地震學(xué)以彈性力學(xué)為基礎(chǔ)，因此在第二章我們對(duì)彈性力學(xué)的基本概念做一簡單回憶，第三章則根據(jù)這些彈性力學(xué)的基本概念和定律得到地震波在三維介質(zhì)中傳播的地震波動(dòng)方程、這些方程中與地震震相有哪些聯(lián)系，地震震相有哪些性質(zhì)。第四章根據(jù)第三章地震波動(dòng)方程的描述，研究平層介質(zhì)中的地震波傳播在地球表面、地球內(nèi)部的平層界面的反射、透射系數(shù)，涉及到地震圖的振幅和相位如何確定；第五章，地震面波與地球自由振蕩；第六章首先根據(jù)地震波動(dòng)方程得到地震波傳播可以看作射線的條件，然后研究平層作為射線理論的地震波走時(shí)和震中距的計(jì)算；作為遠(yuǎn)距離觀測地震波，第七章介紹球?qū)咏橘|(zhì)中射線形狀、地震波走時(shí)和震中距計(jì)算；作為第六、七章的延續(xù)，講解如何采用地震波走時(shí)和震中距的計(jì)算理論求解地下速度結(jié)構(gòu)和地震參數(shù)；第九章，地震波的能量、振幅衰減與震級(jí)；第十章，講解地震震源理論初步。
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目錄
前言
第1章引言1
1.1地震學(xué)簡史1
1.2全球地震活動(dòng)分布與板塊構(gòu)造7
1.3中國的地震分布與塊體構(gòu)造11
1.4地殼14
1.5全球平均速度模型15
習(xí)題22
第2章應(yīng)力和應(yīng)變27
2.1應(yīng)力27
2.1.1應(yīng)力張量27
2.1.2任意個(gè)面上的應(yīng)力可以由應(yīng)力張量表示28
2.1.3坐標(biāo)變換及脫離坐標(biāo)系的任意截面上的剪應(yīng)力和正應(yīng)力表示30
2.1.4主應(yīng)力和應(yīng)力主軸33
2.1.5應(yīng)力值37
2.2應(yīng)變張量38
2.2.1位移場表示38
2.2.2應(yīng)變的物理解釋39
2.2.3本征值和本征向量42
2.3線性的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系42
2.3.1彈性常數(shù)的引入42
2.3.2彈性參數(shù)的物理意義44
2.3.3彈性系數(shù)之間的關(guān)系45
2.3.4彈性模量的單位46
習(xí)題46
第3章地震波動(dòng)方程50
3.1維波動(dòng)方程50
3.1.1維波動(dòng)方程的導(dǎo)出及求解50
3.1.2維波動(dòng)傳播的模擬52
3.1.3描述地震振動(dòng)和波的基本概念54
3.2三維波動(dòng)方程的導(dǎo)出57
3.3體應(yīng)變和剪切應(yīng)變的波動(dòng)方程59
3.4地震波的勢61
3.5三維波動(dòng)方程求解62
3.6P波和S波的振動(dòng)方向64
3.6.1P波的振動(dòng)方向64
3.6.2S波的振動(dòng)方向66
3.6.3P波和S波振動(dòng)方向的空間表示70
3.7三維方程的球坐標(biāo)下求解：球面波72
3.8有限差分求解二維聲波傳播方程75
習(xí)題78
第4章平層介質(zhì)中的地震波83
4.1地震波傳播的連續(xù)性條件和勢函數(shù)83
4.1.1平層介質(zhì)中地震波傳播的連續(xù)性條件83
4.1.2P波、SV波與SH波的波場是分離的84
4.1.3PSv系統(tǒng)和SH系統(tǒng)的勢函數(shù)84
4.2地球自由表面地震波的反射84
4.2.1P波在自由界面的反射85
4.2.2SV波入射到自由表面90
4.2.3SH波在自由界面上的反射94
4.2.4自由界面上的位移，視入射角95
4.3地震波在內(nèi)部平層界面的反射和透射系數(shù)98
4.3.1SH波的反射和透射系數(shù)98
4.3.2PSV系統(tǒng)的反射、透射系數(shù)102
4.4模擬平面波的矩陣方法106
4.4.1Haskell矩陣106
4.4.2反射透射系數(shù)矩陣107
4.4.3Haskell矩陣在平層介質(zhì)中的傳遞109
習(xí)題110
第5章地震面波和地球自由振蕩114
5.1Love波114
5.1.1Love波頻散方程114
5.1.2截止頻率和最長波長117
5.1.3頻散曲線計(jì)算例118
5.1.4位移分布119
5.2Rayleigh波125
5.2.1均勻半空間中的Rayleigh方程125
5.2.2均勻半空間中的Rayleigh波的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)127
5.2.3液體層覆蓋在半空間介質(zhì)上的Rayleigh波方程132
5.3Iove波為SH波相長干涉的結(jié)果133
5.4地震波頻散135
5.4.1頻散的直觀解釋135
5.4.2面波衰減較慢的解釋139
5.5根據(jù)地震圖得到面波群速度和相速度的方法140
5.5.1群速度141
5.5.2相速度160
5.6全球面波166
5.7多層介質(zhì)中面波的頻散曲線的計(jì)算169
5.8簡正模型174
5.8.1弦的振動(dòng)174
5.8.2均勻液體球的自由振蕩——地球自由振蕩的模式179
5.8.3球型振蕩和環(huán)型振蕩184
5.8.4地球自由振蕩的觀測185
習(xí)題189
第6章平層介質(zhì)中射線理論195
6.1波動(dòng)方程向射線理論的過渡195
6.2平層介質(zhì)中的Benndorf定律和Snell定律198
6.2.1Benndorf定律198
6.2.2Snell定律199
6.3平層介質(zhì)的射線方程200
6.3.1速度隨深度增加的平層介質(zhì)地震波傳播路徑的形態(tài)200
6.3.2參數(shù)方程201
6.4速度梯度為常數(shù)的地震波傳播203
6.4.1單層走時(shí)和震中距203
6.4.2速度梯度為常數(shù)的介質(zhì)中的射線路徑205
6.5速度隨深度指數(shù)增加的走時(shí)和震中距計(jì)算207
6.6震源在地表的成層介質(zhì)地震波走時(shí)計(jì)算舉例208
6.6.1速度隨深度逐漸增加的地震波射線震中距、走時(shí)的計(jì)算208
6.6.2速度陡變帶的地震波走時(shí)212
6.6.3含低速層的地震波射線路徑216
6.6.4含高速夾層的地震波射線路徑219
6.7天然地震的震相走時(shí)221
6.7.1單層地殼介質(zhì)模型中地震波震相與走時(shí)曲線221
6.7.2多層地殼介質(zhì)模型中地震波走時(shí)曲線226
6.8地震射線在斜界面的反射與折射243
6.8.1反射波243
6.8.2首波244
習(xí)題247
第7章球?qū)咏橘|(zhì)中的射線理論254
7.1球?qū)咏橘|(zhì)中的Snell定律和Benndorf定律254
7.1.1Snell定律254
7.1.2Benndorf定律255
7.2射線方程256
7.3幾種特定速度分布的球?qū)又械牡卣鸩ㄗ邥r(shí)和震中距207
7.3.1恒速球?qū)?57
7.3.2冪函數(shù)分布變速層259
7.3.3速度線性變化的變速層260
7.4射線的曲率261
7.4.1射線曲率的推導(dǎo)261
7.4.2不同速度分布的射線路徑262
7.4.3目前地球速度模型的射線路徑的討論272
7.5遠(yuǎn)震震相及其觀測280
7.6按PREM模型模擬的地震波走時(shí)286
7.6.1P波射線路徑及走時(shí)模擬286
7.6.2PP和PPP震相的路徑模擬288
7.6.3PcP和PcS的路徑模擬292
7.6，PP，PPP，PcP，PcS的走時(shí)模擬295
習(xí)題297
第8章走時(shí)數(shù)據(jù)的反演302
8.1球?qū)咏橘|(zhì)的速度反演302
8.1.1拐點(diǎn)法（古登堡法）302
8.1.2HerglozWiechert方法303
8.1.3地球表面震源震中距的計(jì)算309
8.2地球內(nèi)部密度、重力加速度與壓力的估計(jì)方法312
8.2.1地球內(nèi)部密度的估計(jì)312
8.2.2地球內(nèi)部重力的估計(jì)313
8.2.3地球內(nèi)部壓力的估計(jì)315
8.3單臺(tái)地震定位及均勻介質(zhì)中地震的多臺(tái)定位316
8.3.1單臺(tái)定位法316
8.3.2三站求取震源位置的石川法322
8.3.3四個(gè)臺(tái)站（或以上）求解地震位置的Inglada算法323
8.3.4多臺(tái)（四個(gè)或以上）求解地震發(fā)震時(shí)刻的和達(dá)直線法325
8.4地震定位結(jié)果與臺(tái)站分布的關(guān)系327
8.5迭代定位方法330
8.5.1迭代定位方法的基本思路330
8.5.2迭代方法的具體實(shí)現(xiàn)331
8.6相對(duì)定位方法342
8.6.1主事件定位342
8.6.2雙差定位法342
習(xí)題343
第9章地震波能量及衰減，地震震級(jí)347
9.1地震波的能量347
9.2維速度模型的幾何擴(kuò)散351
9.3地震波的衰減359
9.3.1品質(zhì)因子359
9.3.2Q值與復(fù)數(shù)彈性模量的關(guān)系364
9.3.3地球品質(zhì)因子的測量366
9.3.4地球內(nèi)部的品質(zhì)因子367
9.4地震震級(jí)及烈度368
9.4.1地震震級(jí)369
9.4.2地震烈度374
習(xí)題381
第10章震源理論384
10.1格林函數(shù)和矩張量384
10.1.1格林函數(shù)384
10.1.2矩張量386
10.1.3地震矩張量與地震波位移的關(guān)系387
10.2地震斷層與地震矩張量388
10.2.1斷層參數(shù)388
10.2.2地震矩張量的物理意義389
10.2.3斷層面參數(shù)與地震矩張量的轉(zhuǎn)換公式393
10.3震源機(jī)制參數(shù)的相互轉(zhuǎn)換395
10.4震源的輻射圖像402
10.4.1P波輻射花樣402
10.4.2S波的輻射花樣406
10.5震源機(jī)制參數(shù)的圖形表達(dá)——海灘球409
10.5.1Wulff投影410
10.5.2等面積投影422
10.6P波初動(dòng)測定震源機(jī)制（斷層面解）431
10.6.1斷層錯(cuò)動(dòng)產(chǎn)生的P波初動(dòng)的四個(gè)象限431
10.6.2采用P波初動(dòng)求解震源機(jī)制的思路432
10.6.3求解震源機(jī)制的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)433
10.6.4根據(jù)P波初動(dòng)符號(hào)分布猜測震源機(jī)制解的個(gè)程序439
10.7由體波資料反演矩張量442
10.8由面波波形資料反演地震矩張量444
10.9有限尺度震源產(chǎn)生的地震波447
10.9.1單側(cè)破裂移動(dòng)源447
10.9.2雙側(cè)破裂移動(dòng)源452
10.10全球矩心矩張量計(jì)劃簡介454
10.10.1矩心矩張量方法和算法概述454
10.10.2矩心矩張量目錄文件(ndk)格式457
習(xí)題459
主要參考文獻(xiàn)464
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