地地震地面运动的解析解答。通过数值计算,分析了平面P波在不同入射角度下,入射频率、孔隙率、介质温度、胶结参数和接触参数等物理力学参数对饱和冻土自由场地地震地面运动的影响规律。分析结果表明:平面P波的入射频率对基岩上覆饱和冻土自由场地地表位移有显著影响。基岩上覆饱和冻土自由场地的水平位移随着平面P波入射频率增大而减小,竖向位移随入射频率增大而增大;孔隙率的增大也会导致饱和冻土自由场地水平位移增大,但其增幅随着平面P波入射角度的增加先增大后减小,竖向位移也增大,但增幅随入射角度增加逐渐减小;冻土场地中介质温度的降低会导致饱和冻土自由场地的水平位移和竖向位移减小。这表明冰相对于冻土场地中地震波传播具有重要影响;此外,泊松比也会对自由场地的位移产生一定影响,水平位移随泊松比增大而减小,增幅随平面P波入射角度增加先增大后减小。随着泊松比增大,饱和冻土自由场地的竖向位移显著增大,增幅随平面P波入射角度增加逐渐减小;接触参数的增加会导致自由场地的水平位移增大,增幅先增大后逐渐减小。同时,地表竖向位移也会增大,但增幅逐渐减小。

心电图P波参数P_(d)、P_(max)对心房颤动射频导管消融术预后的预测价值

目的探讨心电图P波参数对于心房颤动(简称房颤)射频导管消融(radiofrequency catheter ablation,RFCA)术预后的预测价值。方法选择接受RFCA术的70例房颤患者,记录其术前心电图P波离散度(P-wave dispersion,P_(d))、P波最大时限(maximum P-wave duration,P_(max)),根据预后情况(是否复发)分为预后良好组、预后不良组。采用Logistic回归分析,探讨上述心电图P波参数与房颤患者RFCA术后预后的相关性,并使用ROC曲线分析评价P波参数对房颤患者RFCA术预后的预测价值。结果70例房颤患者中,RFCA术后预后不良者30例,预后良好者40例。预后不良组P_(d)、P_(max)均高于预后良好组(均P<0.05);组间其他指标比较,差异均无统计学意义(均P>0.05)。Logistic回归分析结果显示,P_(d)、P_(max)是影响房颤患者RFCA术预后的危险因素(OR>1,P<0.05)。ROC曲线分析显示,P_(d)、P_(max)及其联合指标评估房颤患者RFCA治疗后预后不良风险的AUC值分别为0.751、0.760、0.900。结论心电图P波参数与房颤患者RFCA术预后相关,P_(d)、P_(max)联合检测能提升对其预后的预测效能。