地震动模拟中的谱元法

合集下载

数值地球物理学中的地震波传播模拟

数值地球物理学中的地震波传播模拟地震波传播模拟是数值地球物理学中的重要研究领域，它对于理解地震的机制、预测地震的危险性以及构建地震防灾体系具有重要意义。

本文将从数值地球物理学的角度，探讨地震波传播模拟的原理、方法和应用。

地震波传播模拟是通过计算机模拟地震波在地下介质中的传播过程，以获取地震波的传播路径、传播速度和传播强度等信息。

在地震波传播模拟中，地下介质被划分为离散的网格单元，每个网格单元的物理性质（如密度、速度等）被赋予数值，通过求解弹性波方程，可以模拟地震波在地下介质中的传播。

地震波传播模拟的方法主要有有限差分法、有限元法和谱元法等。

其中，有限差分法是最常用的方法之一。

它将地震波方程离散化为差分方程，通过迭代计算，逐步推进地震波的传播。

有限差分法具有计算效率高、适用范围广等优点，因此在地震波传播模拟中得到广泛应用。

地震波传播模拟在地震学研究中有着广泛的应用。

首先，地震波传播模拟可以帮助我们理解地震的机制。

通过模拟地震波在地下介质中的传播过程，可以揭示地震波与地下介质的相互作用，进而深入研究地震的发生机制和演化规律。

其次，地震波传播模拟对于预测地震的危险性具有重要意义。

通过模拟地震波在地下介质中的传播，可以预测地震波在不同地点的传播路径和传播速度，进而评估地震对人类和建筑物的影响。

这对于制定地震防灾措施、规划城市发展具有重要的指导意义。

此外，地震波传播模拟还可以用于地震勘探和地震监测。

在地震勘探中，通过模拟地震波在地下介质中的传播，可以预测地下构造和地质条件，为油气勘探和矿产资源勘探提供重要信息。

在地震监测中，通过模拟地震波在地下介质中的传播，可以解释地震观测数据，帮助我们更好地理解地震活动的特征和规律。

然而，地震波传播模拟也面临一些挑战和困难。

首先，地震波传播模拟需要大量的计算资源和时间。

由于地下介质的复杂性和地震波的多尺度特性，地震波传播模拟需要高分辨率的模型和大规模的计算，这对计算机的性能和存储能力提出了很高的要求。

复杂介质地震波正演模拟方法及优化

复杂介质地震波正演模拟方法及优化摘要本文旨在探讨复杂介质地震波正演模拟方法及其优化。

我们将介绍地震波正演模拟的基本原理，同时介绍目前常用的模拟方法，并针对复杂介质中的挑战提出了一些优化措施。

通过本文的学习，读者将能够更好地理解复杂介质中地震波的正演模拟，并了解如何优化模拟结果。

1.引言地震波正演模拟是地震学中的重要研究方法，通过模拟地震波在地下介质中的传播过程，可以帮助我们解决很多实际问题，如地震勘探、地震灾害预测等。

然而，由于地下介质的复杂性，正演模拟在复杂介质中存在着一些挑战，如速度模型不准确、界面反射等问题。

因此，本文将介绍一些常用的地震波正演模拟方法，并提出一些优化措施，以改善正演模拟结果的准确性和可靠性。

2.地震波正演模拟方法地震波正演模拟方法可以分为有限差分法（F DM）、有限元法（F EM）和谱元法（S EM）等。

下面将逐一介绍它们的基本原理和适用范围。

2.1有限差分法（FD M）有限差分法是一种常用的地震波正演模拟方法，它将介质离散化为网格，通过有限差分的方式，近似求解地震波动方程。

有限差分法简单易行，适用范围广，但在复杂介质中存在一些限制，如对较大的速度变化不敏感。

2.2有限元法（F E M）有限元法是一种基于变分原理的地震波正演模拟方法。

它将介质离散化为小单元，并利用插值函数表示波场的变化。

有限元法相对于有限差分法更加灵活，适用于处理复杂介质中的问题。

然而，有限元法的计算量较大，在大规模模拟中可能存在困难。

2.3谱元法（S E M）谱元法是一种将频率域方法与网格法相结合的地震波正演模拟方法。

它首先利用傅里叶变换将地震波动方程转换为频率域方程，然后在空间域上进行离散化求解。

谱元法具有较高的精度和稳定性，适用于处理复杂介质中的地震波传播问题。

3.优化方法为了改善复杂介质中地震波正演模拟的精度和可靠性，我们提出了以下优化方法：3.1速度模型优化在复杂介质中，速度模型的准确性对地震波正演模拟结果具有重要影响。

地震波谱元法正演及地质信息复合约束多参数全波形反演

地震波谱元法正演及地质信息复合约束多参数全波形反演地震波谱元法正演是一种通过建立波动方程和边界条件，模拟地震波在地下介质中传播和反射的方法。

它利用数值求解波动方程的方法，将地下介质抽象成网格单元（波谱元），通过迭代求解波动方程，获得每个网格单元内的地震波场。

通过合并所有网格单元的地震波场，可以得到整个地震波传播过程的重构图像。

地震波谱元法正演可以根据不同的地下介质特征进行模拟，例如不同的尺度、速度和密度等。

在模拟过程中，可以通过改变波谱元的尺度和位置，对地下介质进行不同比例的成像。

通过调整波谱元的速度和密度，可以模拟地下介质的不同物性变化，例如岩性、孔隙度和饱和度等。

通过对正演模拟结果进行反演，可以获得地下介质的参数估计，进而优化地震成像结果。

地质信息复合约束是指利用已知的地质信息对地下介质的参数进行约束。

这些地质信息可以是地震勘探、地球物理勘探或地质地球化学勘探等不同类型的数据。

通过将地质信息与地震波传播过程相结合，可以提高反演结果的可靠性和精度。

多参数全波形反演是指利用多种地震波形数据对地下介质的多个参数进行反演。

这些参数可以包括速度、密度、衰减系数等。

与传统的单参数反演方法相比，多参数全波形反演可以更全面地描述地下介质的物理特性，提高成像结果的准确性。

在实际的地质勘探中，地震波谱元法正演及地质信息复合约束多参数全波形反演具有广泛的应用价值。

首先，该方法可以在不同的地质条件下进行模拟和反演，适用于不同类型的地下介质和地质问题。

其次，通过引入地质信息的约束，可以提高反演结果的可靠性和精度，减少估计误差。

最后，多参数全波形反演可以提供更全面的地下介质参数信息，为地质勘探和资源开发提供更准确可靠的预测结果。

综上所述，地震波谱元法正演及地质信息复合约束多参数全波形反演是一种可以在不同地质条件下进行模拟和反演的方法，它通过建立波动方程和边界条件，模拟地震波在地下介质中的传播和反射过程，利用地质信息对地下介质进行约束，实现地下介质的高精度成像和参数估计。

出平面剪切线源作用下沉积盆地地震响应谱元法模拟

基金项目：国家自然科学基金（５１２７８３２７）
作者简介：韩建彬（１９８８一），男，河北石家庄人，天津城建大学硕士生
・
７８・
天津城建大学学报２０１５生箜至鲞簋塑
可方便地考虑地层剪切波速沿不同方向的变化．考虑土层的自重及密实度的影响，土体的密度及剪切模量随着埋深的增加逐渐增大，当垂直深度大于３０００ｍ时，假定为均质基岩半空间．
１计算模型
以出平面剪切线源为地震输人，研究任意形状二维沉积盆地的地震响应，如图１所示．采用谱元法，
机资源，以及更多的计算时间，同时，低阶有限元法会出现令人不满意的频散现象，而传统的高阶有限
收稿日期：２０１４．１０ — １４：修订日期：２０１４ — １２一Ｏ１
出平面剪切线源作用下沉积盆地地震响应谱元法模拟
韩建彬，刘中宪，罗兆辉
（天津城建大学土木工程学院，天津３００３８４）
摘要：由于盆地内外介质的阻抗差别及特殊的几何形状，盆地内部将出现显著的地震动放大效
分布着古河道，或者曾经经历过大体积土体的开挖及
回填．盆地效应的研究对于这些城市的防震减灾具有现实意义，同时也对认识盆地这种大型不均匀的场地条件对地震动的影响、促进地震工程学的发展具有重
要意义．

横向各向同性介质中地震波场谱元法数值模拟

方法基于弹性力学方程弱形式基础之上，具有有限元适应任意复杂介质模型的韧性和伪谱法的精度．文中阐述了基于Ｉｅｇｅｎｄｒｅ多项式的谱元法的理论和推导过程，该方法可以形成全局对角质量矩阵，在时间域使用显式的差分算法，提高运算效率，最后通过横向各向同性介质的数值计算，模拟结果表明该方法是一种有效的数值模拟方法．
维普资讯
第２２卷
第３期
地
球
物
理
学
进
展
ＶｏｌＪ２２Ｎｏ．３
２００７年６月（页码：７７８～７８４）
ＰＲＯＧＲＥＳＳＩＮＧＥＯＰＨＹＳＩＣＳ
Ｊｕｎｅ２００７
摘要横向各向同性介质是地球内部广泛存在的一种各向异性介质，因此为了能够更好地认识地震波在这种介质
中的传播特征，用数值方法进行地震波模拟显得十分必要．本文采用谱元法对横向同性介质中的地震波进行模拟，该
ＷＡＮＧＴｏｎｇ — ｋｕｉ，ＬＩＲｕｉ — ｈｕａ，ＬＩＸｉａｏ — ｆａｎ，ＺＨＡＮＧＭｅｉ — ｇｅｎ，ＬｏＮＧＧｕｉ — ｈｕａ
（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＬｉｔｈｏｓｐｈｅｒｉｃＥｖｏｌｕｔｉｏｎ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ．Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９２．ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＢｅＯｉｎｇ１０００８３）

地震波数值模拟与分析

地震波数值模拟与分析地震波是地震活动中最重要的研究对象之一。

而地震波数值模拟和分析则是地震学领域中的重要研究方向之一。

在地震波数值模拟和分析的过程中，人们可以通过计算机模拟地震波的传播过程，并从中获取有关地震特征及其引起的地表破坏和建筑物结构变形等各种信息。

这对于地震灾害的预防、预测和减轻有着重要的意义。

地震波的数值模拟方法主要有有限差分法、有限元法、边界元法和谱元法等。

其中，有限差分法是目前地震波数值模拟中应用最为广泛的一种方法。

有限差分法在解决非线性、多维度和非静态问题方面表现尤为出色。

其基本思想是将地震波场离散成网格，并利用二阶精度差分公式计算各个时刻在网格点处的地震波场值。

有限差分法的优点在于精度高、计算速度快，同时可以对复杂地质构造及其他复杂条件进行模拟分析。

地震波的数值分析方法主要有PTA和TFI等。

其中，PTA是计算地震波传播中频谱组成的一种方法。

PTA方法基于傅里叶变换，将地震波在频域中进行分析，主要考虑波振幅和频率之间的关系。

通过对地震波的频谱进行分析，可以得出波传播路径、应变速率及层间的速度等信息。

而TFI则是通过时间域内的雷克子波分析地震波的能量分布，从而得出地表加速度和地震破坏信息。

当我们研究地震波数值模拟的同时，还要重视地震波分析的意义。

地震波的分析能够帮助我们对地震发生的原因、机制及它们对地表的影响进行研究。

同时，地震波分析也可以帮助我们评估地震对建筑物和基础设施的破坏。

这项工作通常涉及结构动力学模拟、震害评估、震害预测等研究领域。

此外，通过地震波分析，我们也可以了解地震所带来的生态影响和异常现象（如水波、地陷等）。

在地震波数值模拟和分析过程中，实际数据采集十分必要。

地震数据采集主要分为地震观测和近场强动观测两种方法。

地震观测是通过装置地震仪器等方法获得的数据。

而近场强动观测则是通过现场安装观测设备，获取地震波传播的信息。

同时，人工模拟地震波也是一种可行的方法，但其对于地震波的形态和波速等方面需进行较为精确的估计。

基于谱元法的各向异性黏弹性介质地震波场模拟和分析

基于谱元法的各向异性黏弹性介质地震波场模拟和分析张平;韩立国【摘要】Based on the calculation theory of spectral element method,the authors used the coordinate rotation algorithm to calculate seismic wave field of arbitrary anisotropic viscoelastic medium to understand the characteristics of seismic wave field in complex media.The results of calculation indicate that qSV wave is a shear anelastic deformation and qP wave is expansion of anelastic deformation.Moreover,the quality factor not only affects the amplitude of seismic wave,but also the frequency of propagation.The viscoelastic medium absorbs high-frequency quickly and there is no frequency dispersion in certain frequency range.%基于谱元法计算理论,通过坐标旋转算法实现任意各向异性黏弹性介质中的地震波场计算,研究复合介质中地震波场特征.根据计算结果,qSV波表现为剪切滞弹性形变,qP波表现为膨胀滞弹性形变;品质因子不仅影响地震波振幅,还影响其传播频率;黏弹性介质吸收高频快,在一定频率范围内,黏弹性介质没有频散现象.【期刊名称】《世界地质》【年(卷),期】2017(036)001【总页数】11页(P255-265)【关键词】谱元法;各向异性;黏弹性;品质因子;正演模拟【作者】张平;韩立国【作者单位】吉林大学地球探测科学与技术学院,长春130026;吉林大学地球探测科学与技术学院,长春130026【正文语种】中文【中图分类】P631.443随着勘探技术的发展和实际工作需求，探索更接近于真实地层机理的地震波场传播特征，认识和识别地震波在地层中的传播、衰减特点，能有效地为实际勘探工作提供理论支撑，从而更准确地圈定油气分布范围和评估储量。

利用谱元法正演数值模拟地震波传播

科技与创新┃Science and Technology &Innovation·82·2020年第09期文章编号：2095－6835（2020）09－0082－02利用谱元法正演数值模拟地震波传播孙福玉（山东科技大学地球科学与工程学院，山东青岛266590）摘要：向地球深部进军，是目前地质行业的众望所归。

但是将地球挖开一探究竟终究是不可能的。

截至目前，地球物理方法一直是探测地球深部的主旋律。

近几年人工智能、大数据的飞速发展，为探测地球深部开辟了新的途径。

应用地震波在地球介质中的传播给地球建模，得到地震波的传播规律和变化特征，达到探测地球深部的目的。

着重介绍了利用谱元法正演数值模拟地震波传播的正演方法，该方法是目前常用且方便的勘探方法。

关键词：地球物理方法；地震波；谱元法；数值模拟中图分类号：P315.31文献标识码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2020.09.031人类对地球知识的渴望与好奇，加快了探究未知的脚步。

步入20世纪以后，各种地球物理方法百花齐放。

重力勘探、磁力勘探、电法勘探、地震勘探等方法你追我赶，在探测地球的道路上一往无前。

其中，地震勘探是目前为止发展最广泛和全面的勘探方法。

地震波传播反演的数据几乎涵盖了包括地质构造和地质体的全部讯息。

如何合理解释利用这些从地下物质中反射回来的地震波是目前地球物理学家研究的主要课题。

目前最为有效和合理的方法就是通过地震波的正演来模拟地下介质，得到与实际地下传播的地震波得到的数据图像相吻合的结果。

对地下介质的分布做出合情合理的猜测。

因为波动方程能够为解释地震波在介质中的传播提供更加充分的依据，所以波动方程在研究地震波传播机制上有重要的作用，也有良好的发展前景，是目前国内外地球物理学界最为热门的科研方向。

本文基于波动方程的学术研究，探究在波动方程中应用谱元法进行数值模拟地震波的有效传播途径和传播方式。

在地球物理学理论中，地震波的数值模拟方法，实际上就是通过观察分析地震波在复杂介质中的传播，与此同时，得到各观测地的地震记录。

地震波动数值模拟的一种谱元模型方法

地震波动数值模拟的一种谱元模型方法
谱元法是一种数值模拟方法，它可以用来模拟地震波动。

这种方法在空间域上进行离散，建立谱元方程，然后采用逐步微分积分方法求解该方程，获得地震波动的解答。

这种方法采用高精度离散方法，使得时空维度上的精度相互匹配，从而在整体上提高了波动数值模拟的精度。

数值实验表明，此种谱元模型在整体上达到了相当高的计算精度。

并且在较大的时空网格情况下可以取得令人满意的计算结果。

此外，有学者提出了一种结合谱元模型和逐步微分积分分析的地震波动数值模拟方法。

这种方法采用了谱元法对空间域进行离散，并采用地震反应逐步微分积分方法求解该方程，获得地震波动的解答。

由于在空间域和时间域均采用了高精度离散方法，使得时空维度上的精度相互匹配，在整体上提高了波动数值模拟的精度。

以上内容仅供参考，如有需要，建议查阅地震工程与减轻地震灾害研究报告。

地球物理学中地震波传播建模与数值模拟研究

地球物理学中地震波传播建模与数值模拟研究地震是地球的一种自然灾害，它会给人类带来严重的损失。

为了提前准备和应对地震，地震学家们利用各种方法预测和模拟地震，各种地震波传播建模和数值模拟研究也越来越成熟。

一、地震波传播模型在地震波传播模型中，通常利用弹性波动方程和几何光学方程等不同理论模型。

弹性波动方程包含了弹性介质中的位移、速度和应力三个参数，可以准确地描述地震波传播的机理。

几何光学方程则更加简单，使用射线追踪的方法模拟地震波的传播路径，适用于较简单的介质。

在实际应用中，弹性波动方程适用于复杂的介质，并且可以反演介质的一些物理参数；几何光学方程适用于简单介质或片层介质中众多射线传播路径的近似计算。

二、数值模拟研究地震波传播数值模拟是利用计算机进行计算，模拟地震波传播过程的一种方法。

模拟地震波传播的数值方法有多种，常用的有有限差分法、有限元法和谱元法等。

有限差分法通过采用边值和微分算子，离散化部分微分方程，然后通过稳定多种数值方法，从而计算出地震波的传播过程。

有限元法是一种更通用的数值方法，依赖于形状函数和有限元单元的组合，通过估算剩余应力，以产生一个近似于真实地球物理的模拟。

谱元法也是一种基于有限元的数值方法，它可以通过薄片分解方法更接近实际的界面和层状结构。

三、地震波传播数值模拟的应用及未来展望地震波传播数值模拟已经成为研究地震学的重要手段之一。

它能够帮助我们更好地了解地震波的传播机制，进一步预测地震的发生和影响，从而制定出更好的地震应对措施。

未来，随着计算机和数值模拟技术的发展，更加逼真的地震波传播模拟将会成为可能，数值模拟的时间和空间分辨率将得到明显提升，同时基于大数据分析和机器学习技术，更加精准的预测和分析地震事件的发生和影响将成为现实。

总之，地震波传播建模与数值模拟研究的进展将对人们更好地了解地震波传布机理，强化地震风险防范和减灾措施有着重要的意义。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

ＡｂｓｔｒａｃｔｈｉｓａｅｒｆｉｒｓｔｌｍａｋｅｓａｄｅｔａｉｌｅｄｓｕｍｍａｒｏｆｔｈｅＴｐｐｙｙｔｈｅｏｒｏｆｓｅｃｔｒａｌｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｆｒｏｍｅｌａｓｔｉｃｗａｖｅｅｕａｔｉｏｎｙｐｑ，ｓ，ｅａｎｄｈｅｅａｋｏｒｍｕｌａｔｉｏｎａｔｉａｌｉｓｃｒｅｔｉｚａｔｉｏｎｌｅｍｅｎｔｔｗｆｄｐ，ｇｉｎｔｅｒｏｌａｔｉｏｎｕｎｃｔｉｏｎｎｄｎｔｅｒａｌｌｏｂａｌｒｅａｔｅｆａｉａｐｇｇｇｇ，ｃｏｍｕｔａｔｉｏｎｔｉｍｅｄｉｓｃｒｅｔｉｚａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｐｐｙ，ｏｆｔｈｅｃｏｄｅ．Ｔｈｅｎｉｔｉｓａｌｓｏｓｕｍｍａｒｔｈｅａｌｉｃａｔｉｏｎｓｔａｔｕｓｏｆｙｐｐｓｅｃｔｒａｌｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｉｎｔｈｅａｒｅａｏｆｓｅｉｓｍｉｃｒｏｕｎｄｍｏｔｉｏｎｐｇ，ｍａｋｅｓａｓｉｍｌｅａｎａｌｓｉｓｏｆｔｈｅｒｏｌｅｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｐｙｙｃｏｎｖｅｘｅｄｒｏｃｋｅｒｒａｉｎｎｒｏｕｎｄｏｔｉｏｎ．Ｉｎｕｎｄｅｒｌｉｎｂｔｏｇｍｙｇ，ｅｎｅｒａｌｔｈｅｓｅｃｔｒａｌｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｃｏｍｂｉｎｅｓｔｈｅｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｏｆｇｐｙａｎｄｃｏｎｖｅｒｅｎｃｅｏｆａａｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈｔｈｅａｃｃｕｒａｃｇｙ，ｗｒｅｄｕｃｅｔｈｅｍｅｍｏｒｓｅｃｔｒａｌｍｅｔｈｏｄｈｉｃｈｃｏｕｌｄｒｅａｔｌｙｐｇｙｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｎｄｏｍｕｔａｔｉｏｎｉｍｅｓｆｈｅｕｍｅｒｉｃａｌａｃｔｏｔｎｑｐｔｈｅｒｅｉｏｎａｌｅｏｌｏｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｇｇｇ，，ｍａｎｄｓｅｉｓｍｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｌｏｃａｌｓｉｔｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｅｄｉａａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ，ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｍｉｈｔｗａｖｅｒｏａａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｃｏｒｒｅｃｔｌｇｐｐｇｙ，ｔａｓｉｎｆｆｅｃｔｅｒｒａｉｎｆｆｅｃｔｎｄｂｅｓｕｉｔａｂｌｅｏｒｔｕｄｉｎｅｅａｆｓｙｇｂｅａｓｏｎａｂｌｅｏｄｅｌ．ｏｒｓｔａｂｌｉｓｈｉｎａｂｎｏｒｍａｌｎｔｅｎｓｉｔｅｍｉｇｙｒｆ，ｔｏｔｈｅｒｅｓｅｎｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｈｅｒｅｉｓｎｏｔｍｕｃｈｓｔｕｄＡｃｃｏｒｄｉｎｐｙｇｔｈｅｓｅｃｔｒａｌｅｌｅｍｅｎｔｏｎｒｏｕｎｄｍｏｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｕｓｉｎｐｇｇ，ｍｅｔｈｏｄｉｎｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｉｔｉｓｎｏｔｍａｋｅａｄｅｔａｉｌｅｄａｎａｌｓｉｓａｎｄｙｏｆｓｅｃｔｒａｌｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｉｓａｂｏｕｔｔｈｅｔｈｅｏｒｓｕｍｍａｒｐｙｙｈａｓａｒｅａｔｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｉｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒｒｏｍｏｔｉｎａｅｒｎｏｔｏｎｌｇｇｐｇｐｐｙ，ｔｈｅａｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅｃｔｒａｌｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｉｎｄｏｍｅｓｔｉｃｂｕｔｐｐｐｕｔｏｒｅａｌｓｏａｓｒｕｃｉａｌｅｆｅｒｅｎｃｅａｌｕｅｏａｒｒｈａｃｒｖｔｃｍｙｏｃｏｍｒｅｈｅｎｓｉｖｅｓｅｉｓｍｉｃｒｏｕｎｄｍｏｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｐｇｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ．；；Ｋｅｗｏｒｄｓｓｅｉｓｍｉｃｒｏｕｎｄｍｏｔｉｏｎｓｅｃｔｒａｌｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｇｐｙ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｃａｔｉｏｎｓｔａｔｕｓｌｉｐｐ

ＳＮ１００４０３ＩＳ２９－／ＣＮ１１８２Ｐ２９－
：／（）：李孝波，地震动模拟中的谱元法．地球物理学进展，薄景山，齐文浩，等．２００１４．３９，ｄｏｉ１０．６０３８２０１４０５０６．２９５２０２９２－ｐｇ，，，ｉｎｂｏＢｓｈｈａｅｔａｌ．２ＰｒｉｎＧｅＬＩＸｉａｏＯＪｉｎａｎＱＩＷｅｎｏ０１４．Ｓｅｃｔｒａｌｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｉｎｓｅｉｓｍｉｃｒｏｕｎｄｍｏｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．ｏｒｅｓｓｏｈｓｉｃｓ（－－－ｇｐｇｇｐｙ），（）：：／２Ｃｈｉｎｅｓｅ２９５２０２９３９，ｄｏｉ１０．６０３８２０１４０５０６．０－ｐｇ
１１２１１１，，Ｑ，ＷＡＮＧ，ＬＩＸｂｏｓｈｈａｃｈＢＯＪＩＷＲＵＡＮｉａｏｉｎａｎｅｎｏＹｉｅｎＦａｎ－－－－ｇ，
１．中国地震局工程力学研究所，哈尔滨１００８０５５２０１６２．防灾科技学院，三河０
ＩｎｏＥｎｉＭｅＣｈＥａＡｄａ５Ｃｈ１．ｓｔｉｔｕｔｅｎｅｅｒｉｎｃｈａｎｉｃｓ，ｉｎａｒｔｈｕａｋｅｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｈｒｂｉｎ１００８０，ｉｎａｆｇｇｑ
０２．ＩｏＤＰＳＣｓｔｉｔｕｔｅｓａｓｔｅｒｅｖｅｎｔｉｏｎ，ｎｈｅ５２０１，ｉｎａ６ｎｉｒａｈｆ
空间离散、单摘要本文首先从弹性波动方程及其弱形式、元内插函数及积分、全局聚合计算、时间离散以及算法的精度和稳定性等多个方面，对谱元法的理论进行了详细的总结，然后对其在地震动模拟中的应用现状进行了归纳，最后采用该法简单分析了埋藏基岩凸起地形对地表地震动的影响作用．总的来说，谱元法不仅具有有限单元法处理复杂结构的几何灵活性，还具有伪谱法的高精度性和快速收敛性，用其进行数值模拟计算能大大减少内存需求和计算时间．在合理考虑区域地质构造、局部场地条件、介质各向异性以及地震波传播特性等多种影响因素的基础上，建立正确的计算模型，用该法研究盆地效应、地形效应以及烈度异常现象等是可行的．根据目前掌握的资料，在国内应用谱元法进行地震动模拟的研究不多，对谱元法理论进行详细分析和总结的更少．因此，本文不仅对推动谱元法在国内的应用具有重要的理论意义，还对开展全面的地震动模拟工作具有重要的参考价值．关键词地震动；谱元法；数值模拟；应用现状中图分类号Ｐ１５３文献标识码Ａ：／ｉ１０．６０３８２０１４０５０６ｄｏｐｇ