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ISSN 0253-3782 CN 11-2021/P

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利用接收函数方法研究华北克拉通中西部及其邻区地幔转换带结构
徐小明 , 吕苗苗 , 丁志峰
2020, 42(6) :645-656. doi: 10.11939/jass.20200016
[摘要](806) [HTML全文] (364) [PDF 23047KB](54)
摘要:
通过处理ChinArray计划二期和三期台阵中823个台站的远震波形数据,共获得174 562个高质量的P波接收函数,采用接收函数共转换点(CCP)叠加方法开展华北克拉通中西部及其邻区的地幔转换带结构研究,获得了研究区地幔转换带的厚度分布。结果表明:研究区内地幔转换带厚度变化幅值在235—280 km范围内,具有分区特征;阿尔金断裂带东部和汉诺坝火山以北厚的转换带异常可能与冷的岩石圈拆沉有关;河套盆地和阴山造山带附近分布着相对薄的地幔转换带,这可能暗示了该地区存在热的地幔物质上涌或岩浆活动;渤海湾盆地下方厚的地幔转换带异常可能是冷的太平洋板片西向俯冲并滞留于地幔转换带所致。
含流体层的河谷场地对地震波散射的间接边界元法模拟
黄磊 , 刘中宪 , 张雪 , 李程程
2020, 42(6) :657-668. doi: 10.11939/jass.20200008
[摘要](674) [HTML全文] (273) [PDF 1900KB](11)
摘要:
结合单相介质动力格林函数和流体域格林函数,将间接边界元方法拓展到含流体层河谷对地震波散射的求解,并结合具体算例进行大量参数分析。研究结果表明,含流体层河谷地形对平面P波、SV波入射时的地震响应受控于入射波频率、入射波角度及流体深度等多种因素。总体来看:① 在低频域内,含流体河谷底部及附近地表的频谱特性与不含流体的河谷反应基本一致;② P波入射时在水层体系共振频率处,河谷底部位移缩小效应显著,而此频率处流体表面位移达到最大;③ 流体层具有吸收地震波能量的作用,流体深度越大,河谷表面及附近地表的地震动位移越小。研究成果可在一定程度上为河谷地形附近地震动效应的评估及防震减灾工作提供理论依据。
利用卷积神经网络检测地震的方法与优化
周本伟 , 范莉苹 , 张龙 , 李珀任 , 房立华
2020, 42(6) :669-683. doi: 10.11939/jass.20200045
[摘要](641) [HTML全文] (327) [PDF 2293KB](32)
摘要:
本文以西昌台阵观测的8 321次近震数据为例,详细介绍了利用深度卷积神经网络检测地震的数据处理流程,包括数据预处理、模型训练、波形长度、网络层数、学习率和概率阈值等关键参数对检测结果的影响,并将训练得到的最优模型,应用于事件波形和连续波形的检测。研究表明,数据预处理和数据增强可以提升模型的检测精度和抗干扰能力。用于模型训练的波形窗口长度可近似于S-P到时差的最大值。不同网络层数(5—8层)的检测结果差别不大。对于地震检测,学习率设为10−4—10−3较为合适。卷积神经网络检测出的地震数量与选择的概率阈值有关,通过绘制精确率-召回率变化曲线,可以为选择合适的概率阈值提供参考。本文为进一步利用深度学习算法提高地震检测效果提供了参考。
陕北塌陷记录的区域特征研究
张媛媛 , 王婷婷 , 苏丽娜 , 杨宜海 , 惠少兴
2020, 42(6) :684-696. doi: 10.11939/jass.20200023
[摘要](264) [HTML全文] (161) [PDF 2606KB](26)
摘要:
选取陕西省境内2011—2018年震级为ML2.7—3.1的18个天然地震事件的287条记录和2013—2018年上述震级范围的20个陕北塌陷事件的185条记录,从时间域、频率域及时频域进行分析对比,总结出陕北塌陷记录区别于天然地震事件的特征:① 在时间域,就P波初动而言,塌陷的P波初动弱而平缓,只有极少数台的垂直向P波初动方向清晰,而天然地震的P波初动强而尖锐,垂直向P波初动方向清晰,有象限分布的特征;在体波特征方面,塌陷的体波周期要比天然地震的大;面波发育是塌陷区别于天然地震最显著的特征之一,即使震中距很小,塌陷记录依然有明显的短周期面波Rg波发育;在震中距<50 km时,塌陷的振幅比AS/AP值要远远大于天然地震,且随着震中距的增大,AS/AP值变小并与相同震中距下天然地震的AS/AP值相近;相同震级,塌陷比天然地震尾波持续时间长,能量衰减慢。② 在频率域,塌陷的频率域较窄,主要为低频信号,集中在0—3 Hz内;天然地震的频率域较宽,低频信号较少;定义频带内频谱的方差与均值的比值为频谱变异系数α,塌陷的频谱变异系数α整体高于天然地震的。在震中距200 km范围内,塌陷的拐角频率fc较天然地震小,集中在1—3 Hz,天然地震的拐角频率fc在3—15 Hz均有分布。③ 从时频谱的对比可见,塌陷的主要频率成份为低频面波,而天然地震频率成份最丰富的为横波波段。
基于单轴压缩试验的钻孔应变仪岩芯力学性质的研究
何斌 , 江昊琳 , 章东 , 王凯
2020, 42(6) :697-706. doi: 10.11939/jass.20200012
[摘要](696) [HTML全文] (302) [PDF 2309KB](22)
摘要:
采用室内岩石力学试验方法—单轴压缩试验,对江苏省钻孔应变仪岩芯试样进行单轴压缩试验,通过应力-应变曲线特征和变形特性获取了钻孔岩芯的力学参数,定量化地了解和掌握钻孔岩芯性质;在观测资料的基础上计算面应变耦合系数,对比研究试样的单轴抗压强度和弹性模量与面应变耦合系数的关系。结果表明,弹性模量E对面应变耦合系数A有显著的影响,随着岩石弹性模量的增大,面应变耦合系数呈线性增长,二者具有很好的相关性。
多因素形变异常诊断方法及其动力学来源分析
李文静 , 尹宝军
2020, 42(6) :707-718. doi: 10.11939/jass.20200018
[摘要](230) [HTML全文] (143) [PDF 1444KB](6)
摘要:
气温的升降会造成介质的热胀冷缩,含水量的补充蒸发会导致介质的膨胀收缩,在将这两种因素同时考虑的情况下,提出了基于跨断层短基线测量的形变异常诊断方法,并将其实践于唐山地震台4个测段的短基线观测。研究结果表明,基于短基线观测的形变响应比序列在保持总体趋势稳定变化的同时,在不同的时间出现了显著的幅度变化。经过进一步分析,观察到:① 对于同一测段,形变响应比变化与温度-降雨的变换系数γ有关,当γ过小或者过大时,序列会保持稳定,失去观测分析价值;② 形变响应比幅度变化的动力学来源可能是台站周边的地震,而且是台站东北方向50 km以内的M≥4.0地震。对于不同测段,形变响应比幅值变化与地震的相关性有所差异,其中垂直于断层测量方向的两个测段得到的形变相应比与地震的相关性最好,与断层斜交但近乎平行断层走向的测段次之,与断层斜交的测段相关性最差。
深井水位对地震波、固体潮和气压的水力响应—以范县井为例
孙小龙 , 向阳 , 李源
2020, 42(6) :719-731. doi: 10.11939/jass.20200036
[摘要](438) [HTML全文] (197) [PDF 2356KB](43)
摘要:
以河南范县井为例,利用不同的水力响应模型分析了井水位对地震波、固体潮和气压的响应特征,并基于相关水力响应模型反演估算了含水层的水力参数。结果显示:在高频加载作用过程中,井-含水层系统中的水流模式以水平向为主,而在低频加载作用过程中,则为水平向和垂直向共存的混合模式;利用周期为10—102 s的高频段的地震波响应模型估算的含水层导水系数值较大,为7.20×10−3 m2/s,利用周期为3.75×104 s的低频段的固体潮响应模型估算的含水层导水系数值较小,为2.02×10−6 m2/s,而利用周期为102—104 s的中等频率段的气压响应模型得到的估算值介于二者之间,为3.44×10−5 m2/s。由此分析认为,在周期性加载作用过程中,井-含水层系统内的水流模式与加载频率有关,基于不同水力响应模型反演估算的含水层水力参数存在尺度效应。本研究取得的认识,既可为井水位动态响应的机理解释提供理论基础,也可为目标含水层水力参数的原位测量提供技术支撑。
庐江地热温泉1号井水氡远场强震震后效应及机理分析
方震 , 黄显良 , 汪小厉 , 杨源源 , 倪红玉 , 张彬
2020, 42(6) :732-744. doi: 10.11939/jass20200005
[摘要](1260) [HTML全文] (566) [PDF 1706KB](69)
摘要:
庐江地热温泉1号井位于郯庐断裂带上,水氡测项出现远场强震震后效应现象。通过收集郯庐断裂带安徽段沿线9个主要地震观测井、地热温泉井和地表水样品,检测水样的阴阳离子和同位素,对比分析庐江地热温泉井地下水的来源深度,研究其震后效应及机理。结果表明:地热温泉井水化学类型复杂,温泉井L01,L03,L07和SC井的Cl浓度较高、\begin{document}${{\rm{HCO}}_3^ - }$\end{document}/Cl\begin{document}${{\rm{SO}}_4^{2 - }}$\end{document}/Cl浓度比值较低,体现出地下热水径流交替作用强烈,L11井有较大比例的冷水混入,L03井有较浅的热源埋深。庐江地热温泉井和舒城井的水样具有明显的壳源特征,L01井和SC井地表出露温度最高、L01井循环深度最深,由Na-K-Mg三角图估算L01井循环深度达12 km,反映出较多的深部构造活动信息。分析认为庐江地热温泉1号井以垂向补给方式为主,具有较深的热源埋深,远场强震的地震波引起较弱的区域构造活动,改变了深部热源的补给量,从而引起水氡上升的同震响应现象。
基于Swarm卫星数据的一次地震电离层现象辨识
何宇飞 , 杨冬梅 , 赵旭东
2020, 42(6) :745-759. doi: 10.11939/jass.20200010
[摘要](677) [HTML全文] (287) [PDF 1963KB](16)
摘要:
为进一步探索基于多颗卫星观测数据的地震电离层现象识别,利用Swarm星座三颗卫星观测的电子密度数据和磁场数据,对已报道的2017年11月12日伊朗MW7.3地震震前第9天震中附近的一次地震电离层扰动现象进行辨识。通过分析三颗卫星相邻轨道的电离层扰动特征,获得了异常扰动存在的空间范围;利用Swarm星座三颗卫星轨道的时间和空间差异,计算出异常扰动在空间中可能的传播特征;使用同步观测的磁场数据判断其电磁辐射特性。最终根据现有对地震电离层耦合的认知,并结合分析的结果,认为该扰动为非震源发出的声重波扰动,非沿纬向传播的电离层行波扰动,非同步电磁辐射引发扰动,而是与伊朗MW7.3地震孕育活动无关的一次高纬度强烈电离层活动所引起的扰动变化。
基于最优分割的高分辨率遥感影像震害建筑物识别技术
杜妍开 , 龚丽霞 , 李强 , 张景发
2020, 42(6) :760-768. doi: 10.11939/jass.20200027
[摘要](234) [HTML全文] (129) [PDF 1524KB](6)
摘要:
为了提高建筑物震害信息提取的效率与准确度,针对震后高分辨率遥感影像,根据震害建筑物在遥感影像上的特征,以2010年海地MS7.0地震为例,通过尺度参数估计算法自动选择最优分割尺度对影像进行多尺度分割,并采用面向对象方法对海地高分辨率遥感影像进行建筑物震害信息提取,同时与基于像元的支持向量机、反向传播神经网络、基于分类回归算法的决策树分类方法进行比较。试验结果表明,面向对象的分类方法具有更好的目视效果和更高的分类精度,有利于地震后震害信息的准确提取和快速评估。
基于动力有限差分法的典型海域自由场二维地震反应分析
宋星 , 兰景岩
2020, 42(6) :769-780. doi: 10.11939/jass.20190191
[摘要](1097) [HTML全文] (543) [PDF 1770KB](50)
摘要:
以我国近海海域工程场地为研究对象,充分考虑上覆海水的自重影响,构建典型的饱和海底自由场计算模型,运用动力有限差分法开展二维地震反应分析,探讨以不同幅值的SV波、P波作为基底输入条件下上覆海水厚度对海底地震动峰值和反应谱的影响,总结上覆有水和无水场地的地震动结果差异,并分析差异产生的原因。结果表明:当基底输入SV波时,上覆有水场地海床表面峰值加速度小于上覆无水场地地表峰值加速度,海水层厚度对峰值加速度的影响可以忽略;当基底输入P波时,上覆有水场地海床表面峰值加速度大于上覆无水场地地表峰值加速度,且随着海水层厚度的增大,海床表面峰值加速度逐渐减小。
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