地震学整理

地震学的基本名词和概念
地震:(earthquake)是地球内部介质(岩石)突然发生破坏,产生地震波,并在相当范围内引起地面震动的现象。
发震时刻:发生地震的时刻。
地震波:发生于震源并在地球表面和内部传播的弹性波称为地震波。
烈度:按一定的宏观标准,表示地震对地面影响和破坏程序的一种量度。
按烈度值的大小排列成表,称为烈度表。
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将地面上等烈度的点联成线,称为等震线。
震级:按一定的微观标准,表示地震能量大小的一种量度。用字母M表示。
震级和烈度都是衡量地震强度的一种量度。两者之间的关系复杂。
地震序列:地震在有限的空间和时间范围内有成丛发生的倾向。这种成丛发生的地震称地震序列。按时间顺序和震级分布,地震序列分为:主震型和震型。
视波速:观察或测量波动时往往并不沿着波动的传播方向,这时观测到的波速称为视波速,视波速c与真实波速v之间有简单的换算关系C=V/sina; a为波的入射角。
地震预报三要素:地震发生的时间、地点、强度
勘探地震学:是利用岩石的弹性性质研究地下矿床和解决工程地质、环境地质问题的一门学科,是应用地球物理学的分支。勘探地震学是为寻石油和天然气而发展起来的。相速度:单简谐波传播时,其同相面传播的速度。
速度:由于频散,各种频率的波以各自速度传播,相互叠加,形成合振动,其振幅不断变化,用其极大值速度表征其传播速度,该速度为速度,即波整体移动速度。波
传播时能量与振幅平方成正比,绝大部分能量集中于振幅极大处,因此,速度也
是能量和信号的传播速度。
叠加原理:如果介质中存在由各种原因造成的扰动,且每一个扰动都是独立的,则介质中总的扰动可以作为每一个单独扰动之和而求得。
首波:它是在分界面地震波速度较高的一侧中沿着界面传播的不均匀P(S)波在速度较低的一侧内激起的一种地震波。
走时曲线:就是对于某种地震波(或某一震相)的表达走时与震中距关系的曲线,又可称为时距曲线。
直达波:由震源出发,直接传播到接收点的体波称为直达波。
主应变:如某方向上的线段元在应变后只是沿着原来的方向伸长(或缩短)时,则该方向的应变称为主应变。
费马原理:是说地震波沿射线的旅行时间(传播)与沿其它任何路径的旅行时间相比为最小。即波总是沿所使用旅行时间最少的路径传播,又叫费马最小原理和射线原理。
震源:地球内部发生地震的地方称为震源。
什么是地震学?
答:
地震学是关于地震的科学,它是以地震资料为基础,用数学、物理和地质知识研究地震机理及地震波传播的规律,以防御地震灾害、研究地壳和地球内部的构造以及促使研究结果在经济建设和国防建设中得以应用。
地震学包括:
网站生成系统一、地震的科学以及地球内部物理学,后者主要研究地震波的传播,从而得出地球内部结构的结论;
二、弹性波(地震波)的科学,主要研究地震、爆炸等激发的弹性波的产生、在地球内部的传播、记录以及记录的解释;
三、应用:地震勘探、工程地震学、识别核爆。
地震灾害和预测预防主要有哪些内容?
答:
(1)地震宏观调查:极震区的现场调查工作为研究地震的性质和地震成因提供了重要资料。不仅包括地震断裂、塌岩、山川易位、喷沙冒水等地表现象,还包括震前的声、光、气象、动物行为异常等各种前兆现象进行询问和记录。还要记载建筑物的结构、地震对其破坏情况,以便为工程建筑提供资料。
(2)地震区划:按地震活动的强弱和分布情况及地质条件划分地震带或地震区并评价它们的地震危险程度。地震区划指出可能的地震危险区,为国家建设和地震监视网的布局提供依据。
(3)地震预防:研究地震对建筑物的影响,研究建筑物的结构设计、施工质量与抗震性能的关系,以及提出合理的抗震设计。
(4)地震预报:有关地震成因、地震本身活动规律、地震前兆、触发因素的研究工作,都给准确预报地震提供着参考依据.我国正在进行着这种地震预报的实践上作.
地震应用主要有哪几个方面?
答:
(1)地震信息和地球内部结构的研究:地震仪记录下来的地震波包含有关震源和传播介质的信息,反演可求得地壳、地球内部结构。地震学在地壳、上地幔、地球动力学研究中起重要作用。
(2)地震区划烈度:根据地震区划工作的结果,可向国家提供建设烈度,以作为工程建筑设汁的依据。
(3)地震勘探:利用地震学的基本原理探测地下资源
(4)侦察地下核爆炸:用地震学的原理来侦察地下核爆炸,台阵建立的最初目的就在于此。
(5)地震地质:地震地质探讨地震发生的地质条件。从地质学角度来看,地震又给出了地质活动的独立标志,有助于地质学的研究。
地震的分类?
答:
按照成因不同的地震分类:构造地震(90%) ,火山地震(7%),塌陷地震 (3%),碰撞地震,
诱发地震,人工地震
按照震源深度的不同的地震分类:浅源(深度小于60千米)
中源(深度为60~300千米)
深源(深度大于300千米)
地球上75%以上的地震是浅源地震。其中震源深度多为5~20千米。
按照观测台站到震中距离大小不同的地震分类:地方震(震中距小于100千米)
近震(震中距100-1000千米)
远震(震中距1000千米以上)
按照震级大小的地震分类:弱震(M<3)
有感地震(3=<M=<4.5 )
中强震( 4.5<M<6 )
强震( 6=<M)其中:巨/特大震( 8=<M)
震级的优缺点?
答:
作为地震相对大小的一种量度,震级有两大优点:
1简便易行。它是直接由地震图上测地量得到的,无须进行繁琐的地震信号处理和计算。
2通俗实用。它采用数量级为1 的无量纲的数来表示地震的大小。
震级的两个缺点:
1 震级标度完全是经验性的,与地震发生的物理过程并没有直接的联系,物理意义不清楚。最突出的例证就是在震级的定义中连量纲都是不对的。
2测定结果的一致性存在问题。
强地震动?
答:
对工程结构有显著影响乃至造成结构破坏的地震动称为强地震动。震害调查和研究表明强地震动是房屋和工程结构破坏的根本原因之一,也是工程结构地震反应分析的输入。基于强震观测资料,研究强地震动特性和强地震动预测是工程地震学或强震地震学的研究内容,是地震工程的重要内容。
我国地震灾害的特点?
答:
中国的地震不但在世界上最多,而且最大。加之我国地震分布广泛(除浙江和贵州)两省之外,其余各省均有6级以上强震发生,震源很浅(一般只有10~20km),因而构成了我国地震活动频度高、强度大、分布广、震源浅的特征。另一方面,我国作为发展中国家,人口稠密、建筑物抗震能力低。因此,我国的地震灾害可谓全球之最。本世纪以来,全球因地震而死亡的人数为110万人,其中我国就占55万人之多,为全球的一半。因此,粗略地说,我国的国土面积占全球的1/14,人口占1/4,地震占1/3,地震灾害占1/2。
地震波的复杂性
答:
地震激发的机械波大部分在固体地球中传播,因此既有纵波又有横波,这比声波和电磁波更为复杂。
地球是个有界体,内外物质的力学性质差别是很大的。对于地震波的传播而言,地球表面是个尖锐的界面;地球内部的化学成分、力学性质(密度、弹性参数等)是不均匀的,因此也形成许多界面(地震学中称为间断面)或梯度区。纵、横波在这些间断面上发生反射、折射、波型转换、散射以及衍射,使叠加在一起形成的总波场变得十分复杂。
同时,地球介质是非完全弹性的,对机械波具有吸收和频散作用,这不仅使弹性波的振幅发生衰减,也会使波形发生改变。
另外,天然地震的震源过程本身也相当复杂,所以辐射出的弹性波场也是非常复杂的。所有这些,使得我们在研究地震波传播时遇到的问题十分复杂,如果不进行适当的简化处理,根本没有办法进行深入研究。
分析地震波时的主要简化假设?
答:
忽略次要因素,突出主要因素,使问题简化、易于处理,从而得出地震波在地球中传播的基本
规律。我们可以把地球介质简化为均匀分层、各向同性的完全线弹性的连续介质。
(1)小变形和完全弹性假设海尔轰天雷x7
(2)绝热假设
(3)各向同性假设
(4)重力的影响
(5)实际地球各种分界面几何形状的近似
瑞利波是怎样的波?它的特点是?
答:
是P波与SV波干涉的结果,理论上是沿着半无限弹性介质自由表面传播的波,瑞利波在距波源较远处,其破坏力比沿空间各方向扩展的纵波和横波大得多,是地震工程学中的主要研究对象;低速,低频和强振幅的瑞利波俗称地滚波。
摆度瑞利波的特点:
(1)它沿着自由表面传播,它的振幅随着离开自由表面的距离的增加而衰减;
(2)它的传播速度稍小于横波速度,并于角频率无关,即无频散现象;
(3)瑞利波在自由表面的质点运动是逆进的椭圆,其在表面垂直方向的位移大致为水平方向位移的一半,水平运动在0.193个波长的深度处为零,在这个深度以下,质点运动的轨迹为顺进的椭圆。
(4)在实际情况中,瑞利波是沿着地表以震中为心向四周扩散出去的,即呈柱状向四周扩散,而且它在震中附近并不存在,只是当SV波以了临界角入射到地表使反射P波为不均匀波时才出现。泰国屠杀
(5)在震中距比波长大得多时,其振幅按r-1/2规律衰减。
乐夫波(Love)是怎样的波?它的特点是?
答:
勒夫波是在水平成层介质界面上产生的SH型面波,勒夫波能量主要集中于界面上的覆盖层中,在下卧岩层中随深度增加而迅速衰减。该波沿水平方向传播,波速介于上下层的波速之间。传播勒夫波的介质质点在水平面内垂直于传播方向振动,因振幅很大而具破坏性,俗称蛇形波。
(1)它产生于弹性半空间上覆盖有弹性层的情况,并要求层中横波速度小于半空间中横波速度;
(2)它是SH型横面波,振动方向平行于自由表面而且垂直于波的传播方向;
(3)love波存在频散;
(4)Love波存在许多简正振型,基阶love波振幅一般比较大,占优势,在层内无节面,一阶love波在层内有一个节面,n阶有n个节面;
(5)高阶love波存在截止波长,阶数越高,截止波长越短,但层厚越大,截止波长越长。
简述面波频散及其应用?
答:
1、面波速度随着周期而变化,称为面波频散。
2、在记录中面波是很多波列的叠加,随着到时的先后,各相位的周期逐渐改变。周期越大的速度越大为正频散,周期越大的速度越小为倒频散除自由表面的瑞利面波无频散外,所有的地震面波都具有频散特性。面波频散记录图是在层状介质中传播的不同频率的面波的合成振动。表示速度(相速度)与波数(周期)的关系的方程叫频散方程,相应的曲线为频散曲线。
主要应用:
1)频散曲线与根据地壳构造的理论曲线作比较,可以估算地壳的厚度,研究地壳结构;
2)面波对横波较敏感,常用来研究地幔的横波速度分布;
3)震中距数百公里能接收到6-10秒的面波,其能量主要限制在沉积岩层中,可以利用此求
得沉积岩层的厚度和速度;
4)长周期面波用来研究地球深部(地幔)构造。
地震波的波序?
琼斯矩阵答:
由于不同地震波类型的传播速度不同,它们到达时间也就不同,从而形成一组序列,它解释了地震时地面开始摇晃后我们经历的感觉。
一般到序:P波、S波、勒夫面波、瑞利面波、地震尾波
首波?
答:
若介质是分层的,当地震波由低速的一方向高速的一方入射时,还存在一种波,叫做侧面波(或叫首波、折射波、衍射波、行走反射波,等等) 。
虽然首波的传播路径总是比直达波长,但是因为首波在分界面上是以深层介质中的速度来传播的,因此超过一定临界距离之后,首波就会比直达波率先到达台站。
P波和S波都会有相应的首波。
射线理论?
答:
在研究问题的尺度远大于地震波波长的情况下,可将地震波传播当作射线来处理,从而使复杂的波动问题简化成为射线问题。地震射线问题这和几何光学很相似。所谓地震射线,就是地震波传播时,波阵面法线的轨迹,也即是震动由一点传播到另一点所经过的途径。
射线地震学,也叫几何地震学,是波动地震学在波长很短时的近似。它可以由波动地震学推演出来,但更直接的是根据费马原理。这个原理说:当一个震动由介质中一点传播到另一点时,它所经过的途
径是使其传播时间为一稳定值(最大、最小或拐点)。在一般的地震波计算中,地球介质可以做为各向同性的完全弹性体来对待。
地球介质的变化特征?
答:
地震波的传播主要取决于地震波的速度,地震波的速度与地球介质相关。
地球内部介质性质的变化,主要有以下情形:
①上下介质的性质、状态迥然不同,出现明显的分界面,地震波速度出现阶梯状跳跃,如地壳与地幔、地幔与地核之间。地壳是固体,外核是液体,地幔介于固态与液态之间。
②上下介质的状态基本相同,但性质变化显著,呈现明显的分界面,如地幔中的细层之间的分界面,地震波在分界面上的速度也有显著的变化。
③在同一层内,地球介质也不是均匀分布的。一般来讲,由于地球介质是分层均匀、各向同性的地球介质的密度、弹性参数等随深度增加而增加,地震波速度也随深度的增加而增加。但有两种特殊情形:一种是速度随深度增加而减小(称为低速层),另一种是随着深度增加速度异常增加(称为高速层)。

本文发布于:2024-09-21 10:35:44,感谢您对本站的认可!

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