【摘要】：地球內(nèi)部普遍存在各向異性。近幾十年來,隨著臺站數(shù)據(jù)的海量增加和流動臺站的建設(shè)、地震學(xué)方法的完善以及計算機技術(shù)的發(fā)展,科學(xué)家們對地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究日趨細(xì)致和深入,其中對地球各向異性的研究是至關(guān)重要的一部分。以往對地震的觀測到時、射線路徑以及波形的處理大都基于各向同性假設(shè)。前人的實驗室結(jié)果表明大部分的地球巖石是各向異性的。地震波經(jīng)過很長的傳播路徑后疊加效果會強化各向異性的影響,而忽略各向異性的影響將會對地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的反演以及地震定位結(jié)果造成或大或小的誤差。本文首先介紹了探索各向異性介質(zhì)中高效的走時計算方法以及地震定位方法的意義,然后總結(jié)、分析了國內(nèi)外計算各向異性介質(zhì)地震波走時計算和地震定位的主要方法及其特點。對于橫向各向同性介質(zhì)給定射線角的地震波速度,我們不再使用基于弱各向異性假設(shè)的群速度近似公式而是以二分法準(zhǔn)確地求取,從而高精度地計算地震波傳播過程中的走時和射線路徑。隨后我們重點研究了穩(wěn)健性好的最小走時樹射線追蹤方法,并將其應(yīng)用于三維各向異性介質(zhì)。為了在不降低精確度的情況下提高計算地震波走時的速度,我們對子波傳播區(qū)域隨地震波傳播動態(tài)調(diào)整的最小走時樹射線追蹤方法進行了改進:對算法中最為費時的子波傳播走時計算部分,進行多核多線程并行化處理;使用效率更高的最小堆排序方式管理波前點以進一步減小計算量。分別使用均勻以及復(fù)雜的各向異性模型進行測試,算例表明,該方法可快速、精確地計算對稱軸任意傾斜的三維復(fù)雜橫向各向同性介質(zhì)中的地震波走時和射線路徑;和傳統(tǒng)算法相比,使用4核8線程計算速度可提高6倍。之后,我們將改進的最小走時樹走時計算方法應(yīng)用于各向異性介質(zhì)的地震定位中。地震定位方法選用的是穩(wěn)健性較強的交切法。復(fù)雜各向異性介質(zhì)模型的定位試驗結(jié)果表明:在速度模型和到時準(zhǔn)確時,地震定位結(jié)果準(zhǔn)確;到時存在擾動時,定位結(jié)果有偏差。同時數(shù)值模型定位實驗表明:不同臺站P波到時差約束的震源軌跡對震源位置約束不是很強,特別是當(dāng)?shù)卣鹪谂_網(wǎng)之外時;利用相同臺站不同類型波的到時差約束的震源軌跡可以顯著增強對震源位置的約束,尤其是震源深度。
【學(xué)位授予單位】：中國地震局地球物理研究所
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P631.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2804947