核爆炸地震效應(yīng)與地震監(jiān)測

目錄
前言
第1章 地震學(xué)基礎(chǔ) 1
1.1 術(shù)語和概念 1
1.2 地震波運動方程和波動方程 5
1.3 震源表示方法 8
1.3.1 格林函數(shù)和表示定理 8
1.3.2 力偶與地震矩張量 9
1.3.3 斷層位錯源的地震矩張量表示 10
1.3.4 體積源的地震矩張量表示 13
1.3.5 地震矩張量分解 15
1.4 點源輻射的地震波 16
1.4.1 點力源輻射的地震波 16
1.4.2 力偶源輻射的地震波 19
1.5 體波在地球內(nèi)部的傳播 23
1.5.1 地震射線和射線參數(shù) 23
1.5.2 地震波的能量 26
1.5.3 體波的幾何擴散 26
1.5.4 地震波在地球內(nèi)部界面上的反射、透射及波型轉(zhuǎn)換 29
1.5.5 首波、非均勻波和全反射波 32
1.5.6 地震波的衰減 33
1.6 地震面波 35
1.6.1 均勻半空間中的瑞利波 35
1.6.2 勒夫波 36
1.6.3 一般豎向非均勻介質(zhì)中的面波 39
1.6.4 面波的頻散 42
1.6.5 豎向非均勻介質(zhì)中點源激發(fā)的勒夫波和瑞利波 45
參考文獻 48
附錄 48
附錄1.1 水平分層介質(zhì)中平面地震波的傳播矩陣方法與廣義透反射系數(shù) 48
第2章 地下核爆炸震源物理概述 56
2.1 核爆炸基本概念 56
2.2 地下核爆炸震源物理過程 56
2.3 地下核爆炸震源力學(xué)理論基礎(chǔ) 60
2.4 地下爆炸當量立方根比例關(guān)系 62
參考文獻 63
第3章 地下爆炸一維球?qū)ΨQ震源理論 65
3.1 折合位移勢和折合速度勢 65
3.2 地下爆炸折合位移勢觀測結(jié)果 67
3.3 Mueller-Murphy模型 68
3.4 Denny-Johnson模型 77
3.5 其他形式的地下爆炸源函數(shù)模型 80
3.6 地震信號幅值的當量比例關(guān)系 84
3.7 地下爆炸輻射的地震波能量 88
參考文獻 92
附錄 93
附錄3.1 Mueller-Murphy模型的RDP時間域解 93
附錄3.2 Mueller-Murphy模型的源頻譜峰值頻率 95
附錄3.3 Mueller-Murphy模型的遠場速度譜峰值頻率 96
附錄3.4 泛Haskell爆炸源模型的性質(zhì) 97
第4章 地下核爆炸中的非球?qū)ΨQ震源機制 101
4.1 層裂 101
4.1.1 地下核爆炸的層裂現(xiàn)象 101
4.1.2 層裂源表征方法 105
4.1.3 層裂對地下核爆炸地震波的影響 111
4.2 晚期巖石損傷與CLVD源 113
4.2.1 晚期巖石損傷的力學(xué)過程 114
4.2.2 巖石損傷對震源的影響 115
4.2.3 地下爆炸晚期巖石損傷對應(yīng)的CLVD源 119
4.3 構(gòu)造應(yīng)力釋放 122
4.4 爆炸非球?qū)ΨQ性 127
4.5 構(gòu)造應(yīng)力釋放和晚期巖石損傷對地下核爆炸地震波輻射的影響 130
4.5.1 對短周期遠震P波的影響 130
4.5.2 對長周期面波的影響 138
4.5.3 CLVD源對短周期瑞利波的影響 143
參考文獻 147
附錄 151
附錄4.1 層裂位錯的平均零頻幅值 151
第5章 空腔爆炸地震效應(yīng) 153
5.1 空腔解耦基本概念 153
5.2 完全解耦空腔爆炸 154
5.3 部分解耦空腔爆炸 158
5.4 小比例半徑空腔爆炸的增耦效應(yīng) 162
5.5 空腔解耦實驗結(jié)果 166
5.5.1 解耦因子測量方法 166
5.5.2 空腔解耦實驗回顧 167
參考文獻 173
附錄 175
附錄5.1 空腔爆炸折合位移勢的準靜態(tài)彈塑性理論 175
第6章 地震信號與地震事件檢測 180
6.1 地震觀測基礎(chǔ) 180
6.1.1 地震儀及其響應(yīng) 180
6.1.2 地震噪聲 182
6.1.3 臺站與臺陣 184
6.1.4 地震臺網(wǎng) 188
6.1.5 地震信號 189
6.2 增強信號信噪比 191
6.2.1 頻率濾波 191
6.2.2 頻率優(yōu)化濾波 191
6.2.3 臺陣聚束 194
6.2.4 臺陣優(yōu)化濾波 196
6.3 地震信號檢測 203
6.3.1 STA/LTA方法 203
6.3.2 F檢測和廣義F檢測 205
6.4 信號到時 208
6.5 信號基本屬性測量 210
6.5.1 幅值、周期和信噪比 210
6.5.2 方位角、慢度與f-k分析 211
6.5.3 偏振度與偏振分析 214
6.6 地震事件檢測 216
6.6.1 定義地震事件 216
6.6.2 地震事件檢測方法 218
6.6.3 相容性檢驗 220
6.7 波形互相關(guān)檢測 221
參考文獻 225
附錄 227
附錄6.1 代表性和常用地震儀(計)位移傳遞函數(shù)的零點和極點 227
附錄6.2 F檢測特征值分布特性的證明 228
附錄6.3 廣義F檢測中若干等式的證明 232
第7章 地震定位 235
7.1 地震定位概述 235
7.2 線性化定位方法 240
7.2.1 定位原理 240
7.2.2 多參數(shù)聯(lián)合定位 242
7.2.3 定位不確定度和誤差橢圓 243
7.2.4 關(guān)于誤差橢圓的進一步討論 246
7.3 地震定位中的直接搜索方法 248
7.4 走時校正方法及三維地球模型在地震定位中的應(yīng)用 256
7.4.1 精準地震事件 256
7.4.2 克里金方法和地震信號走時經(jīng)驗校正 258
7.4.3 SSSC方法 265
7.4.4 RSTT方法 266
7.4.5 三維地球模型定位 270
7.5 相對定位技術(shù) 272
7.5.1 主事件定位 273
7.5.2 雙差定位 274
7.5.3 JHD方法 276
7.5.4 雙差和JHD混合定位 282
參考文獻 286
附錄 290
附錄7.1 矩陣的Lanczos分解 290
第8章 震級測量與地下爆炸當量估算 294
8.1 地震震級 294
8.1.1 近震震級 294
8.1.2 面波震級 298
8.1.3 體波震級 300
8.1.4 區(qū)域體波震級 306
8.1.5 震級飽和與矩震級 308
8.1.6 *大似然震級 310
8.2 震級-當量關(guān)系 312
8.2.1 體波震級-當量關(guān)系 312
8.2.2 面波震級-當量關(guān)系 321
8.2.3 震級-當量關(guān)系估計當量的不確定度 323
8.3 基于震源模型的當量估計方法 325
8.3.1 臺網(wǎng)平均P波頻譜法 325
8.3.2 區(qū)域震相振幅譜反演 331
8.3.3 其他當量估算方法 334
參考文獻 336
附錄 340
附錄8.1 模擬mb震級-當量關(guān)系斜率 340
附錄8.2 基于高斯濾波的譜振幅測量 342
第9章 地震事件識別 347
9.1 核爆炸地震監(jiān)測中的事件識別問題 347
9.2 震源特性差異與可歸因于源原則 348
9.3 主要識別判據(jù) 350
9.3.1 位置和深度 350
9.3.2 P波初動方向 350
9.3.3 震級差 351
9.3.4 區(qū)域震相幅值比 357
9.3.5 譜比值 361
9.3.6 P波波形復(fù)雜度 362
9.3.7 其他判據(jù) 365
9.4 核爆與化爆的區(qū)別 367
9.5 震級和距離幅值校正方法 372
9.6 多判據(jù)識別方法 377
9.6.1 基于貝葉斯定理的多判據(jù)綜合識別原理 377
9.6.2 LDA的性質(zhì) 379
9.6.3 正則化判別分析方法 380
9.6.4 例外事件檢測 382
9.6.5 一般情況下的多判據(jù)識別分析 383
9.6.6 關(guān)于事件識別中的p值方法的討論 384
9.7 利用震源機制解識別地震事件 387
9.7.1 震源機制反演方法概述 387
9.7.2 震源成分分解和事件類型識別 391
9.8 禁核試核查中的特殊地震事件 395
參考文獻 402
彩圖