地震波描述
震源、震中和地震波
震源：是地球内发生地震的地方。 震源：是地球内发生地震的地方。 震源深度：震源垂直向上到地表的距离是震源深度。 震源深度：震源垂直向上到地表的距离是震源深度。 我们把地震发生在60公里以内的称为浅源地震；6060公里以内的称为浅源地震 我们把地震发生在60公里以内的称为浅源地震；60-300 公里为中源地震；300公里以上为深源地震 公里以上为深源地震。 公里为中源地震；300公里以上为深源地震。目前有记 录的最深震源达720公里。 720公里 录的最深震源达720公里。 震中：震源上方正对着的地面称为震中。 震中：震源上方正对着的地面称为震中。震中及其 附近的地方称为震中区，也称极震区。 附近的地方称为震中区，也称极震区。震中到地面上任 叫震中距离(简称震中距) 震中距在100 100公 一点的距离 叫震中距离(简称震中距)。震中距在100公 里以内的称为地方震； 1000公里以内称为近震 公里以内称为近震； 里以内的称为地方震；在1000公里以内称为近震；大于 1000公里称为 远震。 1000公里称为 远震。 地震波：地震时，在地球内部出现的弹性波叫作地震波。 地震波：地震时，在地球内部出现的弹性波叫作地震波。 这就像把石子投入水中， 这就像把石子投入水中，水波会向四周一圈一圈地扩散 一样 。
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地震有关的概念 描述地震空间位置的有关概念 震源：指地球内部发生地震的地方( 震源：指地球内部发生地震的地方(实际上为 一区域) 一区域)； 震源深度：将震源视为一点， 震源深度：将震源视为一点，此点到地面的 垂直距离，称为震源深度； 垂直距离，称为震源深度； 震中：震源在地面上的投影点( 震中：震源在地面上的投影点(实际上亦是一 区域) 称为震中区； 区域)，称为震中区； 极震区：地面上受破坏最严重的地区， 极震区：地面上受破坏最严重的地区，称为 宏观震中； 宏观震中； 震中距：从震中到地面上任何一点， 震中距：从震中到地面上任何一点，沿地球 表面所量得的距离。 表面所量得的距离。
第三章-地震学基础—地震波传播理论
地震学基础
第三章 地震波传播理论
第三章 地震波传播理论
地震学基础
令入射的波前A`B`，反射波的波前CD和透射波的波前CE与 界面R的夹角分别为α、β 、γ。叫α为入射角，β为反射角，γ为透 射角。从ΔA`Β`C 、ΔA‘EC 和 ΔA`DC的简单的三角函数关系可有：
1 t CB' A'C sin 1 t A'D A'C sin 整理后： 2 t A'E A'C sin
当 f 时，d 0
d
1 f
能量束成为“线”（射线）
d
第三章 地震波传播理论
地震学基础
非均匀介质中的地震射线
射线（Ray)
第三章 地震波传播理论
地震学基础
Fermat原理在地震学中的应用
Snell定律
入射波 （Incident Wave）
反射波 （Reflected Wave）
ref
V1 V2
第三章 地震波传播理论
地震学基础
传播定律定理： 用射线和波前来描述波的传播 位置和能量随时间变化的关系，这种关系是工程地 震勘察资料处理中的重要组成部分，是进行地震数 据资料处理和定性定量解释的依据。下面就地震波 传播中有关的运动学和动力学中的定律定理介绍给 大家。
第三章 地震波传播理论
地震学基础
发生波类型的转变（分裂），可以用斯涅尔定律来说明。
地震波的基本概念
一、地震波的基本概念
1、地震波
振动——介质中每一个点围绕平衡位置的运动。
波动——振动在介质中的传播过程。波动是一种不断
变化、不断推移的运动过程。振动和波动的关系就是
部分和整体的关系。
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第一节 几何地震学基本概念
振动总有一定的能量，既然波动是振动在介质中的传
播过程，那么伴随着振动的传播，当然也就有能量的 传播。波动是能量传播的重要方式之一，其特点是： 当能量在介质中通过波动从一个位置传到另一个位置 时，介质本身并的反射波路径及
数学表达式
• 第四节 地震折射波运动学
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第2章 地震波运动学理论
第一节 几何地震学基本概念
一、地震波的基本概念 二、地震波的传播规律 三、地震波的类型
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第一节 几何地震学基本概念
地震波的运动学（Kinematics of seismic wave)是研 究地震波波前面的空间位置与其传播时间的相互关系， 它与几何光学相似，是引用波前、射线等几何图形来 描述波的运动过程和规律，因此也称几何地震学。
“路径”从P点传向别处。这样的假想路径就叫做通过
P点的波线或射线。在波动所及的介质中，通过每一点
都可以设想有这么一条波线。在各向同性介质中，波
线和所过各点处的波面相垂直。例如，在均匀介质中
的球面波，波线就是从波源向外的半径，这就是“射
线”202一1/8/1词4 的由来。
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第一节 几何地震学基本概念
在地震勘探中，通常把沿着测线画出的波形曲线叫做 “波剖面”。
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第一节 几何地震学基本概念
•振动是一点的运动；
地震波纵轴单位-概述说明以及解释
地震波纵轴单位-概述说明以及解释1.引言1.1 概述地震波纵轴单位是地震学领域中的一个重要概念。
纵轴单位是用来表示地震波在时间轴上的振动幅度或能量的度量标准。
在地震学中，地震波是由地震震源释放的能量在地球内部传播所引起的地表振动。
地震波纵轴单位的选择对于地震学研究和工程实践具有重要意义。
不同的单位选择会直接影响到地震波观测数据的解释和分析结果。
常用的地震波纵轴单位包括速度单位、加速度单位和位移单位。
速度单位是指地震波在时间轴上的速度变化情况，一般用厘米/秒（cm/s）或者米/秒（m/s）来表示。
加速度单位则是地震波在时间轴上的加速度变化情况，常用的单位有厘米/平方秒（cm/s^2）或者米/平方秒（m/s^2）。
位移单位是指地震波使地表产生的位移变化情况，一般用厘米（cm）或者米（m）来表示。
选择适当的地震波纵轴单位能够更准确地描述地震波在时间轴上的变化情况，并且提供有关地震破坏和震害评估的重要信息。
不同的研究目的和应用领域可能需要不同的地震波纵轴单位，例如地震工程研究更注重地表加速度的测量，而地震学研究则更关注地震波速度和位移的变化。
因此，深入了解地震波纵轴单位的定义、应用和影响因素对于正确理解和解释地震波观测数据具有重要意义。
本文将在接下来的章节中详细介绍地震波纵轴单位的定义、应用和影响因素，并总结其重要性，并对未来地震波纵轴单位的发展做出展望。
1.2文章结构1.2 文章结构本文按照以下结构进行组织和阐述地震波纵轴单位的相关内容：第二部分：正文本部分将详细介绍地震波纵轴单位的定义、应用和影响因素。
首先，我们将阐述地震波纵轴单位的定义，包括它在地震学中的作用和具体涵义。
其次，我们将探讨地震波纵轴单位的应用，包括在地震学研究和地震工程设计中的具体应用场景，并分析其在不同应用领域中的重要性。
最后，我们将研究地震波纵轴单位的影响因素，包括地震波传播介质、地震波类型和工程需求等因素对地震波纵轴单位的影响及其相关机理。
地震波的概念种类特点及地表影响
关于地震波摘要：地震波是指从震源产生向四外辐射的弹性波。
地球内部存在着地震波速度突变的基干界面、莫霍面和古登堡面，将地球内部分为地壳、地幔和地核三个圈层。
关键词：地震波辐射地球内部一：背景①2008年5月12日14时28分04秒，四川汶川、北川，8级强震猝然袭来，大地颤抖，山河移位，满目疮痍，生离死别……西南处，国有殇。
这是新中国成立以来破坏性最强、波及范围最大的一次地震。
此次地震重创约50万平方公里的中国大地！为表达全国各族人民对四川汶川大地震遇难同胞的深切哀悼，国务院决定，2008年5月19日至21日为全国哀悼日。
自2009年起，每年5月12日为全国防灾减灾日。
②1976年7月28日北京时间03时42分53.8秒，在中国河北省唐山、丰南一带（东经118.2°，北纬39.6°）发生了强度里氏7.8级（矩震级7.5级），震中烈度Ⅺ度，震源深度23千米的地震。
地震持续约12秒。
有感范围广达14个省、市、自治区，其中北京市和天津市受到严重波及。
强震产生的能量相当于400颗广岛原子弹爆炸。
整个唐山市顷刻间夷为平地，全市交通、通讯、供水、供电中断。
唐山地震没有小规模前震，而且发生于凌晨人们熟睡之时，使得绝大部分人毫无防备，造成24.2万人死亡，重伤16.4万人，名列20世纪世界地震史死亡人数第一。
③邢台地震由两个大地震组成：1966年3月8日5时29分14秒，河北省邢台专区隆尧县（北纬37度21分，东经114度55分）发生震级为6.8级的大地震，震中烈度9度强；1966年3月22日16时19分46秒，河北省邢台专区宁晋县（北纬37度32分，东经115度03分）发生震级为7.2级的大地震，震中烈度10度。
两次地震共死亡8064人，伤38000人，经济损失10亿元。
这是一次久旱之后的大震。
二：地震的发生原理及传播方式发生原理：这是英文seismic wave.由地震震源发出的在地球介质中传播的弹性波。
地震震动知识点总结
地震震动知识点总结地震是指由地球内部的能量释放所引起的地壳振动现象。
地震是地球表面最常见的自然灾害之一，会给人们的生命和财产带来巨大的损失。
因此，了解地震的知识对于人们防范和减轻地震灾害具有重要意义。
本文将对地震的震动知识点进行总结，帮助读者更全面地了解地震现象及其相关知识。
1. 地震的成因地震是由地球内部的构造活动和能量释放引起的，其成因主要包括地壳板块运动、地壳构造变形和岩石断裂等。
地球的岩石在长期受到地壳板块运动、地火山活动等因素的影响，会积聚一定的能量，一旦这些能量达到一定的临界值，就会引发地震。
2. 地震的震源地震的震源是指地震发生的具体位置，通常位于地球的地壳或上部地幔。
地震的震源主要分为浅源地震、中源地震和深源地震。
浅源地震震源位于地表至60公里的地下，中源地震震源位于60-300公里的深处，深源地震震源位于300公里以下。
不同类型的地震震源会对地震的影响和危害程度产生不同的影响。
3. 地震的震级地震的震级是用来表示地震能量大小的一个指标。
常用的地震震级有里氏震级、矩震级和体波震级等。
不同的地震震级对应不同的能量范围和地震破坏程度。
通常情况下，震级越大，地震的影响和破坏就越大。
4. 地震的地震波地震波是地震能量在地球内部传播的波动现象，主要包括体波、面波和混合波等。
体波是由地震震源向周围传播的压缩波和剪切波，它们能够穿过地球内部，传播速度快，破坏力大。
面波是地震波中的横波和纵波，在地震发生后迅速沿着地表面传播，引起地面的上下摇动和水平振动。
混合波是体波和面波的组合波，具有较强的穿透力和破坏力。
5. 地震的烈度地震的烈度是描述地震对地表上人造物和自然环境的破坏程度的一个量度。
常用的地震烈度包括中国的地震烈度标准、美国的梅加-罗波烈度标准和日本的绫波-纹波烈度标准等。
地震烈度是通过对地震引起的破坏现象和受灾情况进行调查研究后得出的。
6. 地震的预测地震预测是指对地震发生的时间、空间和特征进行预测和判断。
(精品)地震学原理介绍
数值从-7(?) ~+9 (地表)不等
(Udias, 1999)
许多不同的震级值：
• ML – 里氏震级（ (原比例尺) • MN – 纳特里震级(常用于美国东北部) • MS – 表面波震级 • MD – 地震尾波持续时间 • mb – 体波震级 对于同样的事件由于地震辐射方向地震传感器性能影响，可能会得到不同 的震级值
需要最少4个P波 到达时刻的数据 建议超定解方案，提供更多准确的位态下岩体的均质 性和各向同性
某一区域范围或某一岩 层质地均匀具有相似的 特性
采用单一的速度模型 （Vp 和Vs为定值）
现实中岩层的非均质性 和各向异性
岩层具有非均质性，而 且具有相似特性的岩层 其内部有分层、构造， 节理或者片理等。
5. 微震活动
事件类型，微震量级分布
1 地震波
地震波是指从震源产生向四周辐射的弹性波。
弹性波包括地震波和声波，与塑波相对。 地震波按传播方式可分为纵波（P波）、横波（S波）
和面波（L波）。
地震波仿真技术
1.1 地震波的类型
地震波的四种基本类型
两种主要的地震波分析: •基本波 (P波) •二级波(S波)
ΔT = P* – P : 残余时间
P*P -0.5ms
震源位置图3
P*P -0.1ms
PP* +1.2ms
θ
最终位置 (x,y,z)
P P* +0.9ms
2.1 传感器的数量
单轴传感器的数量要求
波形分析解出所发 生事件的四个参数 (t0, X0, Y0, Z0)
实现震源定位至少 需要4 个单轴传感器 (即拾取4 个P波初至 时刻 )
地震波及其传播
柱面波，在一定条件下，地震勘探中往往认为波面为平 面。
波前以外的质点还没有开始振动， 波尾以内的质点已经停止振动，只有 波前与波尾之间的质点正处于不同强 度的振动状态，这个区间称为振动带。
波从一点传播到另一点的路径叫 做射线(波线)。
周期振动的频谱
一个复杂的周期振动可以分解为若干个不同频率 与振幅的振动，并且这种关系是唯一的。
一般用振幅谱和相位谱可以表示一个复杂的周期 振动。振幅谱表示分振动的振幅与频率的关系，记为 A(ω)，相位谱表示分振动的相位与频率的关系，记 为φ(ω)，只有同时应用振幅谱和相位谱，才能确定 已知的周期振动。
地震波是一种非周期振动。
u t
非周期振动图
A f
频谱图Biblioteka 地震波的频谱4）波前和射线
某一时刻空间所有 刚刚开始振动的点构成 的曲面，称为该时刻的 波前(波阵面)。
所有刚刚停止振动 的点构成的曲面，称为 该时刻的波尾(波后)。
s2
s1
v 震源 0
v1 v2
波面—等相面：介质中所有同时开始振动的点连成的
波数：波长的倒数，ｋ 传播速度：ｖ
v f f
A
λ
T
k
x
u( x)
u( x)
x
t2时刻波剖面
t1时刻波剖面
x
地面
振动是一点的运动，波动是振动的传播，即介质整体 的运动。 振动传播的速度为波速，与质点本身运动的速度无关。 波速有限是波动的必要条件。 波动伴随能量传播。 频率、周期、振幅、波长、速度、视速度、视波长
射线和波前是互相垂直的。
与物理学中的几何光学相类似，地震波的运动学是研究 地震波波前的空间位置与其传播时间的关系，采用波前、 射线等几何图形来描述波的运动过程和规律（如反射定律、 透射定律、斯奈尔定律、费马原理、惠更斯原理等），因 此称作几何地震学。
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1.1设计加速度过程线
依据GB18306-2001《中国地震动参数区划图》，50年超越概率为10%时，工程区地震动峰值加速度为0.15 g，地震动反应谱特征周期为0.45 s，相应地震基本烈度为7度。
场地土属中软场地土，场地类别为Ⅱ类。
根据（DL5073-2000）《水工建筑物抗震设计规范》的规定，本工程壅水建筑物抗震设防类别为乙类，设计烈度按7度取。
参考工程地质报告，本课题选取美国Taft地震波、人工地震波与实测地震波共三条地震波进行分析。
Taft地震波，1952年7月21日发生于美国的加利弗里亚州地震（California Earthquake，震级7.4级），是位于加州Kern County林肯学校的No.1095地震台测得的地震记录，该记录地距震中约43.5 km。
地震仪设于学校附近一隧洞混凝土地板上，测得完整的三向地震波，记录长达54 s，最大地震加速度175.9 cm/s2，最大速度17.7 cm/s，最大位移9.15 cm。
Taft地震波由于记录完整、数据可靠，在国际地震工程界被广泛引用。
本报告中将其峰值加速度调整至0.15 g得到设计地震加速度过程线进行动力反应分析，通过SHAKE91程序反演后，坝基水平向基岩地震波峰值为0.12 g，竖直向基岩地震波峰值为0.08 g。
横河向、顺河向和竖直向输入加速度之比为3:3:2。
计算地震时长20 s，时间步长为0.02 s，各方向地震波时程如图1.1-1至图1.1-3所示。
人工地震波，是根据《水工建筑物抗震设计规范》选取规范标准反应谱为目标谱生成。
人工波生成时，迭代误差取为5%，其中特征周期T g按照基岩场地取0.3 s，反应谱最大值的代表值βmax取为2，设计加速度代表值为0.15 g。
由此得到设计地震加速度过程线进行动力反应分析，通过SHAKE91程序反演后，坝基水平向基岩地震波峰值为0.12 g，竖直向基岩地震波峰值为0.08 g。
横河向、顺河向和竖直向输入加速度之比为3:3:2。
计算地震时长20 s，时间步长为0.02 s，各方向地震时程如图1.1-4至图1.1-6所示。
实测地震波采用中国水电顾问集团成都勘测设计研究院为进行《长河坝大坝静动力分析及防渗系统子模型静动力分析》课题研究提供的一条实测波，通过SHAKE91程序反演后，坝基水平向基岩地震波峰值为0.12 g，竖直向基岩地震波峰值为0.08 g。
横河向、顺河向和竖直向输入加速度之比为3:3:2。
计算地震时长20 s，时间步长为0.02 s，各方向地震波时程如图1.1-7至图1.1-9所示。
图1.1-1 设计地震Taft地震波顺河向加速度时程曲线
图1.1-2 设计地震Taft地震波横河向加速度时程曲线
图1.1-3 设计地震Taft地震波竖直向加速度时程曲线
图1.1-4 设计地震人工地震波顺河向加速度时程曲线
图1.1-5 设计地震人工地震波横河向加速度时程曲线
图1.1-6 设计地震人工地震波竖直向加速度时程曲线
图1.1-7 设计地震实测地震波顺河向加速度时程曲线
图1.1-8 设计地震实测地震波横河向加速度时程曲线
图1.1-9 设计地震实测地震波竖直向加速度时程曲线。