內容大鋼
本書第1章介紹了地震學研究概況。地震學以彈性力學為基礎，第2章對彈性力學的基本概念做一簡單回憶，第3章則根據彈性力學的基本概念和定律得到一維和三維介質中傳播的地震波動方程，探討方程中各參數與地震震相的關係、地震震相的性質。第4章根據第3章地震波動方程的描述，研究平層介質中的地震波在地球表面、地球內部平層界面的反射、透射係數，根據傳播因子矩陣與反射透射係數矩陣計算從震源到台站傳播效應的理論地震圖的基本原理；第5章，地震面波與地球自由振蕩，論述地震面波類型和特點、頻散方程及其觀測，作為駐波的地球自由振蕩振型和觀測；第6章首先根據地震波動方程得到地震波傳播可以看作射線的條件，然後研究平層介質射線理論的地震波走時和震中距的計算；作為遠距離觀測地震波，第7章介紹球層介質中射線形狀、地震波走時和震中距計箅；作為第6、第7章的延續，第8章講解如何採用地震波走時和震中距的計算理論求解地下速度結構和地震參數；第9章，地震波的能量、振幅衰減與震級；第10章，講解地震震源理論初步知識。
本書強調基本概念和基本數學推導，適合作為本科生、研究生學習地震學理論的教材，也可作為地震學相關工程技術人員的參考書。
目錄
前言
第1章 引言
1.1 地震學簡史
1.2 全球地震活動分佈與板塊構造
1.3 中國的地震分佈與塊體構造
1.4 地殼
1.5 全球平均速度模型
習題
第2章 應力和應變
2.1 應力
2.1.1 應力張量
2.1.2 任意一個面上的應力可以由應力張量表示
2.1.3 坐標變換及脫離坐標系的任意截面上的剪應力和正應力表示
2.1.4 主應力和應力主軸
2.1.5 應力值
2.2 應變張量
2.2.1 位移場表示
2.2.2 應變的物理解釋
2.2.3 本征值和本征向量
2.3 線性的應力-應變關係
2.3.1 彈性參數的引入
2.3.2 彈性參數的物理意義
2.3.3 彈性參數之間的關係
2.3.4 彈性參數的單位
習題
第3章 地震波動方程
3.1 一維波動方程
3.1.1 一維波動方程的導出及求解
3.1.2 一維波動傳播的模擬
3.1.3 描述地震振動和波的基本概念
3.2 三維波動方程的導出
3.3 體應變和剪切應變的波動方程
3.4 地震波的勢
3.5 三維波動方程求解
3.6 P波和S波的振動方向
3.6.1 P波的振動方向
3.6.2 P波的振動方向
3.6.3 P波和S波振動方向的空間表示
3.7 三維方程的球坐標下求解:球面波
3.8 有限差分求解二維聲波傳播方程
習題
第4章 水平分層介質中的地震波
4.1 地震波傳播的連續性條件和勢函數
4.1.1 水平分層介質中地震波傳播的連續性條件
4.1.2 P波、SV波與SH波的波場是分離的
4.1.3 P-SV系統的勢函數
4.2 地球自由表面地震波的反射
4.2.1 P波在自由界面的反射
4.2.2 SV波入射到自由表面
4.2.3 SH波在自由界面上的反射
4.2.4 自由界面上的位移，視入射角
4.3 地震波在內部水平分層界面的反射和透射係數
4.3.1 SH波的反射和透射係數
4.3.2 P-SV系統的反射、透射係數
4.4 模擬平面波的矩陣方法
4.4.1 哈斯克爾矩陣
4.4.2 反射透射係數矩陣
4.4.3 哈斯克爾矩陣在平層介質中的傳遞
習題顆
第5章 地震面波和地球自由振蕩
5.1 勒夫波
5.1.1 勒夫波頻散方程
5.1.2 截止頻率和最長波長
5.1.3 頻散曲線計算一例
5.1.4 位移分佈
5.2 瑞雷波
5.2.1 均勻半空間中的瑞雷方程
5.2.2 均勻半空間中的瑞雷波的質點運動
5.2.3 液體層覆蓋在半空間介質上的瑞雷波方程
5.3 勒夫波為SH波相長干涉的結果
5.4 地震波頻散
5.4.1 頻散的直觀解釋
5.4.2 面波衰減較慢的解釋
5.5 根據地震圖得到面波群速度和相速度的方法
5.5.1 群速度
5.5.2 相速度
5.6 全球面波
5.7 多層介質中面波的頻散曲線的計算
5.8 簡正模型
5.8.1 弦的振動
5.8.2 均勻液體球的自由振蕩——地球自由振蕩的模式
5.8.3 球型振蕩和環型振蕩
5.8.4 地球自由振蕩的觀測
習題
第6章 水平分層介質中射線理論
6.1 波動方程向射線理論的過渡
6.2 水平分層介質中的本多夫定律和斯奈爾定律
6.2.1 本多夫(Benndorf)定律
6.2.2 斯奈爾(Snell)定律
6.3 水平分層介質的射線方程
6.3.1 速度隨深度增加的水平分層介質地震波傳播路徑的形態
6.3.2 參數方程
6.4 速度梯度為常數的地震波傳播
6.4.1 單層走時和震中距
6.4.2 速度梯度為常數的介質中的射線路徑
6.5 速度隨深度指數增加的走時和震中距計算
6.6 震源在地表的水平分層介質地震波走時計算舉例
6.6.1 速度隨深度逐漸增加的地震波射線震中距、走時的計算
6.6.2 速度陡變帶的地震波走時
6.6.3 含低速層的地震波射線路徑
6.6.4 含高速夾層的地震波射線路徑
6.7 天然地震的震相走時
6.7.1 單層地殼介質模型中地震波震相與走時曲線
6.7.2 多層地殼介質模型中地震波走時曲線
6.8 地震射線在斜界面的反射與折射
6.8.1 反射波
6.8.2 首波
習題
第7章 球形分層介質中的射線理論
7.1 球形分層介質中的斯奈爾定律和本多夫定律
7.1.1 斯奈爾定律
7.1.2 本多夫定律
7.2 射線方程
7.3 幾種特定速度分佈的球形分層中的地震波走時和震中距
7.3.1 恆速球層
7.3.2 冪函數分佈變速層
7.3.3 速度線性變化的變速層
7.4 射線的曲率
7.4.1 射線曲率的推導
7.4.2 不同速度分佈的射線路徑
7.4.3 目前地球速度模型的射線路徑的討論
7.5 遠震震相及其觀測
7.6 按PREM 模型模擬的地震波走時
7.6.1 P波射線路徑及走時模擬
7.6.2 PP和PPP 震相的路徑模擬
7.6.3 PcP和PcS的路徑模擬
7.6.4 PP, PPP, PcP,PcS的走時模擬
習題
第8章 走時數據的反演
8.1 球形分層介質的速度反演
8.1.1 拐點法(古登堡法)
8.1.2 赫格洛茲-維歇特-貝特曼(Herglotz-Wiechert-Bateman)方法
8.1.3 地球表面震源震中距的計算
8.2 地球內部密度、重力加速度與壓力的估計方法
8.2.1 地球內部密度的估計
8.2.2 地球內部重力的估計
8.2.3 地球內部壓力的估計
8.3 單台地震定位及均勻介質中地震的多台定位
8.3.1 單台定位法
8.3.2 三站求取震源位置的石川法
8.3.3 四個台站(或以上)求解地震位置的因格拉達演算法
8.3.4 多台(四個或以上)求解地震發震時刻的和達直線法
8.4 地震定位結果與台站分佈的關係
8.5 迭代定位方法
8.5.1 迭代定位方法的基本思路
8.5.2 迭代方法的具體實現
8.6 相對定位方法
8.6.1 主事件定位
8.6.2 雙差定位法
習題
第9章 地震波能量及衰減，地震震級
9.1 地震波的能量
9.2 一維速度模型的幾何擴散
9.3 地震波的衰減
9.3.1 品質因子
9.3.2 Q值與複數彈性模量的關係
9.3.3 地球品質因子的測量
9.3.4 地球內部的品質因子
9.4 地震震級及烈度
9.4.1 地震震級
9.4.2 地震烈度(seismic intensity)
習題
第10章 震源理論初步
10.1 格林函數和矩張量
10.1.1 格林函數
10.1.2 矩張量(moment tensor)
10.1.3 地震矩張量與地震波位移的關係
10.2 地震斷層與地震矩張量
10.2.1 斷層參數
10.2.2 地震矩張量的物理意義
10.2.3 斷層面參數與地震矩張量的轉換公式
10.3 震源機制參數的相互轉換
10.4 震源的輻射圖型
10.4.1 P波輻射圖型(P wave radiation pattern)
10.4.2 S波的輻射圖型(S wave radiation pattern)
10.5 震源機制參數的圖形表達——海灘球
10.5.1 極射赤面投影
10.5.2 等面積投影 (equal area projection)
10.6 P波初動測定震源機制(斷層面解)
10.6.1 斷層錯動產生的P波初動的四個象限
10.6.2 採用P波初動求解震源機制的思路
10.6.3 求解震源機制的電腦實現
10.6.4 根據P波初動符號分佈猜測震源機制解的一個程序
10.7 由體波資料反演矩張量
10.8 由面波波形資料反演地震矩張量
10.9 有限尺度震源產生的地震波
10.9.1 單側破裂移動源
10.9.2 雙側破裂移動源
10.10 全球矩心矩張量計劃簡介
10.10.1 矩心矩張量方法和演算法概述
10.10.2 矩心矩張量目錄文件(ndk)格式
習題
主要參考文獻
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