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云南漾濞M_(S)6.4地震信号的旋转和平动分量面波记录分析研究

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地球物理学报 2022年第2期65卷 663-672页

作者：操玉文曾祥方李正斌王烁帆包丰谢军李丽李幼铭北京大学电子学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室北京100871 中国科学院精密测量科学技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉430077 中国科学院精密测量科学技术创新研究院武汉大地测量国家野外科学观测研究站武汉430077 中国地震局地球物理研究所北京100081 中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院油气资源研究重点实验室北京100029

旋转分量是地震波场的重要组成部分,可以为地球内部结构成像和震源参数测定等研究提供基础信息,然而缺少高精度的观测仪器,其应用受限.新发展的高精度光纤陀螺为测量旋转分量提供了一个较为可行的方案,其性能需要进一步验证.为此,武汉... 详细信息

旋转分量是地震波场的重要组成部分,可以为地球内部结构成像和震源参数测定等研究提供基础信息,然而缺少高精度的观测仪器,其应用受限.新发展的高精度光纤陀螺为测量旋转分量提供了一个较为可行的方案,其性能需要进一步验证.为此,武汉大地测量国家野外科学观测研究站利用两个光纤陀螺和一个宽频带地震仪组成了多分量观测系统,并开展了观测工作,记录到了云南漾濞地震的Love波信号.基于Love波信号的垂向旋转速度记录和切向加速度记录,开展了Love波视速度和到达方位角度测算分析.结果表明视速度存在明显频散特性,测算值与其他方法测算值相当,到达方位角接近大圆路径预测值,尾波部分到达角偏离较大.由此表明高精度的光纤陀螺可以用于区域震监测,结合地震仪可形成多分量观测系统,为地震学研究提供有效数据.

关键词：地震波旋转分量光纤旋转地震仪面波

基于形态成分分析的压缩感知和局部相似性校正的面波压制方法

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中国石油大学学报（自然科学版） 2023年第2期47卷 36-43页

作者：李振春王伟奇杨继东黄建平孙苗苗中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580 山东省深层油气重点实验室山东青岛266580 青岛职业技术学院信息学院山东青岛266555

基于压缩感知稀疏反演框架,采用形态成分分析理论(MCA)对含面波的单点采集地震数据进行信噪分离。对于低信噪比的深层弱反射信号来说,面波的稀疏表征中会含有部分残余反射能量。进一步采用局部相似性去噪技术,用分离的面波和压制面波后... 详细信息

基于压缩感知稀疏反演框架,采用形态成分分析理论(MCA)对含面波的单点采集地震数据进行信噪分离。对于低信噪比的深层弱反射信号来说,面波的稀疏表征中会含有部分残余反射能量。进一步采用局部相似性去噪技术,用分离的面波和压制面波后的反射信息计算相似性因子,提取出稀疏表征面波中的反射波成分,再将与稀疏表征的反射信号加权叠加,获得最优的分离掉面波的结果。典型模型和实际数据测试验证了本文方法的有效性和适用性。结果表明,该处理流程既分离了面波,又提高了反射信号的保真度。

关键词：压缩感知形态成分分析局部相似性面波稀疏表征

基于Mini-Sosie震源后置编码技术的面波探测方法研究

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地球物理学进展 2023年第5期38卷 2288-2302页

作者：李宇杨智王靖岐陶雪文长安大学地质工程与测绘学院西安710054 长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室西安710054 浙江省应急管理科学研究院浙江省安全工程与技术研究重点实验室杭州310012

Mini-Sosie震源是城市环境主动源面波探测的理想震源,然而三元伪随机编码对控制系统和机械性能的高要求限制了其发展与应用.针对此问题,在野外数据采集阶段,采用Mini-Sosie震源的固定频率冲击模式,充分利用其简单、高效和强冲击力的优点... 详细信息

Mini-Sosie震源是城市环境主动源面波探测的理想震源,然而三元伪随机编码对控制系统和机械性能的高要求限制了其发展与应用.针对此问题,在野外数据采集阶段,采用Mini-Sosie震源的固定频率冲击模式,充分利用其简单、高效和强冲击力的优点;在室内数据处理阶段,对采集的长时序数据进行三元伪随机编码,提出了一种基于Mini-Sosie震源后置编码技术的面波探测方法.该方法首先从长时序地震记录中提取冲击序列,其次提出ABC三参数法将长时序地震记录分割成数以百计的脉冲式子记录,再次利用线性同余算法生成的三元伪随机序列对子记录进行编码,最后将冲击序列与编码地震记录进行互相关运算获得解码的地震记录.模拟与实测数据处理结果表明,该方法在编解码过程中产生的相干噪声较小,并能有效压制城市环境中的低频随机噪声,显著提高面波信噪比.三元伪随机冲击序列的频谱呈现白谱特征,无频率低切效应,能有效保护面波的低频信息,增大了主动源面波方法的探测深度.同时,该方法通过数学运算代替高精度的编码控制系统与机械性能需求,实现了Mini-Sosie震源的三元伪随机编码,具有先进性和推广价值.

关键词： Mini-Sosie震源面波频散谱后置编码三元伪随机序列随机噪声相干噪声

利用单点六分量地震提取面波频散谱的数值验证

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地球物理学报 2023年第10期66卷 4269-4278页

作者：陈锋王赟李维郭高源秦林鹏孙丽霞韦永祥张宝剑中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083 福建省地震局福州350001

面波频散反演是揭示地下速度结构的一项重要手段.传统面波勘探技术侧重于多台站阵列数据频散分析.旋转地震学理论框架下六分量地震观测时,仅利用单台站记录的平动与旋转分量就可以获得面波频散曲线.本文从频率域谐振分析出发,利用模态... 详细信息

面波频散反演是揭示地下速度结构的一项重要手段.传统面波勘探技术侧重于多台站阵列数据频散分析.旋转地震学理论框架下六分量地震观测时,仅利用单台站记录的平动与旋转分量就可以获得面波频散曲线.本文从频率域谐振分析出发,利用模态叠加正演方法,讨论了不同模型下平动与旋转联合估算Rayleigh波相速度的可靠性.结果表明:单台站多分量地震数据估算的频散曲线受多种因素影响,估计过程存在一定的系统误差;典型浅层地质模型下,单点估算与多道面波分析方法(MASW)提取的Rayleigh波频散曲线在低频段吻合性好;若要降低单点多分量地震估算的系统误差,仍需研发配套的波场分离与不同阶频散谱的高精度提取技术.

关键词：面波频散曲线平动旋转数值模拟旋转地震学

面波全波形反演在地下浅埋障碍物探查中的应用研究

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地球物理学进展 2021年第4期36卷 1702-1710页

作者：刘耀徽恩和得力海张耘获杨坪同济大学土木工程学院上海200082 新加坡国立大学土木与环境工程系新加坡119077 新加坡陆路交通管理局岩土与隧道部新加坡219428

在岩土和隧道工程中,及时准确地确定地下障碍物的位置和范围可以有效避免经济损失和人员伤亡,因此,岩土工程领域越来越重视场地前期调查中的浅埋障碍物探测工作.面波法由于其高效性和高信噪比,被广泛应用于场地调查中.然而,传统的面波... 详细信息

在岩土和隧道工程中,及时准确地确定地下障碍物的位置和范围可以有效避免经济损失和人员伤亡,因此,岩土工程领域越来越重视场地前期调查中的浅埋障碍物探测工作.面波法由于其高效性和高信噪比,被广泛应用于场地调查中.然而,传统的面波方法如多道面波分析法的应用理论假设为地下模型须为水平层状介质.这限制了多道面波分析法在地下障碍物探测中的分辨率.而通过直接对波动方程进行求解及利用地震波的全部振幅和相位信息,面波的全波形反演结果可以有效地反映地震波速在水平方向和垂直方向的变化情况,从而为判断地下障碍物范围提供了可能.目前,全波形方法大多应用于大尺寸的地球物理勘探中,在小尺度地球物理领域如岩土工程中的应用较少.本文在新加坡樟宜机场扩建工程中分别使用多道面波分析法,全波形反演,跨孔波速测试,贯入试验和岩心取样确定回填土中一块大型岩石的具体位置和范围.试验结果表明:多道面波分析法仅可反映出岩石的上界面深度,但是无法反映出岩石的下界面和侧边位置.而面波全波形反演可以准确反映出回填土中岩石的具体位置和大致形状.另外,本文分析总结了贯入试验,岩心取样,多道面波分析法和面波全波形反演的优缺点,提出了一种经济高效的工作流程,可为岩土工程中的地下障碍物探测提供一种新的解决方案.

关键词：全波形反演面波贯入实验地下障碍物岩土工程

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利用面波横向高分辨技术探测低速地质异常体

地球科学 2023年

作者：孙旭张学强刘博政山东电力工程咨询院有限公司勘测事业部中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院

为了能在狭窄空间提高面波的横向分辨能力，利用线性拉冬变换提取地震波记录中的面波，采用相邻两道相位差法计算面波的频散曲线，再用半波长解释方法得到拟二维面波相速度剖面.在随机介质中建立低速异常体模型，在一个短排列的情况下... 详细信息

为了能在狭窄空间提高面波的横向分辨能力，利用线性拉冬变换提取地震波记录中的面波，采用相邻两道相位差法计算面波的频散曲线，再用半波长解释方法得到拟二维面波相速度剖面.在随机介质中建立低速异常体模型，在一个短排列的情况下，通过对波动方程有限差分数值模拟的地震波记录进行数据处理，在速度剖面中低速异常体区域明显，位置准确.将此技术应用到郑州市地下防空洞的探测以及黄河大堤渗漏的探测中，寻找到了防空洞的位置及渗水通道.该技术具有很高的横向分辨率，适用于城市狭窄空间地面无损探测.

关键词：面波相位差线性拉冬变换低速异常体

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高铁地震面波相速度频散曲线提取

地球物理学报 2021年第9期64卷 3246-3256页

作者：温景充石永祥宁杰远北京大学地球与空间科学学院北京100871 河北红山地球物理国家野外科学观测研究站河北邢台054000

为了充分利用高铁地震信号中的面波信息,本文将双台法和旋转法等面波相速度提取方法应用于高铁地震模拟记录,尝试提取基阶瑞利波与勒夫波相速度频散曲线.通过分析以高铁高架桥的桥墩为源的高铁波场干涉特征,给出了适用于高铁地震波场的... 详细信息

为了充分利用高铁地震信号中的面波信息,本文将双台法和旋转法等面波相速度提取方法应用于高铁地震模拟记录,尝试提取基阶瑞利波与勒夫波相速度频散曲线.通过分析以高铁高架桥的桥墩为源的高铁波场干涉特征,给出了适用于高铁地震波场的面波相速度校正方法;通过数值实验,证明了方法的有效性.

关键词：移动组合源高铁地震波场面波频散曲线旋转地震学

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地震处理领域面波压制技术现状及发展趋势

地球物理学进展 2022年第3期37卷 1178-1188页

作者：王伟奇李振春孙小东孙苗苗彭冬冬中国石油大学(华东)地球科学与技术学院青岛266500 山东省深层油气重点实验室青岛266580

随着油气勘探难度的不断增大,勘探目标变得越来越复杂,对地震数据处理的质量也有了更高的要求.一般来说,只有信噪比达到一定的水平,地震资料处理才可能实现良好的保真度.当今的地震勘探正向着深层、复杂构造和岩性勘探的方向发展迈进.... 详细信息

随着油气勘探难度的不断增大,勘探目标变得越来越复杂,对地震数据处理的质量也有了更高的要求.一般来说,只有信噪比达到一定的水平,地震资料处理才可能实现良好的保真度.当今的地震勘探正向着深层、复杂构造和岩性勘探的方向发展迈进.本文介绍了目前业界比较有特色的去面波技术,其中包括自适应相减和Curvelet变换的组合压制面波技术、基于时频域极化属性的多分量地震资料面波衰减、f-k域的交叉扩散三维倾角滤波,基于深度学习的地震散射面波技术方法加以介绍,对智能化去面波技术的前景做进一步的展望.

关键词：面波滤波器 Curvelet变换深度学习

鄂尔多斯块体及周边地区岩石圈结构的接收函数与面波联合反演研究

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中国科学：地球科学 2022年第8期52卷 1532-1546页

作者：吴建平刘雅宁钟世军王未来蔡妍王薇刘靖中国地震局地球物理研究所北京100081 北京市地震局北京100080

新生代以来,鄂尔多斯块体发生了快速隆升并在周边形成了一系列拉张断陷盆地,但其形成机制仍然存在争议.高分辨率壳幔三维速度结构是研究岩石圈变形和深部动力学过程的重要依据.文章利用鄂尔多斯块体及周边地区密集宽频带地震台站的观测... 详细信息

新生代以来,鄂尔多斯块体发生了快速隆升并在周边形成了一系列拉张断陷盆地,但其形成机制仍然存在争议.高分辨率壳幔三维速度结构是研究岩石圈变形和深部动力学过程的重要依据.文章利用鄂尔多斯块体及周边地区密集宽频带地震台站的观测资料,通过接收函数与面波联合反演获得了研究区地壳和上地幔三维S波速度结构.鄂尔多斯块体岩石圈整体上表现出明显的高速异常.在块体东部、北部以及西南部的青藏高原地区,上地幔存在明显的低速异常,并延伸至块体内部.鄂尔多斯块体岩石圈呈中部厚、外围薄的特征,地壳厚度则表现为中部薄、西南部和东北部厚,且北缘张拉盆地的地壳厚度大于块体中部地区.文章认为,青藏高原东部地幔热物质向外扩张以及华北克拉通东部地区上地幔热物质上涌,导致鄂尔多斯块体岩石圈发生了非均匀减薄、升温和密度降低,其产生的附加浮力和热动力作用,促使鄂尔多斯块体新生代以来发生持续隆升,同时受青藏高原隆升扩张产生的挤压作用等影响,鄂尔多斯西南部及北部地区发生了地壳增厚和快速隆升.阿拉善块体和鄂尔多斯块体的岩石圈速度结构存在明显差异,中生代之前可能属于不同的独立块体.

关键词：鄂尔多斯华北克拉通岩石圈结构 S波速度结构接收函数面波