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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Q 112

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p 173

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=arb 199

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η 368

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F 385

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