北京大學(xué)：確認(rèn)高鐵地震波場(chǎng)中存在多普勒效應(yīng)

一直以來(lái)，地震學(xué)界將道路振動(dòng)視為影響地震觀測(cè)的噪聲。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)始探索利用這類(lèi)綠色震源對(duì)地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測(cè)和監(jiān)測(cè)。10多年來(lái)，我國(guó)進(jìn)行了大規(guī)模的高速鐵路建設(shè)，高鐵覆蓋密度高、車(chē)次多，且具有很好的可重復(fù)性，因而成為國(guó)內(nèi)學(xué)者的首要研究對(duì)象。

以高鐵為代表的道路震源是典型的移動(dòng)組合源，和傳統(tǒng)點(diǎn)源顯著不同，需要進(jìn)一步研究其波場(chǎng)特征。震源的位置隨著列車(chē)的行駛而改變，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的多普勒效應(yīng)。明確高鐵地震波場(chǎng)中的多普勒效應(yīng)及其影響是理解其波場(chǎng)特征的關(guān)鍵，也是利用高鐵地震波場(chǎng)進(jìn)行高精度地下結(jié)構(gòu)探測(cè)和監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)。

在最近的研究中，北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院理論與應(yīng)用地球物理研究所寧杰遠(yuǎn)教授團(tuán)隊(duì)基于理論推導(dǎo)和與觀測(cè)資料的對(duì)比，確認(rèn)了高鐵地震波場(chǎng)中多普勒效應(yīng)的存在，揭示了多普勒效應(yīng)對(duì)高鐵地震波場(chǎng)特征的影響模式。進(jìn)一步地，他們提出了一種基于多普勒效應(yīng)的介質(zhì)波速測(cè)量方法，展示了高鐵多普勒效應(yīng)的應(yīng)用潛力。

相關(guān)研究成果有助于將高鐵等道路噪聲轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)地震信號(hào)，對(duì)地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行高精度探測(cè)和監(jiān)測(cè)，服務(wù)于高鐵地基安全、淺層勘探、地下空間利用、智慧城市建設(shè)、地震預(yù)測(cè)等重大需求。

該研究論文題為"Doppler effect in high-speed rail seismic wavefield and its application"，已發(fā)表在《中國(guó)科學(xué)：地球科學(xué)》期刊上。

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論文原文：https://link.springer.com/article/10.1007/s11430-021-9843-0

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