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小尺度人工震源地震波速变化观测系统的技术研究

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小尺度人工震源地震波速变化观测系统的技术研究

作者：李宜晋中国地震局地球物理研究所

学位级别：硕士

地球内部介质的结构及其变化对于了解地震孕育发生过程和地下应力变化,开展油气流动监测等具有重要意义。地球内部介质变化可通过地震波波速变化来反映。目前,利用人工震源激发地震波,进行地下介质监测已成为一个重要发展方向。基于观... 详细信息

地球内部介质的结构及其变化对于了解地震孕育发生过程和地下应力变化,开展油气流动监测等具有重要意义。地球内部介质变化可通过地震波波速变化来反映。目前,利用人工震源激发地震波,进行地下介质监测已成为一个重要发展方向。基于观测基线长度的不同,介质波速变化人工震源监测的研究可以分为大、中、小等不同的尺度。相比于大尺度而言,小尺度介质波速变化的监测对测量精度要求更高。本文在前人研究的基础上,以提高介质波速变化监测精度为核心,分析了影响人工震源波速变化测量精度的因素,并以此为指导,构建了一套高精度小尺度地震波速变化观测系统,在北京市延庆县西拨子地震台开展了一年的连续观测实验,获得了该台站介质波速高精度观测结果,形成了几项关键技术。研究得出,影响波速变化测量精度的主要因素有：（1）震源能量与重复性;（2）信号采集时间触发精度;（3）波形的信噪比;（4）波速变化分析方法;（5）采集仪器性能;（6）观测系统布设与操作。利用超磁致伸缩超声震源和高速数据采集系统,构建了一套小尺度地震波速变化观测系统,该系统性能稳定,适于小尺度高精度地震波速变化观测。通过对连续观测实验数据的分析处理,得到：（1）超磁致伸缩材料震源是一种较为可靠的重复震源,相关系数可达0.999以上;（2）通过将采样率提高至10兆,大大减小了触发时间误差;（3）通过叠加、滤波和采用前置放大提高了观测波形的信噪比;（4）利用前后互相关使波速变化测量精度达到10-6;（5）波速变化观测结果与温度和大气压的变化具有良好的相关性。

关键词：波速变化小尺度人工震源采样率信噪比前后互相关

由精密控制人工震源观测到的绵竹5.6级地震前后波速变化

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地球物理学报 2010年第5期53卷 1149-1157页

作者：杨微葛洪魁王宝善袁松湧宋丽莉贾玉华李宜晋中国地震局地球物理研究所北京100081

地震危险区断层的应力状态变化及其精确测量一直是地球物理学关注的热点问题之一,主动震源探测技术的发展为解决上述问题带来了可能.汶川大地震后,结合汶川地震断裂带科学钻探,在四川省绵竹市九龙镇——跨越龙门山断裂带前山断裂,利用1... 详细信息

地震危险区断层的应力状态变化及其精确测量一直是地球物理学关注的热点问题之一,主动震源探测技术的发展为解决上述问题带来了可能.汶川大地震后,结合汶川地震断裂带科学钻探,在四川省绵竹市九龙镇——跨越龙门山断裂带前山断裂,利用10 t精密控制人工震源进行了连续监测试验,在试验观测期间的2009年6月30日凌晨2时3分,当地发生了M_s 5.6级地震,地震前后观测数据的对比分析表明,该地震发生前后,穿过断裂带的直达S波走时发生了时延为5～9 ms的微弱变化,射线路径上的平均波速相对下降了约0.3%,该时延主要是由地震同震效应引起的断裂带内应力调整和物性变化造成的.所使用的精密控制人工震源性能稳定,适于开展断层监测.这一结果对于发展断裂带主动震源动态监测技术具有重要意义.

关键词：绵竹地震波速变化精密控制人工震源动态监测反褶积

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地震旋转效应教材:历史实例

世界地震译丛 2010年第1期41卷 26-40页

作者： J.T.Kozók 李宜晋中国地震局地球物理研究所

地震旋转效应被观测到已有几个世纪。最初的旋转地震模型有两种,均由Mallet在19世纪中叶基于物体相对于其底部结构的旋转所定义。地震旋转效应能够完满地解释所观测到的地表旋转现象。本教材(大部分基于西方文献)中,我们将从历史角度简... 详细信息

地震旋转效应被观测到已有几个世纪。最初的旋转地震模型有两种,均由Mallet在19世纪中叶基于物体相对于其底部结构的旋转所定义。地震旋转效应能够完满地解释所观测到的地表旋转现象。本教材(大部分基于西方文献)中,我们将从历史角度简要介绍地震旋转效应。

关键词：旋转效应地震模型历史教材实例底部结构观测

利用主动震源检测汶川地震余震引起的浅层波速变化

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中国地震 2009年第3期25卷 223-233页

作者：王伟涛王宝善葛洪魁陈颙袁松湧杨微李宜晋中国科学技术大学合肥市230026 中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局北京100036

为了监测汶川地震后断裂带附近的波速变化,2008年6月,我们利用快速响应探测系统,在龙门山断裂带北端进行了为期3周的连续观测实验。实验使用电动落锤作为主动震源,GPS连续同步授时的高精度数采作为接收系统。利用记录到的高时间精度观... 详细信息

为了监测汶川地震后断裂带附近的波速变化,2008年6月,我们利用快速响应探测系统,在龙门山断裂带北端进行了为期3周的连续观测实验。实验使用电动落锤作为主动震源,GPS连续同步授时的高精度数采作为接收系统。利用记录到的高时间精度观测数据,结合互相关时延检测技术,计算了P波和面波走时的相对变化,来表征地下波速的变化。我们观测到两次面波波速的异常变化,变化幅度最高达到2%,远远大于气压变化所能引起的波速变化。结合该时段内地震活动记录,我们认为面波的波速变化是由在附近发生的两次地震事件的同震效应引起的,该观测结果同理论计算结果相符。

关键词：汶川地震波速变化主动震源高精度测量同震效应

追踪苏门答腊M_W=9.3级地震在超过1150km远震距离处的破裂

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世界地震译丛 2007年第6期38卷 1-4页

作者： F. Krüger M. Ohrnberger 李宜晋（译）王宝善（校）不详中国地震局地球物理研究所

2004年12月26日,一场突如其来的Mw=9.3级地震发生在苏门答腊北部、尼可巴和安达曼群岛,引发了一场印度洋地区毁灭性的海啸(2004 Indian Ocean earthquake,2005).对于此类导致海啸的地震,快速而准确地估算其破裂长度和方向,不仅对该事件... 详细信息

2004年12月26日,一场突如其来的Mw=9.3级地震发生在苏门答腊北部、尼可巴和安达曼群岛,引发了一场印度洋地区毁灭性的海啸(2004 Indian Ocean earthquake,2005).对于此类导致海啸的地震,快速而准确地估算其破裂长度和方向,不仅对该事件的地震矩来说,而且对约束海啸波高度的模型来说都是十分关键的.

关键词：地震发生苏门答腊破裂长度距离远震追踪区域地震台网地震台站

虚拟仪器技术在地震波速变化测量中的应用研究

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虚拟仪器技术在地震波速变化测量中的应用研究

利用高采样率数采实现地震波速变化高精度测量

中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会

作者：辛维李宜晋郭志伟王宝善葛洪魁杨微中国地震局地球物理研究所

1.引言波速变化不仅能反映地下应力场随固体潮、大气压、温度及地下水位的变化情况,还能够反映出地震前后波速随应力场的剧烈变化。介质的许多物性都是与波速相关的,例如其温度,含水量等等,如果

关键词：波速变化地震波速仪器技术

来源： cnki会议评论

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地震地磁观测与研究 2011年第2期32卷 34-41页

作者：李宜晋辛维王宝善葛洪魁杨微徐平中国地震局地球物理研究所中国北京100081 北京市地震局中国北京100038

介质物理性质与应力状态的改变是导致地震波速变化的主要因素,通过高精度波速变化测量可推测地下介质发生的变化。然而,高精度波速变化测量对测量仪器提出了较高要求,波速变化的测量精度常常受到仪器的采样率、信噪比以及时间触发精度... 详细信息

介质物理性质与应力状态的改变是导致地震波速变化的主要因素,通过高精度波速变化测量可推测地下介质发生的变化。然而,高精度波速变化测量对测量仪器提出了较高要求,波速变化的测量精度常常受到仪器的采样率、信噪比以及时间触发精度的影响。为实现高精度测量,设计一套由大功率稀土超磁致可重复震源和高采样率通用数采组成的观测系统,通过叠加的办法提高信噪比,利用增加采样率的方法提高时间触发精度。同时,使用近场数据进行校正,以消除仪器响应对波速变化的影响。实际观测表明,该系统能够明显减小走时测量误差,实现地震波速变化高精度测量。

关键词：波速变化信噪比采样率触发精度

由帕克菲尔德圣安德烈斯断层深部观测台钻井点主动源监测得到的震前速度变化

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世界地震译丛 2008年第4期39卷 22-28页

作者： P.G.Silver T.M.Daley E.L.Majer 李宜晋中国地震局地球物理研究所

测量地震活跃断层区内的应力变化一直是地震学长期探寻的目标。在此我们指出,利用在圣安德烈斯断层深部观测台(SAFOD)钻孔点进行的井间主动源试验所得的地震波波速对应力的依赖性就可测量到这种应力变化。在两个多月的时间里,我们观测... 详细信息

测量地震活跃断层区内的应力变化一直是地震学长期探寻的目标。在此我们指出,利用在圣安德烈斯断层深部观测台(SAFOD)钻孔点进行的井间主动源试验所得的地震波波速对应力的依赖性就可测量到这种应力变化。在两个多月的时间里,我们观测到沿着地下固定路径传播的S波走时变化(几微秒)与气压变化之间存在非常好的负相关性。我们还发现在走时数据中有两次很大的偏移,这两次偏移的时间与两个预计在圣安德烈斯断层深部观测台会产生最大同震应力变化的地震的时间吻合。有趣的是,这两次偏移分别在地震事件之前约10小时和2小时的时间开始,说明它们可能与早期实验室研究(Braceetal,1966;Scholz,1968)观测到的破裂前应力导致的裂纹性质改变有关。

关键词：圣安德烈斯断层深部观测台震前帕克钻井菲尔德

乒乓球运动者正手弧圈球不同触地模式的下肢生物力学变化

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中国组织工程研究 2025年第14期29卷 2995-3001页

作者：晋鹏飞任杰上海体育大学中国乒乓球学院上海市200438

背景:探讨基于步法的足部触地模式对乒乓球运动中下肢关节运动特征的影响,可为指导下肢训练提供科学依据。目的:对比乒乓球运动中不同触地模式下的运动学和动力学差异。方法:使用动作捕捉和三维测力台同步采集17名专业乒乓球运动员在正... 详细信息

背景:探讨基于步法的足部触地模式对乒乓球运动中下肢关节运动特征的影响,可为指导下肢训练提供科学依据。目的:对比乒乓球运动中不同触地模式下的运动学和动力学差异。方法:使用动作捕捉和三维测力台同步采集17名专业乒乓球运动员在正常触地和全脚掌触地模式下优势侧下肢的运动学和动力学数据。配对样本t检验用于分析关节角度、地面反作用力、关节反作用力和关节力矩等离散指标的统计学差异;统计参数映射用于分析足底压力中心移动轨迹和膝关节力矩等时间序列数据的统计学差异。结果与结论:①正常触地模式下的膝关节内翻、侧向地面反作用力、膝关节垂直反作用力和伸膝力矩峰值显著高于全脚掌触地模式;②在足底压力中心移动距离中的89%-91%运动阶段,正常触地模式压力中心显著远于全脚掌触地模式;③在X轴力矩曲线中的23%-38%运动阶段,正常触地模式的伸膝力矩显著大于全脚掌触地模式;④在Y轴力矩曲线的8%-18%运动阶段,全脚掌触地模式显著大于正常触地模式。通过对比不同触地模式的下肢生物力学特征值和统计参数映射分析结果,认为全脚掌触地模式可能是影响乒乓球运动表现的重要因素。乒乓球运动中需要针对性地对触地模式进行调整和练习,避免使用全脚掌触地模式,提升乒乓球运动者下肢运动能力。

关键词：触地模式乒乓球运动学动力学运动表现