三维弯曲界面炮集P波反射时距特征分析

对于三维反射地震,文中将三维弯曲界面视为倾向和倾角变化的三维倾斜界面的包络,并依据三维倾斜界面反射提出计算三维弯曲界面P波反射时距的一种新方法。该方法基于倾角CDP理论,从界面反射点出发,给出地表CDP网格点,由检波点位置计算炮点位置,得到三维地震的炮点网格和检波点网格的分布关系,最终计算P波的三维反射时距。炮集数值模拟的结果表明,该方法有较高的计算效率,便于分析反射时距随炮点位置的变化,特别能揭示界面反射点位置和时距的关系。三维弯曲界面和三维倾斜界面的反射时距特征对比表明,仅从同一测线方位的时距难以将这两种类型的界面反射区分开来,但比较不同方位的时距差异可以解决这一问题。

具有垂直和水平对称轴的横向各向同性模型的P波反射系数

对振幅随偏移距变化的分析来说,研究各向异性介质中的P波反射系数是重要的。直接对反射系数做数值估计时,数值解不能从解析角度反映各向异性对AVO特征的影响。 为解决这个问题,本文为计算具有垂直对称轴的横向各向同性介质中水平边界的P波反射系数提供一种改进了的近似方法,其解中有一个与以前文献中方程相同的描述反射系数低次项角度变化的AVO梯度项,但对大入射角来说,这个解更为确切。这样,精细的近似可以扩展到具有水平对称轴的横向各向同性(HTI)介质。这种情况通常是由一组垂直裂缝所引起的。对比HTI介质的两个垂直对称平面中入射P波的近似反射系数可以看出:AVO梯度的方位变化是横波分裂参数γ和各向异性参数的函数。其中,各向异性参数描述在具有对称轴的垂直平面中近似垂直传播的P波各向异性。

任意空间取向TI介质中P波四次时差系数特征

同类反射波(非转换波)走时偏离双曲,称为非双曲或四次时差,在长排列各向异性地震资料处理中需要校正.本文基于我们导出的水平界面任意空间取向TI(ATI)介质中同类反射波四次时差系数(A_4)的精确解析解,数值计算研究P波四次时差系数特征.正演结果表明,ATI条件下A_4系数随CMP测线方位变化的特征不仅与TI介质的各向异性参数有关,而且与TI对称轴的空间取向密切相关;TI介质的各向异性参数和TI对称轴的倾角决定了A_4变化特征,而且TI对称轴的方位决定了A_4随测线方位变化的对称性.此研究结果将对各向异性解释及参数反演有参考意义.

利用环境噪声自相关研究唐海—商都台阵测线下方的莫霍面深度

基于唐海—商都宽频带地震台阵2006—2009年连续三年的波形记录,利用环境噪声相位自相关函数对台阵下方的莫霍面反射P波进行分析。通过对同一个台站多个时间段的自相关结果进行分组、采用两步叠加处理增加信号强度:(1)在组内进行线性叠加,对组间的叠加结果进行相位加权叠加;(2)基于华北地区的背景速度结构信息,在地壳平均速度5%不确定性的时窗内,根据自相关函数包络线的二阶导数最大值确定P波的莫霍面反射时间,经时间-深度转化,获得台阵下方的莫霍面深度。结果显示,莫霍面从东南向西北总体由浅变深,中间有小幅度的起伏。噪声自相关方法确定的莫霍面平均深度相较于参考的接收函数结果的偏差为0.8 km,相应的双程走时偏差约为0.3 s。以月份叠加的自相关函数结果显示,PmP信号的噪声源具有显著的季节性变化。自相关函数的波形特征显示华北地区的地壳-地幔转换带的速度梯度模式不同。

核幔边界反射P波对接收函数影响的研究

远震P波接收函数是探测壳幔结构的有效方法,它采用平面波入射假定,将入射波视为具有相同射线参数的单一震相.然而,在一定震中距时,核幔边界反射P波(如PcP震相)会进入接收函数提取窗口,其射线参数与直达P波相差较大,可能导致提取的接收函数存在偏差.本文理论测试了不同震源机制,震中距以及震源深度等情况下核幔边界反射P波对远震P波接收函数的影响,并结合实际观测资料进行对比分析.测试结果显示,与走滑断层产生的PcP震相对接收函数影响较小不同,倾滑断层产生的PcP震相会使接收函数出现虚假震相并降低直达P波及后续震相的振幅,从而干扰壳幔间断面(如410 km和660 km间断面)的识别,并导致反演的台站下方S波速度降低达到5%.进一步分析倾滑型地震对接收函数波形影响发现,当震源深度小于300 km时,PcP震相导致接收函数直达P波振幅要低于4%.在震源深度在300~450 km、震中距为50°~60°、断层倾角在大约30°~60°,以及震源深度大于450 km、震中距为50°~60°、断层倾角大约25°~65°情况下影响可达20%.接收函数叠加方法可以有效压制结果中PcP震相导致的虚假信号,但是仍然无法完全去除PcP对接收函数振幅的影响,叠加后直达P波振幅降低仍然能够达到4%.本文结果表明,在计算接收函数时,剔除掉产生较强PcP的特定震源机制、震中距和震源深度的地震事件有助于反演精确的壳幔结构.

P.I.T.法桩身结构完整性测试的波形判读

本文通过有关工程实例及在模型桩上所做的测试，讨论了用P．I．T．反射波法进行桩身结构完整性测试的波形判读问题．

Goos-Hanchen效应的声学模拟及在地球物理中的应用

在概述古斯-汉森效应(Goos-Hanchen)的声学模拟的基础上,提出反射P波在液体-固体(液-固)界面上产生的横向位移的新物理模型。以水-有机玻璃界面为例,对反射P波的一些物理特性进行数值计算和分析。结果表明,对于过入射临界角区域,反射P波在液-固界面上会产生一个横向位移;反射P波在界面上的传播速度不但与界面两侧介质的物理参数有关,还与入射P波的入射角有关。因此可以预测,在声波测井中测量到的首波信号可能是反射P波,而不是传统声波测井模型中描述的"滑行折射P波";将液-固界面上的声学横向位移的物理模型推广到固体-固体(固-固)界面上,可建立一种大角度(过入射临界角)入射的地震勘探数据的精确时-深转换算法。

自由边界影响下定向断裂爆破裂纹尖端应力分布与扩展机理

天然岩体常含自由边界,对定向断裂爆破产生干扰。为探究自由边界对定向断裂爆破的影响,采用爆炸焦散线方法和高速摄影技术,研究了含自由边界时定向爆炸裂纹尖端的应力分布和扩展机理。自由边界的反射P/S波作用于定向爆炸裂纹,改变了裂尖应力分布,产生了“弧线形”裂纹扩展路径。定向爆炸裂纹扩展可分为3个阶段。(1)反射波作用前:裂尖受爆生气体“气楔”作用,产生Ⅰ型断裂,并沿直线扩展。(2)反射波作用时:反射P/S波均使裂尖受张拉-剪切作用,产生Ⅰ-Ⅱ复合型断裂,裂纹偏转趋向自由边界;在反射P波的作用下裂尖产生畸变焦散斑,裂尖应力由K场主导变为非K场主导,而在反射S波的作用下裂尖应力恢复为K场主导。(3)反射波作用后:裂尖在惯性作用下恢复为Ⅰ型断裂,沿直线扩展。在明确反射P/S波对定向爆炸裂纹作用的基础上,推导了自由边界影响下定向断裂爆破炮孔间距的计算公式,可为精细化定向断裂爆破提供理论参考。