基于集合经验模态分解的河北唐山井同震响应特征

• Published in: 地球科学与环境学报 Vol. 46; no. 2; pp. 252 - 268
• Main Authors: 许英霞, 丁俊柯, 马传璧, 郭建芳, 尹宝军, 曹冲, 左文喆
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 山西工程技术学院 地球科学与工程系,山西 阳泉 045000%华北理工大学 应急管理与安全工程学院,河北 唐山 063210%华北理工大学 应急管理与安全工程学院,河北 唐山 063210 01.03.2024; 河北省地震局 唐山地震监测中心站,河北 唐山 063003%河北省地震局 唐山地震监测中心站,河北 唐山 063003%唐山市应急管理局,河北 唐山 063099%华北理工大学 矿业工程学院,河北 唐山 063210
• Subjects: second value of observation data; well Tangshan; 集合经验模态分解; 裂隙走向; 观测数据秒值; seismic energy density; 地震方位; 同震响应; natural frequency; EEMD; 固有频率; seismic orientation; fracture orientation; 唐山井; 地震能量密度; co-seismic response
• ISSN: 1672-6561
• DOI: 10.19814/j.jese.2023.11002

P315; 集合经验模态分解(EEMD)能够客观真实地从非线性、非平稳信号中提取有用信息,地震观测井的井水位表征的波形信号也是典型的非线性、非平稳信号,因此,集合经验模态分解在获取井水位同震响应信息方面具有重要的应用潜力.通过观测河北唐山井 2016～2023 年多次井水位同震响应,研究集合经验模态分解对井水位分析处理的优缺点,识别唐山井对远震、近震的井水位同震响应特征,应用地震能量密度经验公式推测唐山井记震能力.结果表明:唐山井水位观测数据秒值在经过集合经验模态分解后,对合适的高频分量进行重构可以压制噪声干扰,有利于观察井水位同震响应特征;对于远场大震引起的振荡型同震响应可以客观真实地进行识别和提取;对于近场地震引起的脉冲型和阶变型同震响应,需结合原始数据进行研究;井水位观测数据秒值有利于揭示区域应力场的变化,因观测数据秒值记震精度提高,唐山井能够记录到地震能量密度为 1.77×10-7 J·m-3 的地震,观测井对不同方位地震的敏感度可用于研究其所在断裂带的裂隙走向.对于超过一定距离的远场地震,井-含水层系统能够记录到的井水位同震响应频率可在一定的范围内估算观测井的固有振动频率,唐山井固有振动频率和地震瑞丽面波频率接近.