地震学期末复习整理

复习提纲1、全球地震活动在空间上有什么特点？如何利用现在对地球结构的了解解释这种特点？ 呈带状分布。

无论是震源几何位置(地理的、深度的)、震源强度的空间分布、震源机制的空间分布均与板块学说中的大断层十分一致。

断层说是板块学说的组成部分，板块学说中的断层理论很好地解释了地震活动。

板块学说的主要论点：①软流层(热、粘)上驮着岩石层(冷、脆)一起移动；②海岭～张裂、发散；③海沟～腑冲、消没④转换断层～剪切、滑移；⑤各板块绕轴旋转。

2、根据古登堡－里克特的震级频度公式bM a N -=log ，估计某地区所能发生的最大地震震级。

（假定a=6.7,b=0.9）3、评定地震烈度的主要标志有哪些？1）自然景观的变化 2）建筑物的破坏 3）人和动物的反应4、影响地震烈度的主要因素地震本身释放的能量、观测点与震源点之间的距离、地质条件、建筑物的类型、调查人本身的因素、当地人对地震的经验等5、地震烈度和震级的区别？地震烈度：按一定的宏观（野外场地调查）标准，表示地震对地面影响和破坏程度的一种量度，称之为地震烈度。

通常用I 表示。

震级：按一定的微观标准（仪器观测），表示地震波能量大小的量度，常用字母M 表示。

震级和烈度都是衡量地震强度的，根据统计结果，震级M 和震中烈度I0之间有下列关系： 0321I M +=6、全球地震带的分布特征，三个主要地震带？全球的地震带分布:(1)环太平洋地震带位于太平洋边缘地区，即海洋构造和大陆构造的过渡地区。

全球80％的浅震，许多中源地震和差不多的深源地震都发生在这一带，包括大部分灾难性地震。

(2)欧亚地震带沿欧亚大陆南部展布，欧亚地震带内也常发生破坏性地震及少数深源地震，它是最宽的地震带。

我国的大部分地区处于此地震带内。

(3)海岭地震带几乎包括全部海岭构造地区，沿洋中脊展布，又称为洋中脊地震带，它是最长的地震带。

7. 哪个地震带是全球地震活动最强烈的地震带，全球 80%的浅源地震、90%的深源地震均集中在该带上，这是一条对人类危害最大的地震带。

我国处于欧亚地震带和太平洋地震带之间，是个多地震的国家。

8．面波震级是依据地震记录的什么量来测定的？什么是面波震级饱和？ 在浅源远震记录图上振幅最大的波是面波，利用面波最大振幅测定震级称为面波震级，用Ms 表示。

里氏震级标度出现饱和，即当地震能量达到一定程度之后，计算出的震级值不随能量的增加而增加，这种地震波能量增加，而相应的震级大小却不再增加的现象称之为震级饱和。

饱和现象表明对于巨震能量估计偏低。

9、地震的基本参数是什么？或地震预报的三要素？①时间 ②地点 ③强度10、地震矩与断层面上的哪些因素有关，写出其间的关系式。

假定断层面的面积为A ，断层面上的平均错距u定义地震矩： A u M ⋅⋅=μ0式中为μ剪切模量。

11、请导出平面SH 波在均匀各向同性弹性半空间自由界面反射时的反射系数。

SH 波入射只产生反射SH 波。

设的波动方程的解为：t i ilx igx igx e e e B e B v ω133)(11--'+= 它满足自由表面边界条件中的第三式，0)(0303233=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂===x xx v μσ 代入得：'=11B B 这表明SH 波在自由表面的反射,其反射系数为1,或者说波反射SH 波振幅等于入射SH 波的振幅，且无相位变化。

12、假设地球具有球对称性，当台站正北方向发生地震时，在北—南，东—西和上—下各分向地震仪上分别能记录到P ，SV ，SH ，LR(瑞利波)，LQ(勒夫波)振动中的哪几项？ 北——南 P,SV,LR 东——西 SH,LQ 上——下 P,SV,LR13如果介质是完全弹性的，请写出广义胡克定律，和各向同性介质中的胡克定律。

广义胡克定律：⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡123123332211666564636261565554535251464544434241363534333231262524232221161514131211123123332211e e e e e e c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c σσσσσσ各向同性介质中的胡克定律：⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧===+∆=+∆=+∆=313123231212333322221111222e e e e e e μσμσμσμλσμλσμλσ14. Love 波和 SH 波区别？主要还是面波与体波的区别。

{来自百度：因为沿着表面传播，所以叫面波。

如果均匀介质，没有勒夫波，在层状介质中，P 、S 波来回反射， 耦合成勒夫波。

勒夫波和SH 波的示意图是一致的，都是界面平面的运动，但是不一样：SH 波是纯粹在界面平面上垂直波传播方向的运动，是单一的波，勒夫波不是这样的，表现上是质点在界面平面上垂直波传播方向的运动，但是这个表现是综合的结果，即P、S波来回反射，耦合成勒夫波。

在界面平面上表现一样，但是机理不同。

SH波是体波，具体是S波的一个分量；勒夫波是面波，有频散性质。

勒夫波只在表面上存在（而且必须非均匀或者层状介质的表面），SH 波任何情况都有。

是P波与S波在界面处发生耦合时产生各种方向的质点震动而所有垂直于界面的分量都抵消了，于是就形成了如同SH波的形态,但性质上和SH波不同！}如果设x1x2为地平面（不考虑地球曲率），x3为深度方向。

为了分析的方便，地震学中将垂直于传播平面的x2方向上的S波分量记为SH波。

（1）Love面波可以在半无限均匀弹性介质上部存在低速覆盖层的结构中产生，沿水平层面传播，传播速度介于上、下两层介质的S波速度之间，速度大小与频率有关（存在频散）。

Love波的传播速度比瑞利波的快。

（2) Love面波是SH-SH相干面波，理论上没有垂向分量和径向分量。

15、什么是面波？面波有什么主要性质？最主要的两类面波Reighlay波和Love波的偏振方式有什么不同？面波：在自由表面或不同弹性介质的分界面上传播的一类特殊波。

最常见的面波是沿地面传播的瑞利波。

其特点是低速（通常小于横波速度）、低频、强振，是一种干扰波，具有频散现象。

在地震图上振动的幅度大，而且振动周期与建筑物的固有周期相近，所以面波对地面影响较大。

又称为地滚波。

瑞利波沿地表传播，其振幅随深度大体呈指数衰减。

瑞利波在地表面的质点运动轨迹为逆进椭圆，垂直方向振幅约为水平方向的1.5倍。

大约在1/5波长深度以下，质点振动轨迹为顺进椭圆。

Love波存在多阶振型，但其能量主要集中在基阶波上，基阶波的振幅在地表最大。

Love波振幅在盖层内随深度按余弦函数变化，在下层按指数随深度衰减。

Love波的质点振动方式与SH波同，是在垂直于传播方向的水平方向上振动。

16. 为什么可以用三分量地震记录来表示三维空间中一点的地面运动量？地震仪记录的是位移也就是地面运动量，这个量是矢量，相当于三维空间里面的一个矢量。

三分量记录是指地震仪分别记录了三个垂直方向上的地面运动量的投影即东西分量、南北分量和垂直分量。

17. 大震发生后，较远的高层建筑物里的人震感较强，低矮建筑物震感较弱或没震感，为什么？高层建筑固有频率低，低矮建筑固有频率高。

高层建筑对面波较敏感.高耸建筑物受低频震荡的影响较大,而低矮建筑受高频震荡的影响较大。

.至于具体的物理机制,跟共振有关系。

在宏观烈度大体相同条件下，处于大震级远离震中的高耸建筑物的震害比中小级震级近震中距的情况严重的多。

18、请画出双层地壳模型，震源在上层地壳中时，从震源到台站的主要纵波近震震相的射线及走时曲线，并标出相应的震相符号，写出走时方程。

19、求证球对称介质中的Snell定律。

20.利用费马原理证明存在波形转换时的snell定律：21、请导出球对称介质中射线参数与走时曲线的关系式(本多夫定律)，并说明其实用意义。

两条射线的长度相差为 CB dT v i d r CB ⋅=∆=000sindT 波沿 CB 传播时间，则：0000sin v d i r v CB dT ∆== 由上式知：p v i r d dT ==∆000sin由走时曲线的斜率可求出地震射线的射线参数，射线参数与走时曲线的这个关系就是本多夫定律.意义：本多夫定律表示相邻射线之间的关系，把实测数据和抽象的射线参数联系起来了。

不同的台站得到不同的斜率，不同的p ，从而把射线区分开。

22、低速层或高速间断面的速度特征、射线形状和走时曲线特征。

若在地球内部r 1至r 2的范围内，速度随深度的增加比这个范围上下的介质中的速度都快，即速度的变化率的值相对地大，此层称为高速层。

当r 1=r 2 ，且-∞→dr dv /，此界面称为高速界面或高速度间断面。

速度不连续的界面，存在反射震相，存在首波。

高速间断面上因为速度不连续，出现直达波、反射波、首波和折射波。

走时曲线出现“打结”，“分叉”，若观测到的走时曲线有这类现象，则应判断出高速层的存在。

若在地球内部r 1至r 2的范围内，速度随深度的增加而减小，而在此范围之外速度随深度增加而增加。

那么，在r 1至r 2的层称为低速层。

当r 1=r 2 ，且-∞→dr dv /，此界面称为低速界面或低速度间断面。

在低速层中，射线不满足不等式。

经低速层的射线不会向上弯曲而是弯向地心，但穿过低速层后，由于地层中的速度又随深度增加而增加，射线又能向上弯曲，最终出射到地面。

射线出现影区或盲区，相应的走时曲线出现间断。

(b)23、试述利用P波初动确定断层面解的原理。

24、断层面解中P轴和T轴分别表示什么？根据地震波观测按双力偶点源模式求解震源的基本参数时，除了给出二节面（或其法线矢量）的空间方位外，还常给出所谓P、B、T轴的空间方位。

B轴即是二节面的交线，又称零轴，因为该轴线上质点位移为零，也有记为N轴的。

P轴和T轴都位于同B轴垂直的平面内，且各与二节面的夹角相等，P轴位于膨胀波象限，而T轴位于压缩波象限。

P轴和T轴可分别看成是同双力偶等效的双偶极力系的压力轴和张力轴。

25.什么是弹性回跳理论？P波初动解的基本机理是什么？什么是震源球？为什么要引入震源球？什么是辐射花样？P波、S波的辐射花样是什么样的？弹性回跳理论：(1)无应力状态(2)岩石受到应力而产生形变，引起相对位移；(3) 在某一时刻，从某一点开始，应力超过了阻力而滑动或破裂形成了断层(4) 断层两边又回到新的无应力状态。

P波初动解的基本机理：（很不确定对不对！）P波在θ＝0时(力的方向)最强；在q＝π/2时为零。

因此，过震源球球心，q＝π/2的平面是个节平面；节平面的一侧是离源运动，节平面的另一侧是向源运动。