第5章地震波处理2010
第五章 井间地震
三、井间地震观测系统
三、井间地震观测系统
b、同步反射线性观测系统 该系统是使激发点和接收点分别在震源井 与接收井中反向等距移动，移动总点数和总 距离相等。
三、井间地震观测系统
B 正交观测系统 正交观测系统是采用井间地震组进行观测， 即，一口井为激发井，另两口井为接收井， 井的分布构成正交系统。图中，A为震源井， B、C为接收井，它们组成一直角形式，其 优点是可在两个方向上提供速度的分布和 介质的各向异性。
二、井下接收系统
二、井下接收系统
由当前国际发展趋向来看，采用数字遥测 式的多级井下接收系统其性能显著伏于现 有的单级VSP检波器，特别在通带、记录 道数b抗干扰能力、传输特性、深度误差、
生产效率方面均有突出的优点。
三、井间地震观测系统
1）井间地震测量的设计 做井间地震测量设计应考虑下列标准，并取得相 应参数。 标准 参数 A 射线密度 组合长度 多数面元应穿过10条射线 检波器间距 震源间距 B 射线孔径 排列长度 与水平方向呈±45度角 C 时间分辨率 采样间隔小于2ms 记录的频率成分
B）井间地震波场旅行时方程：
一、井间地震资料数字处理概述
S:震源点 R:接收点 Hs:震源点深度 HR:接收点深度 D:井间距 e:反射角、透射角或折射角 t:从震源点S到接收点R的旅行时 Vi:第i层的速度 Vp:纵波速度 VSV:横波速度
（1）井间直达波旅行时方程：
在共偏移距道集，HS一HR二C（常数） ，直 达波时差等于零，直达波时深曲线为一水平直线。
断层、沉积单元中的障碍壁、沉积单元之间的界线、水 平层理和交错层理、沉积单元的渗透带以及裂缝发育程 度等资料。
识别岩性； EOR监测。
深入细致地研究地下复杂地质构造及沉积细节,了解 储层特征,制定合理的开发方案,促进油田增储上产的有 效方法。
地震波处理流程
地震波处理流程地震波处理可是个超有趣又有点复杂的事儿呢。
一、数据收集。
地震波的数据收集就像是一场大规模的寻宝游戏。
咱们得通过各种地震仪在不同的地点安营扎寨，然后静静地等待大地“说话”。
这些地震仪可灵敏啦，能把大地哪怕是最轻微的震动都记录下来。
有时候啊，它们在深山老林里，有时候又在城市的某个角落。
收集到的数据就像是一堆乱乱的拼图碎片，有来自浅处的小震动，也有深处传来的强烈波动的信息，反正各种各样的都有。
二、数据预处理。
拿到这些像宝藏又像乱麻的数据后，就得开始预处理啦。
这一步就像是给刚从泥地里挖出来的宝贝清洗一样。
有很多噪声混在里面呢，就像是调皮的小怪兽在捣乱。
比如说汽车开过的震动、风吹动仪器的晃动，这些都不是我们想要的真正的地震波信号。
我们得想办法把这些噪声去掉，让真正的地震波信号清晰起来。
还有些数据可能因为仪器故障或者传输问题有点小瑕疵，这时候就得像医生给病人治病一样，把这些小毛病给修复好。
三、滤波处理。
滤波这个环节就像是给地震波数据来一场大筛选。
把那些不需要的频率成分给筛掉，只留下对我们研究有用的部分。
就像是从一堆彩色的珠子里挑出我们想要的颜色一样。
高频率的波可能是一些局部的小干扰，低频率的波可能是地球大尺度结构产生的比较缓慢的波动。
我们得根据研究的目标，比如是研究地下小断层还是大的板块结构，来确定保留哪些频率的波。
这就需要我们对地震波的特性有很清楚的了解，不然就像盲人摸象，乱搞一通啦。
四、反褶积处理。
反褶积就像是给地震波数据做个神奇的魔法。
地震波在地下传播的时候啊，会受到很多地层的影响，就像声音在不同的房间里传播会有回声一样。
地层会让地震波变得模糊不清，反褶积就是要把这种模糊给消除掉，让地震波恢复它原来的样子。
这可不容易呢，就像把揉皱的纸再重新铺平一样难。
我们得根据地层的大概情况，用一些数学模型来进行反褶积操作，有时候可能试了好多次才能找到比较合适的方法。
五、速度分析。
速度分析就像是给地震波找它在地下旅行的速度。
第五章地震资料处理资料
一维地震记录的形成通常采用褶积模 型，二维地震剖面和三维数据体的形成 通常使用射线理论或波动理论，统称为 数值模拟或地震正演模拟技术。
（二）地震剖面的数学模型—射线理论
不同速度对均匀介质水平面反射的动校正： 如果所用速度高于介质速度，双曲线不能完全拉平，称为欠校正。 所用速度低于介质速度，双曲线上翘，称为过校正。 传统速度分析的基础:对 CMP 道集通过一系列常速度进行动校试验，
使该道集的反射曲线拉得最平的速度就是叠前最佳动校正速度。
动校正产生的问题：动校拉伸—动校正结果出现频率畸变，同相轴移向低频。 主周期为 T 的波形经 NMO 动校之后拉伸为 T ' ，拉伸量为：
剩余静校正：在作了基准面校正之后，由于低速 带速度和厚度的横向变化，校正后相对基准面有或正 或负的误差，这个误差称为剩余静校正。
剩余静校正量的影响：
严重降低速度谱分析的质量；
导致错误的叠加剖面，形成暗点和假构造。
6.水平叠加——水平叠加是利用野外多次覆盖资 料把共中心点道集记录经动、静校正之后再叠加起 来，以压制多次波和随机干扰、提高信噪比为主要 目标的处理方法。水平叠加剖面上的各道都已经转 换为自激自收记录。
f f tNMO t(0) 其中 f 是主频， f 是所引起的频率变化， tNMO 为动校正量。
影响：大炮检距上波形拉伸将严重损害浅层同相轴叠加效果。 解决办法：切除。
未切除时，CMP的浅层部分可见一个低频的拉伸带
5.静校正——研究地形、地表结构对地震波传播时 间的影响，设法把由于激发和接收时地表条件变化 所引起的时差求取出来，再对其进行校正，使畸变 了的时距曲线恢复成双曲线，以便对地下构造作出 准确解释，这一过程称为静校正。
工程结构荷载与可靠度设计原理 第5章 地震作用
2. 地震能
一个7级地震，约相当于30枚2万吨TNT的原子弹爆炸所释放的能量。
地震规模增加1.0，则其释放能量增大31.6倍。 E2 / E1 = [1011.8+1.5(M+1)] / (1011.8+1.5M) = 101.5 = 31.6
地震规模与广岛原子弹爆炸威力之比较
地震规模 M
E=1011.8+1.5M
② Sa与阻尼比有关
③ Sa与地面运动（ ）有关
不同场地条件的地震反应谱图
不同震中条件的地震反应谱图
● 设计反应谱
用于设计应： ① ② ③
地震系数 考虑安全度等因素我国取
结构设计基准期内超越概率为10%的烈度水平
I：基本烈度（设防烈度）
“小震不坏，中震可修，大震不倒”
超越概率为63%
小震烈度 = 基本烈度 - 1.5 超越概率为2~3% 大震烈度 = 基本烈度 + 1
6 惊慌失措，仓皇 损坏—个别砖 0~0.1 河岸和松软土出现裂缝， 63
6
逃出
瓦掉落、墙体 微细裂缝
饱和沙层出现喷沙冒水。 (45~89) (5~9) 地面上有的砖烟囱轻度
裂缝、掉头
7 大多数人仓皇逃 轻度破坏—局 0.11~ 河岸出现塌方，饱和沙 125
13
出
部破坏、开裂， 0.30 层常见喷沙冒水。松软 (90~177) (10~18)
vsm：场地土平均剪切波速 dov：场地土覆盖层厚度
竖向运动 水平地震力计算
剪切波速小于500m/s 的场地土覆盖层厚度
第二节 单质点体系地震作用
• 单质点体系
当结构的质量相对集中在某一个确定位置 时，可将结构处理成单质点体系。
第5章地震作用
速度
mm / s
1
2 3 4
门、窗轻微作响 门、窗作响
悬挂物微动 悬挂物明显摆动，器皿作响
个别：1Байду номын сангаас%以下 少数：10%——50% 多数：50%——70% 大多数：70%——90% 普遍：90%以上
31 （22-44） 3 （2-4）
5
门窗、屋顶、屋架颤动 作响，灰土掉落。抹灰 出现微细裂缝
不稳定器物翻倒
（面波） （纵波） （横波）
地震波记录图
震级
震级是一次地震强弱的等级。 现国际上的通用震级表示为 里氏震级。（Richter）
用标准的地震仪在距震中100km处记录最大水平位移 A（以µ m=10-6 m计）。 震级M=logA
按着这个定义，对一个100千米外的地震，如果标准地震
仪记录到1厘米的峰值波振幅（即1‰毫米的104倍），则震 级为4级。 震级与能量的关系 logE=11.8+1.5M
对应公式为：
烈度表
2 M 1 I 3
0
分为1-12度（不同的国家的分度方法不同） 中国地震烈度表
烈 度
人的感觉
无感
室内个别静止中的人 感觉 室内少数静止中的人 感觉 室内多数人感觉。室 外少数人感觉。少数 人梦中惊醒 室内普遍感觉。室外 多数人感觉。多数人 梦中惊醒
一般房屋
其它现象
加速度
m m/ s 2
在工程抗震设计中仅考虑构造地震的设防问题
水库诱发地震－文成，泰顺地震
2006年2月－8月期间，最大震级4.6级。未造成大的破坏， 无人员伤亡。 该地震属于水库诱发地震。 珊溪水库：
珊溪水库
珊溪水库大坝为混凝土面板堆石坝，坝高132.5 m，坝顶长 448 m 。珊溪水库坝址控制流域面积1529km2 ，总库容 18．24亿m3，装机容量20万kW（ 4 ×5万kW）、多年平均年 发电量3．55亿kW· h。为温州电网提供调峰电力22万kW
北大地震概论——第5章 地震波传播理论
实际地震图（University of California）
sin(inc ) sin(ref )
FFeerrmmaatt原原理理 SSnnelell定l定律律（2）
A
inc
h
V1
L
V2
x o L x
r
t
B
射线AOB的走时为：
t(x) 1 h2 x2 1 r2 (L x)2
V1
V2
Fermat原理
反射点 x 应使t大到最小值。即：
dt(x) 1 x
i(r) d
dr
r
R
o
R
(R, p)
pv(r) dr
r ra r 2 [ pv(r)]2
R
rdr
t(R, p) ra v(r) r 2 [ pv(r)]2
介质存在高速层时地震射线的时距曲线
时(间)(震中)距曲线
走时方程
介质存在低速层时地震射线的时距曲线
实例 1: 北美地盾模型
介质存在高速层时地震射线的时距曲线
v(r)
中是一不变量。
球对称介质中地震射线走时方程
i(r) ds
dr
r
o
ds dr tan[i(r)]
dt
dr
v(r) cos[i(r)]
p r sin[i(r)] v(r)
sin[i(r)] pv(r) r
cos[i(r)] 1 r2 pv(r)2
r
tan[i(r)] pv(r) r2 [ pv(r)]2
径.
地震学中的Fermat定理不是永远成立， 是高频情况下地震波波动方程的渐近解。
Fermat定理是地震波的高频近似解。
高频近似：地震波的特征波长远小于所研究问题的 特征尺度。
第5章地震波处理2010
2018斯（Dix）公式 • 水平层状介质情况下，叠加速度就是均 方根速度，因此迪克斯（Dix）公式就是由 均方根速度求层速度的公式。 • •
2018/12/8 33
2 t v t v , n , n 1 0 , n 0 , n 1 v n t t 0 , n 0 , n 1 2
2018/12/8 11
• 1．面波频谱的峰值低于有效波，声波频谱 峰值偏高，与有效波的频谱范围有较宽的 重叠; • 2．微震干扰波的频带较宽; • 3．有些规则干扰波与有效波频谱差异不大， 如浅层记录中的外界相干干扰波和多次波 • 4.横波与纵波相比频谱峰值低，频带窄; • 5 高速薄层反射波频谱相对厚层要偏高;
第五节 校正和叠加处理
一、野外静校正 包括井深校正、地形校正、低速带校正。 见图
2018/12/8
35
No Image
静校正示意图
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进行野外静校正处理时，首先对共深度 点道进行选排，找出每一道的炮点和检 波点的位置，求出相应炮点和检波点的 t静校正值，可以从井口记录道上直接 读出，称为井口值。因波从O向下传播少 用了时间T，校正时要把此值加到波的旅 行时间中.
2018/12/8
44
No Image
1 1 j hj ( ) v0 v
6
•
在野外数据采集过程中，为了使来自不 同深度信号的能量能够以一定的水平记录在 磁带上，数字地震仪采用了增益控制，对浅 层信号放大倍数低，深层信号放大倍数高。 对经过增益控制的地震记录恢复到地面检波 器接收到的振幅值的处理称为增益恢复。
2018/12/8
7
数字仪对信号进行增益控制时的增益指 数己记录在记录格式的阶码上，因此增 益恢复的公式为 A= A0 /2n 其中A0为记录到的采样值，A为地面检 波器接收到的增益控制前的振幅值，n 为阶码 (即增益指数)。
地震资料处理课程设计
地震资料处理课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解地震波的传播原理，掌握地震资料处理的基本概念和流程。
2. 学生能够识别并描述不同类型的地震波，了解它们在地震资料处理中的作用。
3. 学生能够掌握地震资料处理中的数据校正、滤波、震相识别等基本技能。
技能目标：1. 学生能够运用地震资料处理软件进行数据预处理，包括数据导入、格式转换等。
2. 学生能够独立完成地震资料的质量控制和数据分析，对异常数据做出合理判断和处理。
3. 学生能够运用地震资料处理技术，绘制地震剖面图，并解释地震事件。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习地震资料处理，培养对地球科学研究的兴趣，增强探索自然现象的欲望。
2. 学生能够认识到地震资料处理在防震减灾和资源勘探等领域的重要性，增强社会责任感。
3. 学生在合作学习过程中，培养团队协作意识，提高沟通与表达能力。
课程性质：本课程为地球科学领域的高年级专业课程，旨在帮助学生掌握地震资料处理的基本原理和方法，提高实践操作能力。
学生特点：学生具备一定的地球科学基础知识，具有较强的学习兴趣和动手能力，但地震资料处理方面的实践经验不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，以案例教学为主，引导学生主动参与课堂讨论，提高分析问题和解决问题的能力。
通过课程学习，使学生能够达到上述具体的学习成果。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 地震资料处理基本原理：介绍地震波传播理论，地震资料采集方法，以及地震资料处理的基本流程。
- 教材章节：第二章 地震波传播原理，第三章 地震资料采集与处理流程2. 地震资料预处理：讲解数据校正、滤波、去噪等预处理方法，以及相关软件操作技巧。
- 教材章节：第四章 地震资料预处理技术3. 震相识别与分析：介绍震相识别的基本方法，震相分析在地震资料处理中的应用。
- 教材章节：第五章 震相识别与分析4. 地震剖面图绘制与解释：教授如何利用地震资料处理软件绘制地震剖面图，以及地震事件的解释方法。
地震原理第5章 多覆盖次
式中X为炮检距，h为水平界面深度，V为界面以上介质中波速。
在水平反射面，均匀复盖介质情况下，共反射点时距曲线方程为
t 1 V X 2 4h 2
或写成：
t
X2 X2 2 t 0 t 0 (1 ) 2 V2 2t 0 V 2
式中 : t0为共中心点也就是共中心点时距曲线方程。
• 对多次波讲，用一次波的正常时差校正后，有：
X2 1 1 t D t t 0 ( 2 2) 2t 0 VD V
• 即多次波各迭加道的时间经正常时差校正后并不等于 t 0 ，动校正后多次 波各迭加道时间与t0有个差值（图5-4）称之为剩余时差，以
t 表示：
X2 1 1 t ( 2 2) 2t 0 VD V
5
多次复盖方法
多次复盖方法 或叫共反射点法（Common-Reflection-Point Techniques） 或称共深度点法（Common-Depth-Point Techniques）
5.1
• 5.1.1
O3 o2 o1
多次复盖的一些基本概念
共中心点叠加和共反射点叠加
M A1 A2 A3 O3 O2 O1 M A1 A2 A3
★在地面布臵一系列具有共同中心点的震源与接收点，震源和接收点各在共中心点 一侧，各接收点上的记录道便称共中心点迭加道。将各迭加道讯号经动校正后迭加 在一起，作为共中心点处自激自收的地震讯号。 ★当地下界面视倾角为零时，这些讯号是来自界面上同一反射点，这个反射点叫共 反射点。此时的迭加便是共反射点迭加。 ★当界面视倾角非零时，这些迭加道的讯号就不是来自同一反射点，此时便是共中 心点迭加 。
（5-3）
2
由上式可见，多次波剩余时差是X，VD和V的函数。与 X 成正比，各迭加道 的剩余时差不同，即有不同相位差，动校正后各迭加道上多次波不同相。
地震第5章-静校正
§5.2 基准面静校正
基准面静校正也称为野外静校正，顾名思义，就是将在地表采集的地 震记录校正到基准面上，消除地表高程和风化层对地震记录旅行时的影响。
图5-6(a)给出了只有一个风化层的简单近地表模型，地面A、B点对应 风化层底界的 、 点，对应基准面上的 、 点。下面对A、B上的地 震记录进行时间A w 校B正w ，使之转化为在 、 A ，R 点B记R 录所观测到的记录时间， 且在基准面之下无风化层或低速带的存A R 在B。R
(5-7)
sin c
vw vb
(5-8)
将(5-8)式代入(5-7)式，整理后
t 2zw vb2 vw2 x
vbvw
vb
我们知道，折射波时距方程是下面的线性方程
t
tob
x vb
对比(5-9)式和(5-10)式，得到
(5-9) (5-10)
tob
2zw
vb2 vw2 vbvw
(5-11)
因此，由风化层速度 v w ，基岩速度 v b 和折射波的截距 t o b ，可以
（5-23)
—由于D 1 点和 D 2 点不重合而引入的补偿项。
t 的定义与（5-15)式类似
建筑结构抗震总复习第五章-地震作用和结构抗震设计要点
6度时建造于IV类场地上较高的高层建筑（高于40米的钢筋混 凝土框架，高于60米的其他钢筋混凝土民用房屋和类似的工业 厂房，以及高层钢结构房屋），7度和7度以上的建筑结构（生 土房屋和木结构房屋等除外），应进行多遇地震作用下的截面 抗震验算。
FEk——结构总水平地震作用标准值； a1 ——相应于结构基本自振周期的水平地震影响
系数值，多层砌体房屋、底部框架和多层
内框架砖房，宜取水平地震影响系数最大
Hale Waihona Puke 值；第五章 地震作用和结构抗震设计要点
Geq——结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代 表值，多质点可取总重力荷载代表值的85%；
Fi ——质点 i 的水平地震作用标准值 Gi ,Gj ——分别为集中于质点i 、j 的重力荷载代表值； Hi ,Hj ——分别为质点 i 、j 的计算高度；
改变了地基运动的频谱组成，使接近结构自振频率的分量获 得加强； 改变了地基振动加速度峰值，使其小于邻近自由场地的加速 度幅值； 由于地基的柔性，使结构的基本周期延长； 由于地基的柔性，有相当一部分振动能量将通过地基土的滞 回作用和波的辐射作用逸散至地基，使得结构振动衰减，地 基愈柔，衰减愈大；
第五章 地震作用和结构抗震设计要点
第五章 地震作用和结构抗震设计要点
1. 建筑的分类与抗震设防 1.1 建筑抗震设防类别：
（1） 特殊设防类：指使用上有特殊设施，涉及国家公共 安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特 别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑。简称甲类。 （2）重点设防类：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢 复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡 等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑。简称乙类。 （3）标准设防类：指大量的除1、2、4款以外按标准要求 进行设防的建筑。简称丙类。 （4）适度设防类：指使用上人员稀少且震损不致产生次生 灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑。简称丁类。
第一部分基本知识和理论第五章地震观测数据的应用(测震数据)
因此，对于剪切错动源，地震矩张量的6个独立分量中只
有4个是真正独立的。这等价于用 数加上M0来表示剪切错动源。
ФS、δ、λ这三个断层参
在上式中的标量M0称作标量地震矩，简称地震矩。地震矩与断层面 面积A和断层面上的平均位错D成正比：
M0 DA
式中为震源区介质的剪切模量。
事例之一（美国地调局快速矩张量解）
事例之二（中国地震局矩张量解）
本节需要了解的震源理论
(1) 震源模型与地震矩张量表示方法 (2) 地震断层与震源机制解 (3) 震源谱与相关的震源参数
（一）震源模型
天然地震是由于地球介质承受应力的能力骤然降低而自 然地发生于地球介质内的一种快速破裂现象。
一般情况下
135° 右旋走滑
180° -180°
-135°
逆断层 90°
-90°
45°
左旋走滑 0°
-45°
正断层
对于δ剪和切滑错动动角源λ，有地如震下矩关张系量：与描述断层错动的走向ФS、倾角
M11Mo(sindcolssin2s sin2dsinlsin2s)
M22Mo(sindcolssin2s sin2dsinlsin2s)
双力偶点源与剪切错动源的等价性
在均匀弹性介质中，若在一个小的平面断层上发生一 个突然的纯剪切错动（没有垂直于断层面的突然位 移），则会产生地震波辐射，这样的剪切错动源产生 的远场（震源距>>震源尺度）地震波与在震源处突然 有一个双力偶的作用产生的地震波相同，即剪切错动 源与双力偶点源在产生远场地震波的意义上是等价的。 因此，当可将震源近似看成点源时，双力偶点源模型 就成为描述剪切错动源的常用模型。利用双力偶点源 模型可以求出描述断层错位的参数ФS、σ、λ，此即 地震的断层面解（震源机制解）。
GHM2010地震波选择方法,工具,及其在基于性能的抗震设计中的应用
第四届粤港澳地震科技研讨会，2010年1月7-8日，香港4th Guangdong-Hong Kong-Macau Seminars on Earthquake Science and TechnologyJanuary 7-8 2010, Hong Kong地震波选择方法，工具，及其在基于性能的抗震设计中的应用王 刚香港科技大学土木及环境工程学系摘 要在基于性能的土木工程抗震设计中，地震波是影响系统反应不确定性的最重要的因素之一。
因此，研究一种系统的方法和工具，以便从现有的地震数据库中选择适当的地震波以代表设计地震的重要特征，便显得至关重要。
由美国太平洋地震研究中心和加州地质勘探局联合赞助，DGML项目开发了一个地震波选择系统，以便提供地震加速度用于各种工程的抗震设计。
DGML带有PEER-NGA强震数据库及用户交互图形界面，它能够根据各种设定的准则，搜索相应的地震记录，包括 (1) 设定的地震特性，如，震级，断裂机制，距离，和场地情况等； (2) 地震波的反应谱与设计地震反应谱的对比； 以及 (3) 其他的特性，如是否包含近场地震速度脉冲等。
DGML应用于实际的工程抗震设计，显示出优良的性能。
Design Ground Motion Library and Its Application in Performance-based Earthquake Design of Civil InfrastructureGang WangDepartment of Civil and Environmental EngineeringHong Kong University of Science and TechnologyABSTRACTIn performance-based seismic design of civil infrastructure, earthquake ground motion is one of the primary sources of uncertainty in assessing the seismic performance of the civil system. It is critical to develop systematic methods and useful tools to select and modify from current ground motion databases to provide a small group of earthquake motions that can realistically represent important aspects of the design motion that control the nonlinear response of civil engineering facilities. Sponsored by Pacific Earthquake Engineering Research Center and California Geological Survey, the Design Ground Motion Library (DGML) project creates an electronic library of recorded ground motion acceleration time histories suitable for use by engineering practitioners for time history dynamic analyses of various facility types.DGML is a ground motion selection and modification system equipped with PEER-NGA strong motion database and interactive graphic user interface. The DGML has the broad capability of searching for time history record sets in the according to various selection criterion, including (1) the characteristics of the recordings in terms of earthquake magnitude and type of faulting, distance, and site characteristics, (2) the response spectral shape of the records in comparison to design or target response spectra, and (3) other record characteristics including duration and the presence of velocity pulses in near-fault time histories. DGML has demonstrated excellent capacity in engineering design practice.1. 引言近年来, 基于性能的地震设计在地震防灾减灾, 保护生命财产安全方面起到越来越大的作用。
地震概论第5章(1)
5.2 地震射线(Seismic Ray)
• 能量束，能量分布呈高斯分布（Gaussian Beam)
•
能量束的宽度（d）反比于频率（f）： d
1 f
当 f 时，d 0 能量束成为“线”（射线）
d
非均匀介质中的地震射线
射线（Ray)
5.3 Fermat原理在地震学中的应用
Snell定律
hn
sin(in ) cos(in )
hn
tn
Vn
hn cos(in )
Vn
hn 1 ( pVn )2
pVn 1 ( pVn )2
N
X ( p) 2
pVnhn
n1 1 ( pVn )2
N
T(p) 2
hn
n1 Vn 1 ( pVn )2
垂向连续变化介质中地震波的走时方程
zp t( p) 2
dz
0 V (z) 1[ pV (z)]2
zp pV (z)dz
X ( p) 2 0 1[ pV (z)]2
走时方程为：
T(X
)
2 a
ln
1 pV0
aX 2V0
2
射线轨迹方程：
x
V0 actg(0 )
2
c
)
V1 V2
A
首波, 侧面波
（Head wave）
B
c
c
V1
V2
O
P
V2
A
首波, 侧面波
（Head wave）
B
c
c
V1
地震数据处理第五章：静校正
（1）基于折射原理的方法：
①斜率、截距时间法，包括单倾斜和多倾斜折射面； ②合成延迟时法，包括ABC方法、FARR显示方法、 相对延迟时法、绝对折射静校正、 合成延迟时法（DRS）； ③时间深度项法或称为互换法，包括GRM、EGRM、
ABCD法、相对折射静校正（RRS）、相遇时间 法等； ④回折波和折射波连续速度模型反演静校正方法； ⑤迭代反演低降速带厚度法静校正（假设v0 已知）； ⑥折射分析射线反演静校正方法；
直接利用野外实测的表层资料，进行的静校正叫野外 静校正，也叫基准面校正。
包括井深校正，地形校正和低速带校正。
2.井深校正
井深校正是将激发点 O 的位置由井底校正到地面 Oj。
j
1 [
V0
(h0
1 hj) V
h)
注：取“负号”是“减负”等于“加正”，因为静校正
是减去静校正量。
说明：息源来自于正常生产的初至信息
正常生产炮的初至信息一般是直达波和 近地表折射波，进入复杂山地以后，初至波 信息变得十分复杂，除上述两种类型波以外， 可能还有透射波、反射波、反射折射波、折 射反射波，以及多次折射波和多次折射反射 波等。
利用初至信息估算静校正量的方法为数 众多，在生产中应用十分广泛，是一类重要 的静校正量估算方法。
的散射和噪声； 4）射线自下而上穿过LVL界面时，不管层下传播
方向如何，都会产生强烈弯曲； 5）自由表面会产生虚反射，与直接下传信号相叠； 6）强阻抗界面，会产生多次波和波形转换。
静校正量 是炮点和检波点空间位置的函数，是沿空间变化
的曲线（面），可分解为低频分量和高频分量。
（8）低频分量即长波长(波长大于排列长度)静校正 量，对叠加效果影响不十分明显，但影响低幅构造 的勘探。
地震灾害应急救援手册
地震灾害应急救援手册第1章地震基础知识 (5)1.1 地震的定义与成因 (5)1.2 地震带的分布 (5)1.3 地震波的传播 (5)第2章地震预警与监测 (5)2.1 地震预警系统 (5)2.2 地震监测技术 (5)2.3 地震信息的发布与获取 (5)第3章地震应急预案 (5)3.1 家庭应急预案 (5)3.2 社区应急预案 (5)3.3 城市应急预案 (5)第4章地震应急救援组织 (5)4.1 应急救援队伍的组建 (5)4.2 应急救援队伍的培训 (5)4.3 应急救援协调与指挥 (5)第5章地震救援技术与装备 (5)5.1 救援技术概述 (5)5.2 救援装备的种类与使用 (5)5.3 现场救援操作技巧 (5)第6章灾害现场搜索与营救 (5)6.1 搜索犬的应用 (5)6.2 生命探测仪的使用 (5)6.3 营救行动的实施 (5)第7章医疗救护与心理援助 (5)7.1 现场急救技能 (5)7.2 灾后防疫措施 (6)7.3 心理援助与干预 (6)第8章灾害现场秩序维护与安全 (6)8.1 现场安全评估 (6)8.2 灾区治安维护 (6)8.3 防止次生灾害的发生 (6)第9章灾后临时安置与救助 (6)9.1 临时住所的搭建 (6)9.2 灾后生活物资发放 (6)9.3 灾后救助与慰问 (6)第10章灾后重建与恢复 (6)10.1 重建规划与实施 (6)10.2 灾后经济恢复 (6)10.3 灾后心理重建 (6)第11章地震应急救援法律法规 (6)11.1 我国地震应急救援法律法规体系 (6)11.2 法律法规在地震应急救援中的应用 (6)11.3 法律责任与权益保障 (6)第12章国际地震应急救援合作 (6)12.1 国际地震应急救援组织与机构 (6)12.2 国际地震应急救援经验与启示 (6)12.3 我国在国际地震应急救援中的参与与合作 (6)第1章地震基础知识 (6)1.1 地震的定义与成因 (6)1.2 地震带的分布 (6)1.3 地震波的传播 (7)第2章地震预警与监测 (7)2.1 地震预警系统 (7)2.2 地震监测技术 (7)2.3 地震信息的发布与获取 (8)第3章地震应急预案 (8)3.1 家庭应急预案 (8)3.1.1 家庭成员职责划分 (8)3.1.2 应急物资准备 (9)3.1.3 应急避难所 (9)3.1.4 地震发生时的行动指南 (9)3.2 社区应急预案 (9)3.2.1 组织机构 (9)3.2.2 应急预案制定 (9)3.2.3 应急演练 (10)3.2.4 宣传教育 (10)3.3 城市应急预案 (10)3.3.1 组织机构 (10)3.3.2 应急预案制定 (10)3.3.3 应急响应流程 (10)3.3.4 宣传教育 (10)第4章地震应急救援组织 (10)4.1 应急救援队伍的组建 (10)4.1.1 组建原则 (11)4.1.2 组建方式 (11)4.1.3 组建内容 (11)4.2 应急救援队伍的培训 (11)4.2.1 培训内容 (11)4.2.2 培训方式 (11)4.3 应急救援协调与指挥 (11)4.3.1 协调机制 (11)4.3.2 指挥调度 (12)第5章地震救援技术与装备 (12)5.1 救援技术概述 (12)5.2 救援装备的种类与使用 (12)5.2.1 生命探测装备 (12)5.2.2 破拆装备 (12)5.2.3 支撑装备 (12)5.2.4 起重装备 (12)5.2.5 急救装备 (13)5.3 现场救援操作技巧 (13)5.3.1 搜救技巧 (13)5.3.2 破拆技巧 (13)5.3.3 支撑技巧 (13)5.3.4 起重技巧 (13)5.3.5 急救技巧 (13)第6章灾害现场搜索与营救 (13)6.1 搜索犬的应用 (13)6.1.1 嗅觉优势 (13)6.1.2 训练与选拔 (14)6.1.3 应用领域 (14)6.2 生命探测仪的使用 (14)6.2.1 技术原理 (14)6.2.2 优势与局限 (14)6.2.3 应用场景 (14)6.3 营救行动的实施 (14)6.3.1 确定被困者位置 (14)6.3.2 制定营救方案 (14)6.3.3 救援行动 (14)6.3.4 医疗救护 (15)第7章医疗救护与心理援助 (15)7.1 现场急救技能 (15)7.1.1 心肺复苏（CPR） (15)7.1.2 外伤处理 (15)7.1.3 气道异物处理 (15)7.1.4 骨折固定 (15)7.2 灾后防疫措施 (15)7.2.1 环境消毒 (15)7.2.2 预防接种 (15)7.2.3 健康宣教 (16)7.2.4 食品安全监管 (16)7.3 心理援助与干预 (16)7.3.1 心理疏导 (16)7.3.2 心理健康教育 (16)7.3.3 心理危机干预 (16)7.3.4 心理康复 (16)第8章灾害现场秩序维护与安全 (16)8.1 现场安全评估 (16)8.2 灾区治安维护 (17)8.3 防止次生灾害的发生 (17)第9章灾后临时安置与救助 (17)9.1 临时住所的搭建 (17)9.1.1 选择合适的地点 (17)9.1.2 选择合适的临时住所类型 (18)9.1.3 搭建临时住所 (18)9.2 灾后生活物资发放 (18)9.2.1 生活物资的种类 (18)9.2.2 生活物资的发放 (18)9.3 灾后救助与慰问 (18)9.3.1 心理援助 (18)9.3.2 慰问活动 (18)9.3.3 社会援助 (18)第10章灾后重建与恢复 (19)10.1 重建规划与实施 (19)10.1.1 重建规划原则 (19)10.1.2 重建规划内容 (19)10.1.3 重建实施 (19)10.2 灾后经济恢复 (19)10.2.1 恢复农业生产 (20)10.2.2 恢复企业发展 (20)10.2.3 恢复旅游市场 (20)10.3 灾后心理重建 (20)10.3.1 心理援助 (20)10.3.2 社会支持 (20)第11章地震应急救援法律法规 (20)11.1 我国地震应急救援法律法规体系 (20)11.2 法律法规在地震应急救援中的应用 (21)11.3 法律责任与权益保障 (21)第12章国际地震应急救援合作 (22)12.1 国际地震应急救援组织与机构 (22)12.1.1 联合国国际减灾战略署（UNISDR） (22)12.1.2 国际搜索与救援咨询团（INSARAG） (22)12.1.3 国际红十字会与红新月会联合会（IFRC） (22)12.1.4 地震应急响应协调中心（ERC） (22)12.2 国际地震应急救援经验与启示 (22)12.2.1 加强地震应急救援体系建设 (23)12.2.2 做好地震应急预案的制定与演练 (23)12.2.3 加强国际交流与合作 (23)12.2.4 提高公众的防灾减灾意识 (23)12.3 我国在国际地震应急救援中的参与与合作 (23)12.3.1 积极参与国际地震应急救援行动 (23)12.3.2 加强与国际地震应急救援组织的合作 (23)12.3.3 推动地震应急救援技术交流与合作 (23)12.3.4 参与国际地震应急救援演练 (23)第1章地震基础知识1.1 地震的定义与成因1.2 地震带的分布1.3 地震波的传播第2章地震预警与监测2.1 地震预警系统2.2 地震监测技术2.3 地震信息的发布与获取第3章地震应急预案3.1 家庭应急预案3.2 社区应急预案3.3 城市应急预案第4章地震应急救援组织4.1 应急救援队伍的组建4.2 应急救援队伍的培训4.3 应急救援协调与指挥第5章地震救援技术与装备5.1 救援技术概述5.2 救援装备的种类与使用5.3 现场救援操作技巧第6章灾害现场搜索与营救6.1 搜索犬的应用6.2 生命探测仪的使用6.3 营救行动的实施第7章医疗救护与心理援助7.1 现场急救技能7.2 灾后防疫措施7.3 心理援助与干预第8章灾害现场秩序维护与安全8.1 现场安全评估8.2 灾区治安维护8.3 防止次生灾害的发生第9章灾后临时安置与救助9.1 临时住所的搭建9.2 灾后生活物资发放9.3 灾后救助与慰问第10章灾后重建与恢复10.1 重建规划与实施10.2 灾后经济恢复10.3 灾后心理重建第11章地震应急救援法律法规11.1 我国地震应急救援法律法规体系11.2 法律法规在地震应急救援中的应用11.3 法律责任与权益保障第12章国际地震应急救援合作12.1 国际地震应急救援组织与机构12.2 国际地震应急救援经验与启示12.3 我国在国际地震应急救援中的参与与合作第1章地震基础知识1.1 地震的定义与成因地震，又称地动、地振动，是指地壳在快速释放能量的过程中产生的振动现象，期间会产生地震波。
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• 1．面波频谱的峰值低于有效波，声波频谱 峰值偏高，与有效波的频谱范围有较宽的 重叠; • 2．微震干扰波的频带较宽; • 3．有些规则干扰波与有效波频谱差异不大， 如浅层记录中的外界相干干扰波和多次波 • 4.横波与纵波相比频谱峰值低，频带窄; • 5 高速薄层反射波频谱相对厚层要偏高;
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切除是为了消除包括噪声的记录 开始部分所存在的高振幅，这样 做对避免以后处理时出现的叠加 噪声有好处。切除的方法就是用 零乘需要切除的记录段。•源自2014-11-145
三, 抽道集
抽道集也叫共深度点 选排，是把具有相同 炮检距点的记录道排 成一组，按共深度点 号次序排在一起。抽 道集处理后，磁带上 记录的次序是以共深 度点号（CDP)为次序 的记录，以后所有的 处理都将方便地以共 深度点格式进行。 • 2014-11-14
6
•
在野外数据采集过程中，为了使来自不 同深度信号的能量能够以一定的水平记录在 磁带上，数字地震仪采用了增益控制，对浅 层信号放大倍数低，深层信号放大倍数高。 对经过增益控制的地震记录恢复到地面检波 器接收到的振幅值的处理称为增益恢复。
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数字仪对信号进行增益控制时的增益指 数己记录在记录格式的阶码上，因此增 益恢复的公式为 A= A0 /2n 其中A0为记录到的采样值，A为地面检 波器接收到的增益控制前的振幅值，n 为阶码 (即增益指数)。
• 2014-11-14
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图 4.2-4 用多次覆盖资料计算速度谱原理图
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图4.2-5
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计算叠加速度谱的网络
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图4.2-6
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三维显示形式的速度谱
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•
速度扫描是用一组试验速度分别对单张 (CDP)道集记录或单次覆盖共炮点记录作速 度扫描动校正，即一次用一个试验速度对 整张记录上的所有波组进行动校正 (恒速 动校正)，得到一张校正后的记录。
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• • 1．迪克斯（Dix）公式 • 水平层状介质情况下，叠加速度就是 均方根速度，因此迪克斯（Dix）公式就是 由均方根速度求层速度的公式。 • •
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t0,n v ,n t0,n 1v 2 ,n 1 vn t0,n t0,n1
• 地震勘探所得到的记录中包含有效波和干 扰波，这些波之间在频谱特征上存在很大 差别。为了解有效波和干扰波的频谱分布 范围，需要对随时间变化的地震记录讯号 进行傅里叶变换，得到随频率而变化的振 幅和相位的函数，（地震记录的频谱—振 幅谱和相位谱）。对地震波形函数进行傅 里叶变换求取频谱的过程叫频谱分析。
1 1 j (h0 h j ) h ) v v0
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式中V0是低速带波速，V为基岩波速， h0+hj为炮井中低速带厚度，h是基岩 中炸药埋臵深度。 因为井深校正总是向时间增大的方向 校正，故此式前面取负号。
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6．大炸药量激发比小炸药量激发频谱 要偏低，小炸药量激发比锤击频谱要宽; 7.反射波的频率随着低降速带厚度的增 加而降低。当低速带较薄或表层速度较 高时，获得的反射波频率较高。
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• 速度参数在浅层地震资料的数据处 理和解释中是非常重要的参数，例 如校正、叠加和偏移都需要知道速 度。 •
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图4.6-36
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可控震源野外记录的相关处理
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另外速度参数可提供关于构造和岩、土 性质有价值的信息，例如构造探查要了 解地下反射界面的分布，实质上是波阻 抗参数的地下分布，岩性探查要得到地 下岩性的分布，更与各种岩性参数 (例如速度、吸收系数、泊松比等)的 提取有关。
• 它适用于地质条件复杂得不到好速度 谱的地区，但处理费时长，成本高。
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• 由于通过速度扫描或速度谱求出的速 度反映了叠加效果的好坏，一般称之 为叠加速度 vs 实质上它表示用双曲线拟合有效 波时距曲线时，拟合效果最好的速度 ，故也称之为双曲线拟合速度。 •
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地形校正量有正有负，通过h0 、 hs 的正负体现出来。通常规定当 测点高于基准面时为正，低于基 准面时为负
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3．低速带校正 低速带校正校正是将基准面下 的低速层速度用基岩速度代替。 求取低速带校正量的公式在炮点 处为 :
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1．井深校正
井深校正是将激发源0的位臵由 井底校正到地面0j (见图)，其方法 有二:
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1)在井口埋臵一井□检波器，记录直达 波由0传至地面0j 的时间j ，即井深校 正值，又称为井口时间。 2)用已知的表层参数及井深数据，按下 式计算井深校正量
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1 1 j h j ( ) v0 v
'
在检波点处为
1 1 l hl ( ) v0 v
'
故此道总的低速带校正量为
ji
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'
1 1 ( )(h j hl ) v0 v
• 当所用的某一试验速度正好与某一t0时间所 对应的真实速度一致时，此t0时刻的同相轴
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• 会变得平直，其他同相轴或者上弯 (速 度过高，校正不足)，或者下弯 (速度过 低，校正过量)。寻找各试验速度校正记 录上的平直同相轴，可以得到不同t0时 间处反射波的速度。由速度扫描获得的 速度是叠加效果较好的速度.
28
(三)各种速度之间的关系 在水平层状介质中，波沿某一条射线传 播时，它传播的总路径与总时间之比就 是射线速度vr ,
hi 2 2 1 i 1 (1 p vi ) 2 vr n hi 2 2 1 i 1 vi (1 p vi ) 2
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n
(4.2.18)
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地震数据处理过程一般分三个阶段: 预处理、参数提取和分析、资料处理。处理 的最终结果是得到供解释用的水平叠加时 间剖面或叠加偏移时间剖面。 第一节 预处理 一、数据解编 野外磁带记录数据是按时序排列的， 即依次记下每道的第一个采样值，
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各道记完后，再依次记下各道的第 二个采样值，依此类推。 • 在数据处理中，将按时序排列的 形式转换为按道序排列(即第一道的 所有数据都排在第二道之前，使同一 道数据都排放在一起)这种预处理称 为数据解编或重排。
2．地形校正 地形校正是将测线上位于不同地形处 的炮点和检波点校正到基准面上。如图 6.4-5所示，炮点地形校正量为 1 0 h0 v0
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而检波点地形校正量是 1 s hs v0 此道 (第j炮第l道)总的地形校正量为
1 ij (h0 hs ) v0
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形成同相位叠加，叠加波形的能 量为最大。按这一原理设计的速度谱 称为叠加速度谱。
为求取地震波的叠加速度，可以根据地 区的地质情况和有关资料，大致估计在某 一t0时的速度变化范围为v1 ,v2 ,…vm ,将 每一速度代入 (4.2.16)式计算每道的正常 时差ti, 做动校正，然后把动校正后的各 道记录振幅按下式叠加，得相应的平均振 幅
设共反射点道集内有N个记录道， 其炮检距分别为x1，x2，…xn ，各个 记录道对应的正常时差分别为t1， t2，…tn ，炮检距为xi的第i个记录 道的正常时差为
•
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xi ti t0 2 t 0 vs
2
2
x2 t t t0 2V 2t0
(4.2.16)
• 式中hi 为第i层厚度，p为射线参数。这是 沿一条射线取平均算出的速度。射线不同， vr 也不同。由于射线速度不仅考虑了波在 界面的“偏折效应”，同时也考虑了横向不 均匀的影响， • 1. 射线速度比其他速度更精确； • 2. 当射线参数p为零 (或炮检为零)时的射 线速度即平均速度，
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静校正示意图
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进行野外静校正处理时，首先对共深度 点道进行选排，找出每一道的炮点和检 波点的位臵，求出相应炮点和检波点的 t静校正值，可以从井口记录道上直接 读出，称为井口值。因波从O向下传播少 用了时间T，校正时要把此值加到波的旅 行时间中.
可见对于给定的炮检距，正常时差ti 是垂直反射时间t0和叠加速度vs的函 数，因而从反射波正常时差t的分析 中 可以提供均方根速度的信息，这就 是速度分析的基础。
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在速度分析中，常用的方法是速度谱 和速度扫描。速度谱的概念是从频谱的概 念借用而来的，频谱表示波的能量相对频 率的变化规律，人们就将地震波的能量相 对速度的变化称为速度谱。 根据动校正原理，选取一系列试验速 度分别代入 (4· 2· 16)求取正常时差ti，
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• 由于地下介质的复杂性，故参数提取 是一个十分复杂而艰巨的任务，只能 用一些简化的方法和近似的假设条件 来求取。 • 所用方法不同，可得到不同定义的 速度参数。地震速度分析中普遍采用 速度谱分析和速度扫描技术，得到平 均速度、均方根速度、层速度等速度 参数。 •
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