地球空间环境与大地测量教育部重点实验室

地震波的传播理论及应用

 地震的破裂过程造成的地应力场在空间上动态的变化,这造成地球介质的动态响应过程亦受这种地应力的运动过程的控制。特别在近地表观测时,这种运动激发的过程会对相应的地震波(应力波)造成波形的畸变。目前,缺乏对这种运动激发条件下,地球介质动态响应的研究,不能从理论上认识这一动态过程的物理特征,在实际观测中分析尤显得缺乏有力的理论依据。本研究选取一组典型的地表环境下含流体孔隙介质的模型,分析在不同的地表排水条件下,在不同运动激发速度下,近地表固定台站观测到的介质中暂态的地震波传播过程中的特征响应。研究采用沿地表自由界面的积分方程的变换的方法,并将运动激发的速度扰度添加到震源时间函数中,综合分析了在不同的地表排水系数、介质渗透率,以及震源主频条件下,介质的垂向位移和孔隙流体压力在不同震源运动激发速度下时间域和频率域的响应。结果表明,与在静止的震源激发条件下一样,近地表Rayleigh面波依然为地震记录中最强的强振幅响应。同时Rayleigh面波也对地球介质自由表面的排水条件和介质的渗透率特征的变化有跟为敏感的响应,这点在固定台站接收到不同振幅和相位的Rayleigh波形中体现,而体波则不那么敏感。由于震源激发速度方向和观测台站的几何关系,指向观测点的视速度会造成地震波频率域响应的蓝移,激发运动速度越快、震源时间函数主频越低,蓝移越明显。同时,由于运动激发过程也伴随着震源的横向的移动速度,在固定台站接收到地震波波形会受到横向的扭曲,而造成时间波形的畸变,这在介质地震波响应的频率域都有显现。(见)。

蓝移和波形畸变频率域显现

 

 

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