震源位錯(cuò)模型參數(shù)反演方法研究.pdf

1、大地測(cè)量觀測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展，極大豐富了地殼形變觀測(cè)數(shù)據(jù)，為研究地震斷層錯(cuò)動(dòng)等地球物理問題提供了全新的角度。震源參數(shù)反演不僅是研究斷層錯(cuò)動(dòng)特征、分析震源機(jī)制的重要手段，同時(shí)也為活動(dòng)斷層破裂擴(kuò)展分析、震后形變、巖石圈應(yīng)力變化及后期地震危險(xiǎn)性評(píng)估提供基礎(chǔ)。因此，準(zhǔn)確獲取地震震源參數(shù)對(duì)研究地震機(jī)理等問題至關(guān)重要。以更準(zhǔn)確地反演地震震源參數(shù)為核心研究目標(biāo)，本文對(duì)震源位錯(cuò)模型參數(shù)反演方法進(jìn)行了相關(guān)研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容及工作如下：
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2、）研究了含有不等式約束的總體最小二乘方法。分析了已有附不等式約束的總體最小二乘方法存在的不足，在ICEIV（inequality constrained errors-in-variables）模型基礎(chǔ)上，提出附有不等式約束加權(quán)總體最小二乘問題的擬牛頓修正算法。研究表明，擬牛頓修正法具有良好的收斂性，同時(shí)避免了計(jì)算目標(biāo)函數(shù)的Hesse矩陣，大大提高了算法的計(jì)算效率。模擬附有約束的單一斷層滑動(dòng)參數(shù)反演，研究了該方法在震源參數(shù)反演中的適用性

3、。
　　（2）研究了震源參數(shù)的非線性反演方法。本文將改進(jìn)的多峰值顆粒群算法（Multiple peak Particle Swarm Optimization，MPSO）用于震源參數(shù)反演，詳細(xì)分析了多峰值顆粒群算法的改進(jìn)思路和迭代過程，并將該算法與常用的遺傳算法進(jìn)行了比較。通過模擬震源參數(shù)反演及研究蘆山Ms7.0級(jí)地震和拉奎拉Mw6.3地震，表明了改進(jìn)的MPSO算法具有控制參數(shù)少、快速收斂、解穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)，非常適合用于高度非線性

4、的震源參數(shù)反演。
　　（3）研究了震源滑動(dòng)分布的反演方法。本文顧及格林函數(shù)矩陣的誤差對(duì)滑動(dòng)分布參數(shù)解的影響，將最小二乘法和總體最小二乘法同時(shí)用于反演震源滑動(dòng)分布，根據(jù)觀測(cè)值的數(shù)據(jù)精度給觀測(cè)向量定權(quán)，并根據(jù)滑動(dòng)模型的線性關(guān)系給系數(shù)矩陣元素定權(quán)。模擬不同斷層模型的滑動(dòng)分布反演及研究蘆山Ms7.0級(jí)地震和拉奎拉Mw6.3地震反演。研究表明，總體最小二乘滑動(dòng)分布解與最小二乘滑動(dòng)分布解存在一定差別，但差別的量級(jí)在10-5以內(nèi)。
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5、4）研究了2013年4月20日四川蘆山Ms7.0級(jí)地震和2009年4月6日意大利拉奎拉Mw6.3地震。分別反演得到兩個(gè)地震的非線性震源幾何參數(shù)及精細(xì)震源滑動(dòng)分布。就蘆山地震而言，通過震中周圍的GPS三維約束形變數(shù)據(jù)反演的結(jié)果表明，斷層走向?yàn)?06.47o，斷層傾角為44.11o，主要滑動(dòng)的深度為4km-20km，平均滑動(dòng)量為0.17m，最大滑動(dòng)量為0.72m，主要分布在深度為13km-14km的范圍，得到的地震矩為1.19×1019N.