地震概论复习ppt.

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1、课程大纲： 第一章 绪论 1.1 古代人类对地震的认识 1.2 地震学的发展简史 1.3 我国地震分布特征 第二章 地震波 第三章 地震波的传播理论 第四章 地球内部结构 第五章 地震机制 第六章 地震仪和地震基本参数的确定 第七章 地震预报 第八章 宏观地震学 （1）地震波传播理论和地球内部物理学：研究地震波在地球介 质中的传播规律以及地球内部构造及力学参数特征。 （2）强地面运动地震学：它是研究中强地震引起的近场地面 运动的一门分支学科，将震源、地震波的传播介质、场地作 为一个系统来研究，其一方面可为工程抗震设防提供依据， 另一方面又可为研究震源特征提供基础。 （3）测震学：地震仪的原理及

2、仪器的研制、台网布局、观测记 录的分析和解释。 （4）地震形成机制 地震学研究内容： 课程大纲： 第一章 绪论 第二章 地震波 2.1 地震学中的基本名词和概念 2.2 波的性质简述 2.3 弹性介质及波动方程 2.4 地震波的类型及应用 第三章 地震波的传播理论 第四章 地球内部结构 第五章 地震机制 第六章 地震仪和地震基本参数的确定 第七章 地震统计分析 第八章 宏观地震学 地震学几个基本概念： 地震波 震源 震中 震源深度 震中距 发震时刻 震级 2.1 地震学中的基本名词和概念 烈度 2.1 地震学中的基本名词和概念 作用：长期以来是建筑的抗震设计指标 地震序列 2006年4月1日台

3、东地震发生后一 个月内余震分布及深度剖面 2.1 地震学中的基本名词和概念 序列分类（时间特征） (参见Utsu，2002) 主震-余震型前震-主震-余震型 震群型 第二类震群 地震分类 一、按照成因不同的地震分类 构造地震(90%) 塌陷地震（3%） 火山地震（7%） 碰撞地震 诱发地震 人工地震 2.1 地震学中的基本名词和概念 地震分类 一、按照震源深度的地震分类 地震分类 二、按照震源深度的地震分类 2.1 地震学中的基本名词和概念 浅源 中源 深源 地球上75%以上的地震是浅源地震。其中震源深度多为520千米 。 波阵面： 波前： 波线： 2.2 波的性质简述 波阵面和波射线 波 阵

4、 面 波 线 球面波：波面为球面 波动基本性质 波在传播介质的界面上能产生反射和折射 弹性波叠加时遵守波的叠加原理 两束或两束以上的同频波叠加时能产生干涉现象；能量 汇集形成驻波 弹性波在传播过程中遇到障碍物边缘或孔洞时将发生弯 折现象，称为波的绕射（衍射）； 某些波具有偏振现象，既传播介质质点的振动发生在垂 直于传播方向的平面内 波在传播过程中会有幅值衰减的现象。 2.2 波的性质简述 2.1 介 质 地震方法的基础：地震波在岩石中的传播规律，而岩石的弹性性质决 定了地震波的传播规律。在讨论地震波的传播问题 时，一般是基于弹性力学原理，并假设地球介质是 均匀的、连续的、各向同性和完全弹性的

5、二 地震理论基础 2.3 弹性介质及波动方程 介质的弹性弹性性质(elastic)： DL s 未加载 加载 卸载 2.3 弹性介质及波动方程 DL s 未加载 加载 卸载 2.3 弹性介质及波动方程 介质的脆性性质（brittle） DL s 未加载 加载 卸载 卸载不能完全恢复原状， 有“永久残余变形”。 介质的塑性性质（Plastic） 2.3 弹性介质及波动方程 RheologyRheology（流变学）（流变学） PropertyProperty Time (t) Strain (e) stress applied permanent strain on off elastic An

6、elastic滞弹性 Plastic塑性 2.3 弹性介质及波动方程 内力假想切开物体，截面两边互相作用的力（合力和合力矩)，称为内力。 2.3 弹性介质及波动方程 应力 应变 1、杨式模量E: 2、泊松系数 3、体变模量k 4、切变模量 x F 一般速度分布可以导 出k和，然后从k和 导出和 2.2 固体弹性参数 二 地震理论基础 切变情况下偏转的角度 2.3 弹性介质及波动方程 (1) 纵波（Longitudinal wave, or Compressional wave) (2) -质点振动方向与振动（能量）传播方向 一致一致 -传播速度为： (2)横波横波（Transverse wav

7、e, or Shear wave) -质点振动方向与振动（能量）传播方向垂直垂直 -传播速度为： 因此，在地震记录上纵波总是首先到达。 所以，纵波也被称为P波（Primary wave） 横波也被称为S波（Secondary wave） 2.4 地震波的类型 1.体波P波和S波属于体波，体波可以穿透地球内部 ，所以可以得到地球内 部的细结构。首次出现在地震图上。 二 地震理论基础 2.4 地震波的类型及应用 2.4 地震波的类型及应用 2.4 地震波的类型及应用 地震波图 思考：P波和S波的主要差异？ Love 波 Rayleigh 波 2.面波 2.4 地震波的类型 二 地震理论基础 2.4

8、 地震波的类型及应用 2.4 地震波的类型 二 地震理论基础 群速度 相速度 速度频散 2.4 地震波的类型及应用 思考：速度随周期如何 变化？说明什么问题 2.4 地震波的类型 二 地震理论基础 2.面波具有以下性质： 2.4 地震波的类型及应用 3.自由振荡波 (1).环型振荡： (2).球型振荡： 2.4 地震波的类型 环型振荡:相当于Love波的推广 球型振荡:相当于Rayleigh波的推广 二 地震理论基础 2.4 地震波的类型及应用 自由振荡的频散特征自由振荡的频散特征 影响自由振荡周期的因素影响自由振荡周期的因素： （1）自转 （2）横向非均匀性 2.4 地震波的类型及应用 3.

9、自由振荡波 功率谱曲线：振荡波的周期可从几百秒长达一小时。不同周期即不同 频率成分的能量不同，反映振荡频率的能量分布曲线称为功率谱 曲线。 4、地震尾波 (1).定义：地震记录中震相后面的延伸波。 (2).尾波的延续时间地震震级标度 尾波频谱分析震源特征 尾波的衰减介质不均匀性研究 2.4 地震波的类型 二 地震理论基础 2.4 地震波的类型及应用 作业一： 1. 解释以下概念 （1）地震波的频散；（2）地震波的散射；（3）地震波传 播的群速度；（4）地震波振幅随传播距离衰减的可能原 因 2. 试论Rayleigh和Love面波产生的条件，地表质点运动特征 。利用面波的什么特征研究地球内部结构

10、？主要有哪些方 法？ 第一章 绪论 第二章 地震波 第三章 地震波的传播理论 3.1 地震波传播理论 3.1.1 水平层状介质（反射、折射、时距曲线） 3.1.2 倾斜介质时距曲线 3.1.3 多层水平介质 3.1.4 球状介质 3.2 体波各种震相和走时 第四章 地球内部结构 第五章 地震机制 第六章 地震仪和地震观测 第七章 地震统计分析 第八章 宏观地震学 课程大纲 主要简化和基本理论 1、地震波的复杂性 包含有纵波和横波； 地球内部介质不均匀，有界面，内外物质力学性质差别大 ； 地球介质是非完全弹性的； 天然地震的震源过程本身也相当复杂， 3.1 地震波传播理论 3.1.1 地震波传播

11、理论概述 2、分析地震波时的主要简化假设 忽略次要因素，突出主要因素，使问题简化、易于处理，从而得 出地震波在地球中传播的基本规律。我们可以把地球介质简化为均匀 连续、各向同性的、完全线弹性的连续介质。 3.1 地震波传播理论 3、地震波传播理论的主要内容 针对简化后的地球介质模型，一般对地震波在地球内部传播的 研究主要有两类方法：动力学方法和运动学方法。 动力学方法通过求解满足相应边界条件的波动方程，研究平面 波在平界面上的反射、折射，均匀半空间及平行分层空间中的地 震面波，以及针对球对称模型的自重地球的自由振荡。 运动学方法将波动方程的求解进一步简化成关于波传播的射线 理论，利用“地震射线

12、”这一概念，研究地震波在地球内部传播的 运动学特征，并在次基础上获得地球内部的相关结构信息。 3.1 射线传播理论基础 地震波与其它波动现象（如，光波、电磁波）一样， 有反射、透射、衍射、散射等现象；也满足：惠更斯原理（ Huygens Principle) 和费尔马原理（Fermats Principle) 。 光学中的Fermat定理: “光在介质中传播的路径 为走时（travel-time)最 小的路径” 地震学中的Fermat定理: 地震波在介质中传播的 路径为走时最小的路径. Fermat定理是地震波的高频近似解。 惠更斯原理（Huygens Principle ） 介质中波动传播到

13、的各点都可以 看作是发射子波的波源，其后的任意 时刻，这些子波的包络就是新的波前 O 三 地球内部速度分层及其方法 3.1 地震波传播理论 (1)在水平分界面上斯涅尔定律 (2)在球对称分界面上斯涅尔定律 3.1 射线传播理论基础 三 地球内部速度分层及其方法 3.1 地震波传播理论 震源不在地表（h0） 3.1.1 水平层状介质（反射、折射、时距曲线） 3.1 地震波传播理论 地壳最上部的4km以每公里0.25km/s的速度递增，下面2km以每公里 1km/s的速度递增，后面的12km仍然以每公里0.25km/s的速度递增，我们研 究其中的走时、震中距和p参数的关系。 3.1 地震波传播理论

14、 地壳最上部的4km以每公里0.25km/s的速 度递增，下面2km以每公里1km/s的速度递 增，后面的12km仍然以每公里0.25km/s的速 度递增，我们研究其中的走时、震中距和p 参数的关系。 3.1 地震波传播理论 含有低速层中的地震射线影区的产生模拟 3.1 地震波传播理论 含有低速层中的地震射线影区的产生模拟 3.1 地震波传播理论 震相 是地震图上显示的性质 不同或传播路径不同的 地震波组 震相命名规则 3.2 体波各种震相和走时 P： 在地幔里的P波 K： 在外核里的P波 I： 在内核里的P波 S： 在地幔里的S波 J： 在内核里的S波 c：在核幔边界(CMB)的反射波 i：

15、在内核边界(ICB)的反射波 第一章 绪论 第二章 地震波 第三章 地震波的传播理论 第四章 地球内部结构 4.1 地球内部结构的发现 4.2 地球模型简介 4.3 反演问题 4.4 地震层析成像与地球内部三维结构 第五章 地震机制 第六章 地震仪和地震基本参数的确定 第七章 地震统计分析 第八章 宏观地震学 课程大纲 认识地球结构大事件年表如下： 1)1906年奥尔德姆首先试图从地震波 穿过地球的时间来推断整个地球内 部构造。 2) 1909年莫霍洛维奇发现莫霍界面 ，其意义在于首次提出地球内部是 分层的,划分出地壳和地幔。 3) 1914年古登堡根据地震体波的“影 区”确认了地核的存在，并测定了 核-幔间断面深度为地表下2900公 里。 4）杰弗里斯等根据地核不能传播横波 的特性，地震学家又推断出地核是 液态的。 5）1936年莱曼通过对体波“影区”的 进一步研究，发现了在液态的地核 中还有一个固态的地球内核。 6）我国科学家和理查兹发现地球内核 的转动比地壳、地幔快。 4.1 地球内部结构的发现 1）