基于鹤岗地震台阵勘选数据,分析各子台记录的矿震和天然地震的频谱特征,从各子台频谱一致性角度对观测场地进行评估;采用希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang,简称HHT)方法,分析矿震和天然地震的时频特征。结果显示:勘选记录的地震频谱特征与已有研究一致,各子台特征也较一致,该勘选场地适合建设台阵;由经验模态分解(EMD)后的本征模态函数(IMF)分量可以明显识别出矿震面波,矿震和天然地震的HHT谱的时频特征有明显区别。
Based on the survey data of the Hegang Seismic Array, this paper analyzes spectral characteristics of seismic records for mine earthquakes and natural earthquakes recorded by each observation site and evaluates them from the perspective of spectrum consistency. The HHT method was used to analyze the time-frequency characteristics of seismic records for natural earthquakes and mine earthquakes. The results show that the seismic spectrum characteristics of this survey are consistent with the existing research results and the characteristics of each site are also consistent. The survey site is suitable for a construction site. The surface wave of a mine shock can be clearly identified from the IMF components after EMD. There is a clear difference between HHT spectrum characteristics of seismic records for natural earthquakes and mine earthquakes.
2020,41(6): 15-26
DOI:10.3969/j.issn.1003-3246.2020.06.002
基金项目:中国地震局地震科技星火计划(项目编号:XH190802Y)
作者简介:常金龙(1979-),男,中国科学院测量与地球物理研究所大地测量学与测量工程专业毕业,获硕士学位,高级工程师,主要从事地壳形变监测、GPS应用研究及台站测震分析工作。E-mail:changjinlong2004@163.com
参考文献:
戴勇,高立新,张帆,等. 数字地震波时频分析[J]. 地震地磁观测与研究,2017,38(6):10-16.
和雪松,李世愚,沈萍,等. 用小波包识别地震和矿震[J]. 中国地震,2006,22(4):425-434.
黄光南. 希尔伯特黄变换及其在地震资料分析处理中的应用[D]. 青岛:中国海洋大学,2009.
靳玉贞,林木金,范晓瑜,等. 山西地区爆破、塌陷(矿震)特殊地震动特征识别[J]. 地震地磁观测与研究,2015,36(3):63-66.
梁宏,朱永莉,李大虎,等. 基于希尔伯特-黄变换的九寨沟M 7.0地震加速度记录时频分析[J]. 国际地震动态,2019,(7):9-16.
刘莎,杨建思,田宝峰,等. 首都圈地区爆破、矿塌和天然地震的识别研究[J]. 地震学报,2012,34(2):202-214.
卢俊,吴建星. 基于EEMD方法的地下矿山微震信号去噪研究[J]. 有色金属(矿山部分),2019,71(4):12-18.
石瑞敏,杨兆建. 基于改进EMD的多绳摩擦提升机载荷信息特征提取[J]. 煤炭学报,2014,39(4):782-788.
万永革. 数字信号处理的MATLAB实现[M]. 北京:科学出版社,2012:384-406.
王风,吕震,刘兵,等. 邹城地区矿震、爆破和(天然)地震事件的特征分析[J]. 地震地磁观测与研究,2013,34(1/2):82-86.
武安绪,吴培稚,兰从欣,等. Hilbert-Huang变换与地震信号的时频分析[J]. 中国地震,2005,21(2):207-215.
杨柳,张可佳,杨桐,等. 长春地震台网地震、爆破与矿震记录的识别[J]. 高原地震,2015,27(2):1-5.
杨培杰,印兴耀,张广智. 希尔伯特-黄变换地震信号时频分析与属性提取[J]. 地球物理学进展,2007,22(5):1585-1590.
张华,姚宏,陈鑫,等. 矿震识别及成因研究进展[J]. 国际地震动态,2014,(3):4-12.
张萍,蒋秀琴,苗春兰,等. 爆破、矿震与地震的波谱差异[J]. 地震地磁观测与研究,2005,26(3):24-34.
张义平,李夕兵. Hilbert-Huang变换在爆破震动信号分析中的应用[J]. 中南大学学报(自然科学版),2005,36(5):882-887.
郑建常,徐长朋,赵金花,等. 基于S变换的矿山地区地震波形时频分析[J]. 地震地磁观测与研究,2014,35(5/6):8-14.
钟佑明,秦树人,汤宝平. 希尔伯特-黄变换中边际谱的研究[J]. 系统工程与电子技术,2004,26(9):1323-1326.
Huang N E, Shen Z, Long S R, et al. The empirical mode decomposition and the Hilbert spectrum for nonlinear and non-stationary time series analysis[J]. Proc R Soc A, 1998, 454(1971):903-995.