用于地震预测的点震源地震反应的刚度矩阵计算方法技术

本发明专利技术公开了一种用于地震预测的点震源地震反应的刚度矩阵计算方法，假定点源位错层固定，求得位错源层内的动力响应及固定端面反力；将固定端面反力反加于层状半空间得到固定端面的动力响应；将位错源层内的动力响应和固定端面的动力响应叠加，得到总的动力响应；将总的动力响应与震源时间函数相结合，再经由Fourier‑Hankel逆变换，从而得到时间空间域内三分量的地震图。本发明专利技术是一种基于精确动力刚度矩阵结合积分变换的半解析方法，具有精度不受层厚度限制和不存在误差积累的优点。

【技术实现步骤摘要】
用于地震预测的点震源地震反应的刚度矩阵计算方法
本专利技术涉及一种地震勘探
，特别涉及一种用于地震预测的点震源地震反应的刚度矩阵计算方法。
技术介绍
目前，近年来，在全球大震频发和“韧性城市”建设发展等背景下，由于多数地区强震观测台站数量较少，强震动记录难以满足需求，对于这些缺乏强震动记录的地区，地震动合成是估计未来大地震产生强地面运动的一种有效途径，而点震源地震反应的精确求解是其关键环节。以点震源地震反应求解为核心的地震动合成研究对计算资源有着很高要求，精确高效的数值计算方法是研究顺利开展的保障。目前三维近场地震波场合成方法主要包括理论格林函数法、数值格林函数法和随机合成理论等，其中数值格林函数方法可以计算地表三个平动分量的地震动，而随机合成只能提供一个水平分量，并不能明确方位，两种方法不协调，难以满足重大工程抗震分析对多点多维宽频带地震动输入的需求。而基于频率-波数域格林函数的地震动合成方法是一种具有严密理论基础的宽频带合成方法，可以计算三个平动分量地震动，有效频带可以达到0.1Hz～20Hz。目前基于频率-波数域格林本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于地震预测的点震源地震反应的刚度矩阵计算方法，其特征在于，假设在分层介质内部存在一位错点源，将位错点源所在层定义为点源位错层；设点源位错层固定，求得位错源层内的动力响应及固定端面反力；将固定端面反力反加于层状半空间得到固定端面的动力响应；将位错源层内的动力响应和固定端面的动力响应叠加，得到总的动力响应；将总的动力响应与震源时间函数相结合，再经由Fourier-Hankel逆变换，从而得到时间空间域内三分量地震图。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于地震预测的点震源地震反应的刚度矩阵计算方法，其特征在于，假设在分层介质内部存在一位错点源，将位错点源所在层定义为点源位错层；设点源位错层固定，求得位错源层内的动力响应及固定端面反力；将固定端面反力反加于层状半空间得到固定端面的动力响应；将位错源层内的动力响应和固定端面的动力响应叠加，得到总的动力响应；将总的动力响应与震源时间函数相结合，再经由Fourier-Hankel逆变换，从而得到时间空间域内三分量地震图。


2.根据权利要求1所述的用于地震预测的点震源地震反应的刚度矩阵计算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤一，采用位移和应力间断来表征震源作用；将空间域内表示的震源作用经由周向Fourier展开以及径向Hankel变换展开到波数域内，再结合震源处上下界面的位移和应力连续条件，得到上下行P、SV和SH波的幅值系数；
步骤二，由位移和应力幅值与波幅值系数间关系，由上下行P、SV和SH幅值系数，得到由层内全空间中的位错源产生的位移和应力幅值的解，定义此解为特解，特解包括固定端面反力；反向施加特解的位移幅值于位错源层，由位错源层动力刚度矩阵，求得反向施加特解的位移所产生的动力响应的解，定义此解为齐解，齐解包括固定端面反力；
步骤三，反向施加总的固定端面反力于整个层状半空间，其中总的固定端面反力为特解中的固定端面...

【专利技术属性】
技术研发人员：巴振宁，吴孟桃，梁建文，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12