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《中南大学》 2011年
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矿山地震活动及其混沌时间序列分析

蒋娇莲  
【摘要】:冬瓜山铜矿应用微震技术进行矿山地震活动的监测,人们所关心的是岩体是否发生地震活动,乃至可能引发地压现象的位置、时间及不稳定程度,若能预测地震活动未来时刻的具体情况,得出地震活动变化的基本规律,对矿工的生命安全和矿井的安全生产都具有十分重要的意义。本文运用定量地震学和统计学对能量-地震矩特征、频度-震级的规律进行了统计分析;然后利用混沌时间序列的相空间重构理论对矿山地震活动的时间序列进行吸引子恢复,从恢复后的吸引子发现原系统的规律;最后运用RBF神经网络方法对矿震强度进行了模拟和预测,取得了较为理想的结果。本文的主要的研究成果如下: (1)冬瓜山铜矿地震活动时程分析及参数统计:根据所给实例探讨矿山地震时程分布规律;讨论冬瓜山铜矿地震活动的频度-震级、能量-地震矩分布规律,发现两者都存在两种分布模式; (2)矿山地震活动时间序列的相空间重构研究。简单介绍了混沌的本质,分别采用自相关法和饱和关联维数法确定重构相空间的两个重要参数:延迟时间和嵌入维数。计算结果显示地震矩和地震能量的时间延迟基本处于2-3之间,嵌入维数值均为6-8维。对地震能量进行重构后发现二维重构轨迹图出现“双峰分布”模式,三维重构轨迹图出现“三峰分布”模式; (3)研究了怎样判定矿山地震活动时间序列的混沌性质。分别从Lyapunov指数、关联维数两个重要的混沌系统特征量对时间序列混沌特性进行定量判别,判定结果显示冬瓜山铜矿地震活动时间序列确实属于混沌时间序列; (4)研究了矿山地震活动的预报时间。利用最大Lyapunov指数计算矿山地震活动的最大预报时间; (5)建立混沌时间序列的RBF神经网络预测模型,预测结果显示,除去极个别情况,预测结果跟实际情况吻合。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:P315

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【参考文献】
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