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《山东科技大学》 2007年
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地震背景噪声信号的特征分析与应用方法研究

韩忠东  
【摘要】: 本论文选择了地震学研究领域中大量存在的可测量得到的地震背景噪声作为研究对象,以信号处理、车辆工程、弥散场理论等领域研究成果为基础,采用了理论分析、数值模拟、模型分析和野外观测等研究手段,研究了确定性地震背景噪声和随机性地震背景噪声各自的属性,分析并得出了地震背景噪声信号具有勘探应用前景的基本理由。论文中创新性的研究内容包括几个部分: 通过弥散场理论和时间反演不变性理论探讨了随机性地震背景噪声的性质,得出了互相关函数与格林函数之间所隐含的内在统一性,分析了新方法区别于传统方法的优势所在,即在不清楚噪声源产生位置、传播方向、能量大小等属性的前提下,完成对低信噪比地震信号的认识。 以拉姆理论为基础,分析了以运行列车为代表的确定性地震背景噪声震源的属性,并建立了两个轮对的随机振动理论模型。研究发现,点状、线状负载在半无限空间中运行的理论,可以较完美地解释有关运行列车引发的地振动噪声的机理。 通过数值计算和模型分析,定量分析了两类不同性质地震背景噪声所产生地震波的运动学与动力学属性。应用固定地震台站日常接收到的连续记录信号,运用叠加方法分析了随机性地震背景噪声的属性。研究发现,台站对间提取信号的信噪比高,信号能量具有明显的区域性和方向性。将确定性地震背景噪声,划分为运动震源得到的信噪比较强的特殊信号和传统震源得到的甚低信噪比震源两类,分别加以研究。对前者的信号进行了谱分析、模型对比分析,并使用震源扫描算法为震源做了成像处理。将不同距离的台站对记录信号进行互相关,可以得到具有不同振幅、频段、传播速度、传播能力属性的面波信号。随机性地震背景噪声受到地层各向异性的影响,信号在地下的传播具有非对称性;列车地振动信号由于能量强、信噪比高;BTW24面波地震勘探仪测得的信号随着观测距离的增大,能量集中的频带范围及主频均没有太大的变化,但能量有较大的衰减。
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:P315.6

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【参考文献】
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