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第一章 地震学的范围1

1.1 早期历史1

目录1

1.2 从1915年到1960年的发展4

1.3 1960年以后的时期5

1.3.1 地震学与核爆炸5

1.3.2 标准的全球记录7

1.3.3 计算机和复杂性9

1.3.4 地球外的震学10

1.4 本书计划12

2.1 应力分析15

第二章 弹性理论15

2.1.1 应力张量16

2.1.2 应力张量的对称性18

2.1.3 Kronecker delta函数δfj和交变张量19

εijk的应用19

2.1.4 应力二次曲面20

2.1.5 弹性动力学运动方程21

2.2 无穷小应变22

2.2.1 旋转张量23

2.2.2 应变张量24

2.2.3 体积膨胀26

2.2.4 守恒方程27

2.3 曲线坐标28

2.4 完全弹性29

2.4.1 完全弹性各向同性物质的应力-应变关系30

2.4.2 用位移表示运动方程31

2.4.3 某些完全弹性物质32

2.4.4 杨氏模量和泊松比34

2.4.5 完全弹性体内的能量35

2.4.6 弹性平衡定理38

2.4.7 求解弹性问题41

2.5 非各向同性物质和横向各向同性42

2.6 时间效应造成的对于完全弹性的偏离43

2.6.1 流体粘滞性44

2.6.2 Kelvin-Voigt模型46

2.6.3 弹性后效47

2.6.4 Maxwell模型48

2.6.5 固体的强度49

2.6.6 固体和流体50

2.7 有限应变理论51

2.8 练习52

3.1.2 阻尼振动56

3.1.1 简谐运动56

3.1 一个自由度的系统的振动56

第三章 振动和波56

3.1.3 受迫振动58

3.1.4 Delta函数59

3.1.5 Green函数60

3.2 多于一个自由度的系统的振动63

3.2.1 有限自由度系统的本征振动64

3.2.2 Rayleigh原理66

3.2.3 弹性绳上的质点66

3.2.4 连续系统的振动68

2.2.5 地震学的考虑69

3.3 平面波71

3.3.1 Fourier积分定理和谱72

3.3.2 简谐平面波73

3.3.3 向量波。偏振75

3.3.4 驻波76

3.3.5 波的频散77

3.3.6 平面波运动的能量79

3.3.7 平面波在一般方向上的传播81

3.4 波动方程81

3.4.1 球对称情况82

3.4.2 一般解82

3.4.3 射线理论83

3.5 二维波动84

3.6 散射87

3.7 衍射88

3.8 Helmholtz方程和Sturm-Liouville方程91

3.9 练习93

第四章 弹性体波97

4.1 P波和S波97

4.1.1 平面波情况98

4.2 无限介质中的震源体99

4.2.1 球形源99

4.1.2 Poisson关系式99

4.2.2 点源的Green函数表示101

4.2.3 互易性定理102

4.3 地震中的地面运动形式104

4.4 重力涨落的影响107

4.5 弹性不完全性的影响108

4.5.1 滞弹性的本构律108

4.5.2 线性模型和Jeffreys幂次律110

4.5.3 谐波的阻尼。品质因数Q112

4.6 热力学条件114

4.7 有限应变效应114

4.8 球面波情况115

4.9 练习118

第五章 弹性面波和球的本征振动121

5.1 沿平界面传导的波121

5.2 Rayleigh波125

5.3 Stoneley波127

5.4 Love波128

5.4.1 节面129

5.4.2 频散曲线130

5.4.3 连续变化介质的微分方程131

5.5.1 单一表层的Rayleigh波132

5.5 在多层介质和多个震源中存在的面波132

5.5.2 矩阵理论。Love波和Rayleigh波135

5.5.3 Lamb问题140

5.6 弹性球的正态振荡141

5.6.1 基本方程142

5.6.2 扭转（超环式）振型144

5.6.3 球型和径向振型145

5.6.4 振荡的几何描述146

5.6.5 旋转和椭率的影响。地球光谱学148

5.6.6 关于行波的二重性149

5.7.1 运动方程。对应原理150

5.7 线性粘弹介质中的地震波150

5.7.2 阻尼地震波151

5.7.3 粘弹性球的阻尼振荡152

5.8 练习153

第六章 弹性波的反射和折射158

6.1 公式158

6.1.1 反射和折射定律158

6.1.2 关于两种介质的一般方程159

6.2 特殊情况160

6.2.1 入射SH波的情况160

6.2.2 向自由平界面入射的P波162

6.3 曲界面和首波164

6.2.3 向自由平界面入射的SV波164

6.4 频散波的折射166

6.6 练习170

第七章 球状成层地球模型中的地震射线173

7.1 地震射线参数p173

7.1.1 非均匀介质中的射线。程函方程174

7.2 给定的射线族中p、△、T之间的关系176

6.5 散射的地震波。矩阵理论177

7.2.1 关系式p＝dT/d△177

7.2.2 T、△的某些积分表达式177

7.2.3 ξ函数和ζ函数179

7.2.4 d△/dp和dT/dp的表达式180

7.3 与v和r的指定变化相应的△和T的关系181

7.3.1 第一种情况181

7.3.2 第二种情况182

7.3.3 第三种情况182

7.3.4 第四种情况183

7.3.5 第五种情况183

7.3.6 第六种情况184

7.3.7 第七种情况185

7.3.8 第八种情况185

7.4.1 Herglotz-Wiechert-Bateman反演187

7.4 由（T，△）关系推导P波和S波速度分布187

7.3.9 第九种情况187

7.4.2 Bullen方法190

7.4.3 线性反演方法190

7.4.4 低速层的反演193

7.4.5 τ方法195

7.5 特殊的速度分布197

7.5.1 地震射线的曲率197

7.5.2 均匀介质中的射线197

7.5.3 圆形射线；v＝a-br2定律197

7.6.1 近震（T，△）关系的特殊形式199

7.6 近震走时理论199

7.5.4 Mohorovi？i？定律v=arb199

7.6.2 应用于成层地壳结构200

7.6.3 误差、分辨率和台网设计202

7.6.4 层厚度的确定203

7.6.5 人工源的利用。地震勘探204

7.7 练习207

第八章 球状成层地球模型中地震波引起的表210

面运动的振幅210

8.1 能量考虑210

8.1.1 出射波中波阵的单位面积能量210

8.1.2 能量和振幅之间的关系212

8.2 入射波引起的表面运动213

8.3 作为△的函数的振幅215

8.4 在介质中传播期间的能量损耗216

8.4.1 性质的缓慢变化216

8.4.2 单一间断面218

8.5 改变类型的波219

8.6 与（T，△）曲线中的尖点相应的振幅220

8.7 地震面波的振幅221

8.8 反射率算法221

8.9 练习225

第九章 测震学228

9.1 水平分量地震仪229

9.1.1 倾斜效应230

9.2 垂直分量地震仪231

9.3 指示器方程232

9.4 地震仪的阻尼233

9.5 指示器方程的解234

9.5.1 简谐地面运动235

9.5.2 脉冲地面运动235

9.5.3 一般地面运动响应曲线236

9.6 由地震图计算地面运动238

9.7 位移计、速度计和加速度计239

9.7.1 记录方法和计时240

9.8 地震地面运动的动态范围241

9.8.1 脉动241

9.8.2 频率范围243

9.8.3 振幅范围244

9.9 现代地震仪245

9.9.1 电磁式245

9.9.2 信号增强。数字处理247

9.9.3 强地面运动加速度计和台阵248

9.9.4 应变、倾斜和其他测量251

9.9.5 便携式地震仪和微处理机。遥测252

9.9.6 海底地震仪253

9.10 工程响应谱254

9.11 练习256

第十章 走时表的制定259

10.1 地震定位的参数259

10.2 震中距和方位角的计算259

10.3 地震图的特点260

10.4 P走时表的估算262

10.4.1 震源参数和表参数间的条件方程。Geiger和Inglada方法262

10.4.2 最小二乘方理论和反演理论的应用264

10.4.3 Jeffreys的逐次逼近法。累加值268

10.4.4 均匀折算和稳健估计273

10.4.5 区域变化和震源深度275

10.5 数字计算机的利用。层析成象277

10.6 非P震相的走时表279

10.6.1 在地震图上用于读取震相的符号279

10.6.2 各种走时表之间的关系282

10.6.3 体波走时表的类型283

10.7 地球扁率的影响285

10.8 面波的走时287

10.9 数值结果288

10.9.1 Jeffreys-Bullen地震走时表289

10.9.2 PKP表291

10.9.3 扁率表292

10.9.4 速度的统计处理和走时表的估算294

10.10 练习297

第十一章 地震观测台299

11.1 观测台的内部299

11.1.1 地震图的解释301

11.1.2 震源位置和地震大小的测定304

11.1.3 地震参数的成组估算305

11.1.4 异常观测。T震相。前驱波306

11.2 国际地震组织307

11.2.1 国际地震目录308

11.2.2 全球数字台网309

11.3 练习312

第十二章 异常结构中的地震波314

12.1 各向异性介质314

12.1.1 运动方程和限定条件314

12.1.2 各向异性介质中的面波316

12.2 均匀介质。WKBJ近似318

12.3 地形和结构的变化320

12.3.1 有限差分法321

12.3.2 有限单元法322

12.3.3 数值结果。山和海—陆的过渡329

12.3.4 变分方法337

12.4 实验室模型地震学341

12.5 练习341

第十三章 地震波和行星内部346

13.1 地球内的主要间断面346

13.1.1 地壳的存在。海洋和大陆的结构346

13.1.2 地核的存在348

13.1.3 地幔中的间断面350

13.1.4 地核中的间断面352

13.1.5 地球内部的分区353

13.2.1 地壳355

13.2 地球和月球中P和S的速度分布355

13.2.2 岩石圈357

13.2.3 深处内部。最新结果358

13.2.4 月球内部361

13.3 地球中地幔和地核的状态362

13.3.1 固体和流体362

13.3.2 非弹性性质364

13.4 地球的密度变化365

13.4.1 密度变化的早期模型366

13.4.2 地震学中的密度梯度方程366

13.4.3 非均匀层的扩展。指数η368

13.5.1 Bullen的步骤370

13.5 密度测定的反问题370

13.5.2 Bullen的压缩系数——压力假设372

13.5.3 线性反演。权衡曲线373

13.5.4 地震波的直接应用378

13.6 区域的分层382

13.6.1 上地幔382

13.6.2 区域D″383

13.6.3 外核（E区）385

13.6.4 区域F385

13.6.5 内核（区域G）386

13.7 地球内等密度面的扁率387

13.8 练习388

第十四章 长周期振荡和地球内部390

14.1 历史背景390

14.2 地球振型的数值结果392

14.2.1 扭转振荡393

14.2.3 模态的分裂。单音效应397

14.3 观测本征谱的估算404

14.3.1 Fourier分析404

14.3.2 综合检波405

14.3.3 本征频率、振幅、相位和Q的计算407

14.3.4 观测值408

第十五章 地震统计和预报413

15.1 地震的能量释放413

15.1.1 近震的情况414

15.1.2 关于震源球对称的假设414

15.1.3 面波的应用415

15.2 地震的震级417

15.2.1 震级和能量420

15.2.2 地震发生的震级和频度的关系420

15.3 地震活动性422

15.3.1 浅震的地理分布422

15.3.2 深源地震的分布424

15.3.3 构造关联性426

15.3.4 水库诱发地震428

15.4 前震和余震430

15.4.1 余震430

15.4.2 前震431

15.4.3 震群431

15.5 地震预测432

15.5.1 预测理论432

15.5.2 周期性和相关性。地震活动性图象433

15.5.3 地震波速度的变化435

15.5.4 应变的变化436

15.5.5 扩容模式437

15.5.6 其他方面的参数。液化438

15.6 练习440

第十六章 震源443

16.1 弹性回跳模型443

16.1.1 地震的成因443

16.1.2 震前的应变能445

16.1.3 断层和破裂447

16.1.4 双力偶模型450

16.2 震源机制估计451

16.2.1 断层面解方法451

16.2.2 成组断层面解的概率模型457

16.3 移动位错源462

16.3.1 运动学和动力学。近场和远场462

16.3.2 辐射图案和方向性466

16.3.3 合成地震图470

16.4 地震矩471

16.4.1 矩张量472

16.4.2 地震矩的估计474

16.5 练习476

第十七章 强地面运动地震学481

17.1 地震的影响481

17.2 宏观地震资料482

17.2.1 地震影响的烈度482

17.2.2 等震线和加速度484

17.2.3 断层破裂相关性485

17.3 近场参数487

17.4 记录的强地面运动488

17.4.1 峰值地面加速度、速度和位移488

17.4.2 振动的持续时间492

17.4.3 谱特征493

17.4.4 局部效应、土层和上抛495

17.4.5 衰减499

17.5 台阵分析502

17.6 地震危险性505

17.6.1 统计理论。Poisson分布和灾害分布505

17.6.2 地面运动超过数的概率507

17.6.3 地震的概率寿命图512

17.6.4 抗震结构的设计514

17.7 海啸、湖震和大气振荡516

17.8 练习520

附录：两种地球模型中的参考速度和弹性参数522

单位换算表529

选读文献529

参考文献533

14.2.2 球型振荡993