高架桥下方高铁地震信号频谱特征研究 被引量：17

1

作者 蒋一然 鲍铁钊 +1 位作者 宁杰远 张献兵 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期829-838,共10页

使用北京大学架设的临时台阵中11个高铁高架桥下的短周期台站11天记录到的由951列高铁激发的共10461条地震记录,利用K-Means聚类算法,研究其频谱如何随列车的速度、模型、铁轨和路基变化而变化。近匀速运动的高铁所产生的高铁地震波的... 使用北京大学架设的临时台阵中11个高铁高架桥下的短周期台站11天记录到的由951列高铁激发的共10461条地震记录,利用K-Means聚类算法,研究其频谱如何随列车的速度、模型、铁轨和路基变化而变化。近匀速运动的高铁所产生的高铁地震波的频谱主要由等间隔的峰组成,其基频等于速度与车厢长度的比值。通过调整基频来降低列车速度的影响,可使频谱模式更稳定,便于比较。聚类结果表明,高铁地震的频谱在相同车型、铁轨和路基条件下,表现出稳定的模式;这种稳定的频谱模式随车型、铁轨和路基条件的变化而显著变化。对这种稳定的频谱特征的监测,可用于高速铁路的安全监控。 展开更多

关键词 高铁 震源 频谱 聚类

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高铁地震4D地频图及其可用性研究 被引量：6

2

作者 蒋一然 梁萱 +2 位作者 宁杰远 鲍铁钊 张献兵 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期850-858,共9页

基于北京大学在河北保定地区高铁线路附近布设的台阵数据,在考虑车型变化的情况下,采用基频对齐的方法,将同一台站上相同类型列车激发的高铁地震信号三分量的频谱分别叠加起来,可在更远的台站上获得更高信噪比的频谱。使用聚类算法,得... 基于北京大学在河北保定地区高铁线路附近布设的台阵数据,在考虑车型变化的情况下,采用基频对齐的方法,将同一台站上相同类型列车激发的高铁地震信号三分量的频谱分别叠加起来,可在更远的台站上获得更高信噪比的频谱。使用聚类算法,得到不同车型对应的三分量频谱随台站位置的变化规律。基于高铁地震频谱特征及其变化规律,提出4D地频图的概念,并讨论其监测高铁及周边介质的可用性。 展开更多

关键词 高铁地震信号 4D地频图 聚类

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高铁震源地震信号的挤压时频分析应用 被引量：27

3

作者 王晓凯 陈文超 +2 位作者 温景充 宁杰远 李嘉琪 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2328-2335,共8页

我国每天有数千趟高铁列车驰骋在纵横交错的高铁线路上,构成了十分理想的均布震源,但寻找适合高铁震源地震信号的处理方法是充分挖掘信息的关键.传统的频谱分析结果表明高铁震源所产生的地震信号具有明显的窄带分立谱特征,但无法精确获... 我国每天有数千趟高铁列车驰骋在纵横交错的高铁线路上,构成了十分理想的均布震源,但寻找适合高铁震源地震信号的处理方法是充分挖掘信息的关键.传统的频谱分析结果表明高铁震源所产生的地震信号具有明显的窄带分立谱特征,但无法精确获得高铁震源地震信号的时频变化规律.本文首次将挤压时频分析这种分析工具引入到高铁震源地震信号处理中,对中国南方某高铁沿线采集到的高铁震源地震数据进行了分析.处理结果表明:利用挤压时频分析能够更加精确地刻画频率成分随时间的变化,能够利用单检波器精确刻画高铁列车的运行状态(匀速、加速等);同时利用挤压时频变换还可高精度地重构出所需频带的信号,为提取高铁震源地震信号的特征成分提供了一种有力工具. 展开更多

关键词 高铁震源地震信号 挤压时频分析 信号重构

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高铁地震数据干涉成像技术初探 被引量：16

4

作者 张唤兰 王保利 +1 位作者 宁杰远 李幼铭 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2321-2327,共7页

高铁运行会引起铁轨的震动,从而产生地震波向地下介质中传播,通过研究该地震波可对高铁沿线的地质情况进行持续监测.与常规地震勘探中的震源相比,高铁地震中的震源较为复杂,为移动震源,而地震干涉技术可以通过地震记录间的相互干涉,消... 高铁运行会引起铁轨的震动,从而产生地震波向地下介质中传播,通过研究该地震波可对高铁沿线的地质情况进行持续监测.与常规地震勘探中的震源相比,高铁地震中的震源较为复杂,为移动震源,而地震干涉技术可以通过地震记录间的相互干涉,消除震源的影响,因此可利用地震干涉技术对高铁地震信号进行处理并成像.本文通过分析研究,总结出地震干涉方法在处理高铁地震数据时的关键技术问题:不同于常规地震干涉中先干涉后叠加的干涉成像方式,高铁地震移动源的特点使得干涉顺序变为先叠加后干涉,由此带入了大量震源串扰噪声;初步提出两种解决高铁地震干涉成像的思路:通过对高铁地震信号的处理,使高铁变相"提速"或"降速",给出了"提速"或"降速"后各自的成像思路,并给出了数据处理的技术设想. 展开更多

关键词 地震干涉 高铁地震 格林函数 串扰噪声

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高铁震源地震信号的稀疏化建模 被引量：16

5

作者 王晓凯 陈建友 +3 位作者 陈文超 蒋一然 鲍铁钊 宁杰远 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2336-2343,共8页

我国每天有数千趟高铁列车运行在两万多公里的高铁线路上,不但会引起高铁路基的振动,还会激发出地震波.地震检波器所接收到的数据中不仅包含窄带分立谱特性的高铁震源地震信号,还包含宽频带特性的背景信号.如何实现从检波器所接收到的... 我国每天有数千趟高铁列车运行在两万多公里的高铁线路上,不但会引起高铁路基的振动,还会激发出地震波.地震检波器所接收到的数据中不仅包含窄带分立谱特性的高铁震源地震信号,还包含宽频带特性的背景信号.如何实现从检波器所接收到的高铁震源地震数据中分离出高铁震源地震信号和宽频带背景信号是准确利用该类信号的关键.考虑到高铁震源地震信号与宽频带信号在频率域明显的形态特征差异,本文首次将形态成分分析这种信号分离手段引入到高铁震源地震信号处理中,实现高铁震源地震信号的稀疏化建模并进而实现从接收数据中分离出高铁震源地震信号以及宽频带背景信号.对北京大学在中国南方某高铁沿线采集到的大量高铁震源地震数据进行处理,结果表明:采用形态成分分析并结合分块坐标松弛算法,能够实现实际采集高铁震源地震数据中的高铁震源地震信号和宽频带信号的分离. 展开更多

关键词 高铁震源地震信号 形态成分分析 分块坐标松弛

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移动线源的Green函数求解及辐射能量分析:高铁地震信号简化建模 被引量：16

6

作者 曹健 陈景波 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2303-2312,共10页

在基于人工主动源的勘探地震学中,往往采用固定位置和激发时间的点源数学模型来描述爆炸型震源或可控震源,因此就有了描述单点力源作用下的弹性全空间或半空间中弹性波传播的Green函数,成为了勘探地震学的重要理论基础.而如今,行进中的... 在基于人工主动源的勘探地震学中,往往采用固定位置和激发时间的点源数学模型来描述爆炸型震源或可控震源,因此就有了描述单点力源作用下的弹性全空间或半空间中弹性波传播的Green函数,成为了勘探地震学的重要理论基础.而如今,行进中的高速列车(高铁)是一种全新的主动源,其接近匀速的运行速度、确定的长度和荷载使其可以被重复利用.本文将行进中的高铁在数学上简化建模为一个移动线源来进行研究,给出了这一震源作用下的弹性半空间和全空间中Green函数的计算方法,并分别讨论了全空间中远场Green函数的频谱特征和空间辐射能量的方向性特点,以及半空间中Green函数与近场观测数据的对比结果,为高铁震源下的地震波传播规律和振动信号的研究与利用提供帮助. 展开更多

关键词 GREEN函数 高速列车(高铁) 半空间和全空间 频谱特征 辐射花样

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高铁地震信号直达波波形反演建模 被引量：7

7

作者 胡光辉 张固澜 +5 位作者 孙思宇 李勇 杨金龙 段景 何红兵 詹熠宗 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期4817-4824,共8页

高铁地震信号由高速行驶的高铁列车与铁轨挤压形变后产生,具有频带宽、低频强、重复性好等优点.如何利用高铁地震信号进行地下介质重构,尚处于前期探索阶段.全波形反演建模技术是目前地球物理领域建模精度较高的方法之一,但其需要低频... 高铁地震信号由高速行驶的高铁列车与铁轨挤压形变后产生,具有频带宽、低频强、重复性好等优点.如何利用高铁地震信号进行地下介质重构,尚处于前期探索阶段.全波形反演建模技术是目前地球物理领域建模精度较高的方法之一,但其需要低频数据才能保证结果的稳定收敛,因此利用全波形反演对高铁地震信号进行近地表建模及属性变化监测和灾害预警具有独特优势.本文通过对高铁地震信号的分析,研究了高铁地震的理论震源信号和基于桥墩的离散震源信号,并通过模型测试实现了利用高铁地震信号的全波形反演建模及属性变化监测. 展开更多

关键词 高铁 全波形反演 震源估算 近地表建模 属性变化 监测

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大量高铁地震事件的属性体提取与特性分析 被引量：18

8

作者 刘磊 蒋一然 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2313-2320,共8页

列车在高铁上运行能够产生大量的高铁地震事件,这些地震事件既包含了作为震源的列车本身的结构信息,也蕴含了高铁线路的地质环境信息.本文提出了一种频率-空间-时间(FXT)属性描述大量高铁地震事件之间的关联.在FXT属性上,高铁地震信号... 列车在高铁上运行能够产生大量的高铁地震事件,这些地震事件既包含了作为震源的列车本身的结构信息,也蕴含了高铁线路的地质环境信息.本文提出了一种频率-空间-时间(FXT)属性描述大量高铁地震事件之间的关联.在FXT属性上,高铁地震信号之间的关联表征为在频率坐标轴F上相互对齐、在空间位置坐标轴X和事件到达时间坐标轴T上连续变化的分立谱线.本文对课题组在深圳为期两天的观测采集得到的4500余条高铁地震信号进行了FXT属性的提取,并对FXT属性进行了统计特性的分析:方差分析表明,高铁线路的地质环境的变化对高铁地震信号特征的影响大于不同列车的结构差异对高铁地震信号特征的影响;聚类分析表明,高铁地震信号的特征按接收点位置能够无监督地聚类为和高铁线路途经地质环境相关联的不同类别.通过上述分析表明,高铁地震信号中蕴含着丰富的可解释的高铁运行地质环境信息,具备对高铁列车运行安全进行监测的潜力. 展开更多

关键词 高铁地震事件 属性 特性分析 方差分析 聚类分析

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高铁地震信号时频特征对比分析 被引量：10

9

作者 包乾宗 许杰 许明瑞 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期805-812,共8页

利用同步挤压小波变换方法,对河北保定和广东深圳地区实测的高铁地震信号进行时频谱分析。结果表明,高铁在经过高架桥时,在其附近产生的地震信号中低频信息比通过隧道和接触地表运行产生的地震信号丰富。利用高铁地震信号的时频谱特性,... 利用同步挤压小波变换方法,对河北保定和广东深圳地区实测的高铁地震信号进行时频谱分析。结果表明,高铁在经过高架桥时,在其附近产生的地震信号中低频信息比通过隧道和接触地表运行产生的地震信号丰富。利用高铁地震信号的时频谱特性,可以确定高铁运行速度的变化。 展开更多

关键词 高铁地震 时频分析 同步挤压小波变换 分立谱

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高铁地震波场特点的理论分析 被引量：9

10

作者 温景充 宁杰远 张献兵 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期813-822,共10页

为了利用高铁震源反演浅层或深层地下结构,将高铁铁路桥墩视为点源位置,分别利用波阵面叠加、求解声波波场和半无限空间弹性波波场等方法,对高铁激发的远场波场进行模拟。利用不同类型的震源时间函数与格林函数卷积计算得到的波场结果显... 为了利用高铁震源反演浅层或深层地下结构,将高铁铁路桥墩视为点源位置,分别利用波阵面叠加、求解声波波场和半无限空间弹性波波场等方法,对高铁激发的远场波场进行模拟。利用不同类型的震源时间函数与格林函数卷积计算得到的波场结果显示,考虑高铁自重影响的桥墩静力响应的低频震源时间函数对应的波场与实际记录具有一定的相似性。 展开更多

关键词 高铁地震学 声波 弹性波 格林函数 干涉叠加

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北京大学道路地震学观测台阵设计及数据特点 被引量：6

11

作者 温景充 鲍铁钊 +1 位作者 冯永革 宁杰远 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期791-797,共7页

2018年4-5月,在河北省容城县进行前后两期道路地震学密集台阵观测。观测仪器包括200多个短周期地震仪和22个甚宽频带地震仪。观测台阵跨越高铁、普通铁路、高速公路及普通道路。通过一致性检验和远震波形对短周期地震仪进行台站时钟校正... 2018年4-5月,在河北省容城县进行前后两期道路地震学密集台阵观测。观测仪器包括200多个短周期地震仪和22个甚宽频带地震仪。观测台阵跨越高铁、普通铁路、高速公路及普通道路。通过一致性检验和远震波形对短周期地震仪进行台站时钟校正,获得近50万条高铁地震记录。这些地震记录可用于研究高铁或其他道路震源及波场特征,进行浅层及深层地下结构4D成像,为道路安全、地震预测、环境监测、资源和能源探测、地下空间开发利用以及智慧城市建设服务。 展开更多

关键词 道路地震学 地震观测台阵 地震震源 智慧城市

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高架桥下方高铁地震波场的特征量提取 被引量：7

12

作者 鲍铁钊 宁杰远 张献兵 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期839-849,共11页

通过互相关方法,提取高铁列车经过前后沿着高铁桥梁传播的地震波信号。将不同车次的互相关函数叠加,得到稳定的平均互相关函数,可以作为高铁地震波场的特征量。该特征量有监测高铁桥梁结构变化的潜力。

关键词 高铁地震波场 互相关函数 被动监测

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高铁地震震源子波时间函数及验证 被引量：21

13

作者 张固澜 何承杰 +5 位作者 李勇 段景 王婷一 詹熠宗 杜皓 罗帆 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2344-2354,共11页

基于纵横波产生机理并结合高铁列车及铁轨结构,本文给出了高铁列车产生地震纵波及横波震源(点源及等效源)子波的时间函数;通过实际高铁地震数据及合成高铁地震数据分析,验证了高铁地震震源子波时间函数的合理性;在高铁列车匀速、加速及... 基于纵横波产生机理并结合高铁列车及铁轨结构,本文给出了高铁列车产生地震纵波及横波震源(点源及等效源)子波的时间函数;通过实际高铁地震数据及合成高铁地震数据分析,验证了高铁地震震源子波时间函数的合理性;在高铁列车匀速、加速及减速运行情况下,利用高铁地震点源子波合成记录分析了高铁地震震源子波的频谱特征,为实际高铁地震数据处理解释奠定了良好的基础. 展开更多

关键词 高铁地震 震源子波 点源 等效源 时间函数 验证

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高铁波场等效震源时间函数反演方法研究 被引量：8

14

作者 温景充 宁杰远 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期823-828,共6页

基于桥墩均匀分布且高铁列车匀速行驶情况下,每个桥墩源的震源时间函数仅存在时间延迟差异的假设,分别通过构建均匀空间声波模型以及半无限空间弹性波模型,计算格林函数,给出反演所用的线性方程组。利用最小二乘法对高铁波场的等效震源... 基于桥墩均匀分布且高铁列车匀速行驶情况下,每个桥墩源的震源时间函数仅存在时间延迟差异的假设,分别通过构建均匀空间声波模型以及半无限空间弹性波模型,计算格林函数,给出反演所用的线性方程组。利用最小二乘法对高铁波场的等效震源时间函数进行反演,测试在一定噪声水平下的反演效果,探讨各种因素对反演结果的影响。 展开更多

关键词 高铁 震源时间函数 反演 格林函数

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基于高铁震源简化桥墩模型激发地震波的数值模拟 被引量：10

15

作者 王之洋 李幼铭 白文磊 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期4473-4484,共12页

高铁列车运行过程中绝大部分时间都是行驶在高架桥上的,高铁列车经过桥梁时,通过与大地耦合的桥墩激发地震波发震过程和平地不完全一样.本文探索高铁列车行驶经过高架桥桥墩,通过桥墩对地下介质激发地震波的机理及过程.为了便于理论分析... 高铁列车运行过程中绝大部分时间都是行驶在高架桥上的,高铁列车经过桥梁时,通过与大地耦合的桥墩激发地震波发震过程和平地不完全一样.本文探索高铁列车行驶经过高架桥桥墩,通过桥墩对地下介质激发地震波的机理及过程.为了便于理论分析,文中将高铁列车简化为在高架桥上沿一个方向运动的移动线源,通过每节车厢前后组轮对,对每一个桥墩施加力的作用,而桥墩插入地面几十米深至围岩,与表层土壤和深层围岩双重耦合,由此给出高铁列车通过桥墩激发地震波的震源时间函数.同时,基于广义连续介质力学框架下的修正偶应力理论,推导包含介质特征尺度的弹性波动方程,并应用此弹性波动方程以及构建的高铁震源时间函数,采用优化的交错网格有限差分算法,实现数值模拟,将合成的地震记录与实际地震记录对比分析,其结论将为进一步的基于高铁震源的成像和反演研究提供理论依据. 展开更多

关键词 桥墩模型 高铁震源 数值模拟 修正偶应力理论

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高铁列车通过高架桥桩基础激发地震波响应分析 被引量：5

16

作者 王之洋 陈朝蒲 +1 位作者 白文磊 李幼铭 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2622-2635,共14页

当高铁列车行驶通过高架桥时,其激发和传播地震波的机制与行驶在地面上时的高铁列车是不同的,同时,高铁地震波的波传播机制也因地面条件而异.本文结合前期工作,研究高铁列车行驶通过高架桥(高架桥系统)时高铁地震波的激发机制,给出改进... 当高铁列车行驶通过高架桥时,其激发和传播地震波的机制与行驶在地面上时的高铁列车是不同的,同时,高铁地震波的波传播机制也因地面条件而异.本文结合前期工作,研究高铁列车行驶通过高架桥(高架桥系统)时高铁地震波的激发机制,给出改进的震源时间函数,并对非对称性弹性波动方程下的合成高铁地震记录的响应特征和影响因素进行研究,以更好地利用高铁列车这一可重复的移动震源进行浅层地质构造成像和反演以及开展工程防护研究.本文应用非对称性弹性波动方程进行高铁地震波数值模拟,结合高铁实际数据,研究分析高铁列车运行速度,地层微孔缝隙特征尺度参数,检波器位置,震源类型,深度衰减系数等多种因素对合成高铁地震记录的影响,给出以下结论:(1)高铁列车运行速度的增大将使得合成地震记录的持续时间减小,振幅能量增强,同时幅频响应的能量逐渐集中在3 Hz、10 Hz和30 Hz附近.(2)地层微孔缝隙特征尺度参数的增大将使得合成地震记录出现衰减,且主要影响20 Hz以上的频率成分.(3)岩土介质对高铁地震波传播的影响显著.(4)高铁地震波以“分级点火”的形式激发,使用Ricker子波作为震源所得的合成地震记录与实际数据匹配较好.(5)随着震源衰减的增大,将使得合成地震记录出现全频带的衰减. 展开更多

关键词 高铁列车 高铁地震波 数值模拟 非对称性弹性波动方程 响应分析

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利用单检波器数据估计高铁列车运行速度 被引量：7

17

作者 王晓凯 王保利 +1 位作者 陈文超 李嘉琪 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期798-804,共7页

在列车结构基本上固定的前提下,仅利用高铁线路隔离区外单个检波器采集的地震数据来估计高铁的运行速度。通过给出列车经过铁路上一点时该点的受力函数振幅谱与列车运行速度的关系,提出一种基于速度扫描的列车速度估计方法。首先根据列... 在列车结构基本上固定的前提下,仅利用高铁线路隔离区外单个检波器采集的地震数据来估计高铁的运行速度。通过给出列车经过铁路上一点时该点的受力函数振幅谱与列车运行速度的关系,提出一种基于速度扫描的列车速度估计方法。首先根据列车结构参数及预设列车运行速度生成一系列受力函数振幅谱,然后计算各种速度下的受力函数振幅谱与单个检波器所接收到信号振幅谱的互相关函数,最终选取互相关函数值最大时对应的速度作为列车运行速度的估计值。合成数据及实测数据的结果均证明所提方法的合理性,有望将此方法推广到其他道路交通中具有固定结构交通工具的速度估计中。 展开更多

关键词 速度估计 高铁列车 振幅谱 互相关 速度扫描

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基于二阶应变梯度理论的弹性波数值模拟 被引量：2

18

作者 王之洋 李幼铭 +1 位作者 陈朝蒲 白文磊 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期2494-2503,共10页

介质微结构相互作用会使介质存在不均匀性,而这种不均匀性,则会引发新的响应.当位移场/旋转场存在强烈空间/时间变化时,这种由介质微结构相互作用所导致的不均匀性会愈加明显.应变梯度通过在应变能密度函数中引入应变的一阶或者高阶导数... 介质微结构相互作用会使介质存在不均匀性,而这种不均匀性,则会引发新的响应.当位移场/旋转场存在强烈空间/时间变化时,这种由介质微结构相互作用所导致的不均匀性会愈加明显.应变梯度通过在应变能密度函数中引入应变的一阶或者高阶导数,以描述这种由介质微结构相互作用导致的不均匀性,由于引入高阶导数,应变梯度理论可以描述更小尺度的微结构相互作用,但是其存在计算量大以及物理解释困难等问题.单参数二阶应变梯度理论作为应变梯度理论的一种特例或者简化版本,将二阶应变梯度视为对应变能密度函数的附加影响.本文从非局部理论出发,推导单参数二阶应变梯度理论的本构方程,进而结合几何方程和运动微分方程,给出非对称弹性波动方程的数学表达式.并应用该非对称弹性波动方程在各向同性均匀介质模型和Marmousi模型上进行数值模拟,合成地震记录.将该地震记录与传统弹性波动方程所生成的合成地震记录进行对比,研究分析应用二阶应变梯度描述介质微结构相互作用对地震记录的影响规律,给出以下结论:(1)基于单参数二阶应变梯度理论的非对称弹性波动方程所描述的位移扰动对纵波和横波的传播都产生了影响,且对横波的影响较大;(2)介质更小尺度的微结构相互作用可以在地震记录中被反映出来,我们需要考虑其对地震波传播的影响. 展开更多

关键词 非对称地震学 应变梯度理论 非局部理论 弹性波动方程 数值模拟

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偶应力理论框架下的弹性波数值模拟与分析 被引量：2

19

作者 王之洋 李幼铭 白文磊 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1721-1732,共12页

在经典地震学理论框架下,先人发展了数不胜数的地震技术,为社会发展做出了巨大贡献;可是,当前的技术仍有难以逾越的障碍,亟需破局.高铁地震学联合研究组,在河北定兴采集到大量数据;其中可见含有大量的旋转运动分量.由于基于经典连续介... 在经典地震学理论框架下,先人发展了数不胜数的地震技术,为社会发展做出了巨大贡献;可是,当前的技术仍有难以逾越的障碍,亟需破局.高铁地震学联合研究组,在河北定兴采集到大量数据;其中可见含有大量的旋转运动分量.由于基于经典连续介质力学推导弹性波动方程时,从理论出发点上就去除了旋转项,且在其理论框架内,介质被视为一个连续的质量体.而事实上,不论是人造还是天然的介质都存在着复杂的内部结构,广义连续介质力学更适合描述具有更加复杂内部结构的情况.于是,我们尝试启用广义连续介质力学理论,推导偶应力理论框架下的弹性波动方程;将其数学表达形式以及数值模拟结果与传统弹性波动方程进行对比.研究探索推导的具非对称性的波动方程所具有的理论意义和应用价值. 展开更多

关键词 非对称地震学 偶应力理论 弹性波动方程 数值模拟

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弹性波传播中由微结构相互作用导致的尺度效应分析 被引量：1

20

作者 王之洋 李幼铭 白文磊 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期3257-3269,共13页

相比于传统弹性波动方程,非对称弹性波动方程增加的独立自由项,包含有介质特征尺度参数.基于非对称弹性波动方程,可以分析弹性波传播中,由介质内微孔缝隙结构相互作用所导致的地震波传播尺度效应.本文从介质应变能密度函数出发,并结合... 相比于传统弹性波动方程,非对称弹性波动方程增加的独立自由项,包含有介质特征尺度参数.基于非对称弹性波动方程,可以分析弹性波传播中,由介质内微孔缝隙结构相互作用所导致的地震波传播尺度效应.本文从介质应变能密度函数出发,并结合几何方程和平衡方程,给出修正偶应力理论下的非对称弹性波动方程以及对应的非对称SH型横波波动方程的数学表达式,并在三层煤层模型上进行数值模拟,将检波器分别设置在地表和煤层中线,通过改变介质特征尺度参数值,合成地震记录,研究分析弹性波传播中,由介质内微孔缝隙结构相互作用所导致的尺度效应,对地震记录的影响及规律,并得出以下结论和认识:(1)非对称弹性波动方程模拟的弹性波传播表现出明显的尺度效应;(2)地震记录需要考虑介质内部多尺度的微孔缝隙相互作用的影响. 展开更多

关键词 非对称地震学 弹性波 尺度效应 数值模拟

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