SeisDiff-deno: A Diffusion-Based Denoising Framework for Tube Wave Attenuation in VSP Data
本文提出SeisDiff-deno框架，利用快速扩散模型有效衰减VSP数据中的管波噪声，在合成与实际数据上验证了其在保留关键信号的同时去除相干噪声的能力，提升了数据质量并支持采集期间的持续生产。
2025-03-01 physics.geo-ph
Fast Diffusion Model For Seismic Data Noise Attenuation
针对扩散模型处理强噪声地震数据时计算效率低的问题，本文改进贝叶斯迭代方程并提出适配归一化方法，在合成与野外数据上实现更优去噪和数倍提速。
2024-04-03 physics.geo-ph
Strong noise attenuation of seismic data based on Nash equilibrium
提出SEMD-Nash单编码器多解码器网络，通过多损失协同与纳什均衡权重动态优化，实现强噪声地震数据的有效去噪并保留地质特征。
2025-10-05 physics.geo-ph
Seismic Data Strong Noise Attenuation Based on Diffusion Model and Principal Component Analysis
针对强噪声下传统地震数据去噪效果不佳的问题，提出结合扩散模型多步反演与PCA估计噪声步数的方法，并经合成数据训练和实际数据迁移验证，实现低信号泄漏的强噪声衰减。
2023-09-10 physics.geo-ph
Scattering images from autocorrelation functions of P-wave seismic velocity images: the case of Tenerife Island (Canary Islands, Spain)
本研究利用P波速度自相关函数对特内里费岛进行散射成像，结合聚类分析区分固有与散射衰减，发现SRZ区域高散射异常与历史喷发及地震活动相关。
2024-02-06 physics.geo-ph
On the retrieval of attenuation from the azimuthally averaged coherency of a diffuse field
有人建议，地震衰减α可以从经验相干性（预白化的环境地震噪声记录的互谱）与衰减贝塞尔函数Jo（ωr/c）exp（-αr）的比较中推断出来。然而，分析表明，相干性强烈地依赖于环境噪声强度的方向性。即使相干性是方位平均的，建议的衰减相关性exp（-αr）也不适用。实际上，在高度定向的噪声场中，相干性与衰减无关。还认为相干性的空间和方位角平均值可能导致与可能模拟exp（-αr）等因素的波速变化相关的相位抵消。从经验相干性与Jo（ωr/c）exp（-αr）的比较中推断衰减是有问题的。
2012-06-27 physics.geo-ph
Conditional Denoising Diffusion Probabilistic Model for Ground-roll Attenuation
提出条件扩散去噪概率模型（c-DDPM）解决地震勘探中面波与反射信号在变换域重叠导致难以分离的问题，通过同时生成干净数据与面波实现高效噪声衰减，实验证明其优于LTF和U-Net方法。
2024-03-27 physics.geo-ph
Attenuation of marine seismic interference noise employing a customized U-Net
针对海洋地震干扰噪声传统去噪方法耗时、自编码器效果差的问题，提出带逐元素求和跳跃连接的定制U-Net，用25000组现场数据训练，速度远超商业算法，且支持单炮顺序处理。
2024-09-12 physics.geo-ph
Real-world application of deep learning in large-scale seismic interference attenuation: A case study in the Camie field of Angola
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；VIRIDIEN (UK) Ltd（VIRIDIEN（英国）有限公司）
本研究展示深度学习工作流程在安哥拉Camie油田大规模地震干扰衰减中的实际应用，通过监督学习在共炮点域实现高效SI去除，相比传统算法具有更高精度和更少信号泄漏。
2026-10-08 cs.AI physics.geo-ph
An effective self-supervised learning method for various seismic noise attenuation
针对地震监督去噪依赖干净标签、合成数据训练模型在野外数据性能骤降的问题，提出含预热与迭代数据精炼两阶段的自监督去噪策略，在多种噪声场景下野外数据去噪效果显著优于传统监督方法。
2023-11-03 physics.geo-ph
Deep learning velocity filtering for seismic data
针对传统地震速度滤波方法的局限，提出基于上行波和下行波分离的深度学习算法，通过线性变换处理任意速度差问题，在多种地震数据处理任务中展现出与传统方法相当甚至更优的通用性和实用性。
2025-04-27 physics.geo-ph
Seismic Wave Scattering and Dissipation in Fractured Shales
颗粒多孔介质中的地震波衰减问题在岩石物理和地震学中具有重要意义。与砂岩不同，页岩是砂粒和粘土的混合物，具有极低的孔隙度和渗透率。湿化后的粘土膨胀在颗粒-粘土界面处诱发微裂纹，导致强烈的弹性波散射。这种散射妨碍了对来自弹道波衰减的吸收的充分测量。这里我们从地震学和超声波中的多次散射波中推断出这种固有衰减。我们发现，增加围压降低了散射衰减微裂纹闭合，但令人惊讶的是增加了吸收，可能是由于粘性耗散涉及更多的液体吸附在粘土和颗粒表面。此外，我们观察到，循环加热和冷却引起的粘土收缩和微裂纹的增长，以及宏观裂缝的成核。这导致了在该裂缝页岩中的主要的混沌混响。基于断裂样品的X射线层析成像的数值模拟证实了多次散射行为，并揭示了从初始完整到最终断裂页岩的特征长度的增加。这项研究有助于改进页岩和其他裂缝性岩石中多尺度油气勘探的声学技术。
2023-01-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.geo-ph
A Deep CNN Model for Ringing Effect Attenuation of Vibroseis Data
Tsinghua University（清华大学）
针对可控震源数据因频带受限产生的振铃效应影响初至拾取问题，提出带跳跃连接的端到端深度CNN去振铃模型，利用真实数据合成样本训练，实验证明其可有效衰减振铃、扩展带宽并改善STA/LTA初至拾取。
2024-08-03 cs.CV physics.geo-ph
Physics-Informed Neural Networks for Viscoacoustic Wave Propagation: Forward Modelling, Inversion and Discretization Sensitivity
The University of Tokyo Graduate School of Frontier Sciences（东京大学前沿科学研究生院）；Jiangxi University of Water Resources and Electric Power（江西水利水电学院）
本文提出基于物理的神经网络框架，用于粘弹性波传播的正向建模与参数反演，实现了高分辨率地震建模与反演。
2026-01-22 physics.geo-ph
Construction of Attenuation Relationship of Peak Ground Velocity Using Machine Learning and Examination of Station Correction Factor
本研究尝试使用机器学习方法、随机森林和神经网络来建立新的峰值地面速度衰减关系。为了与机器学习得到的预测值进行比较，我们还使用Molas和Yamazaki（1995）提出的三阶段回归方法构建了一个新的峰值地面速度衰减关系。在这项研究中，1,184个地震观测站的6,944个地面运动记录，在32个地震期间观察到的，以构建衰减关系。以最近4次地震的地震动记录作为测试数据集。测试结果表明，当距离故障的最短距离较小时，机器学习技术的预测比传统的方程更准确。然而，机器学习的预测器仍然存在高估的问题，即使将权重添加到训练数据集。此外，推导了基于机器学习的台站校正因子，并证明了台站校正因子与平均横波速度的相关性。
2021-10-30 physics.geo-ph
A novel fast sweeping method for computing the attenuation operator $t^*$ in absorbing media
针对传统方法计算地震衰减算子$t^*$需显式射线路径、计算量大且易失效的问题，提出改进的快速扫描方法（MFSM），无需显式射线路径即可求解$t^*$控制方程，经验证性能良好且适用于笛卡尔与球坐标系，可实际应用于地震研究。
2025-04-17 physics.comp-ph physics.geo-ph
Seismic wave shield using cubic arrays of split-ball resonators
位于地面中的米尺寸的惯性谐振器已经在理论上被示出与地震波相互作用（衰减、带隙）以使得能够保护诸如建筑物的表面结构。土木工程面临的挑战是既要减小这些谐振器的尺寸，又要提高它们的效率。在这里，我们探讨钢球，连接到一个具体的散装介质，无论是通过涂层的橡胶，或橡胶和钢的韧带，或空气和钢的韧带。我们表明，对于立方晶格周期为1米，我们实现了阻带的频率范围为14至20赫兹;通过分裂成2和8件的球体，我们下调阻带频率，并进一步增加其带宽。因此，我们证明我们能够提供具有低于10 Hz的阻带的各种惯性谐振器，即，在地震工程感兴趣的频率范围内。
2019-04-22 physics.class-ph physics.geo-ph
Reduced-order modeling for complex 3D seismic wave propagation
本文提出一种降阶模型方法，用于快速近似复杂三维地震波传播中的格林函数，并在大洛杉矶地区验证其能以极低计算成本高精度重现0.5 Hz地表速度波场和地震图。
2024-09-09 physics.geo-ph
Transmission of a Seismic Wave generated by impacts on Granular Asteroids
本文采用软球离散元法模拟了地震波的传播和衰减。然后，我们将我们的发现应用于必须接触不同小物体表面的不同太空任务。此外，我们对DART和隼鸟2号飞行任务产生的超高速撞击所产生的地震波也做了同样的处理，一旦冲击波转化为地震波。我们发现，即使在非常低的压力下，例如小行星内部的压力，地震波的速度仍然可以达到数百米/秒的数量级，这取决于产生波的撞击速度。正如实验测量所预期的那样，我们的结果表明，波速直接依赖于$P^{1/6}$，其中$P$是总压力（围压加上波诱导压力）。不管系统的压力和撞击速度（在研究范围内）如何，能量耗散都是极高的。这些结果为我们提供了一种方法来预测地震波在与航天器接触时能够移动小物体表面上的一些小颗粒的程度。此外，这种快速的能量耗散意味着，即使是超高速撞击也只会扰动可能发生分离和其他现象的自引力聚集体的外层。这将反过来产生一个分层结构，其中一些证据已被观察到
2022-09-23 astro-ph.EP cond-mat.soft physics.geo-ph
Implication of the lopsided growth for the viscosity of Earth's inner core
地球内核有两个主要的地震特征：南北两极的各向异性和P波速度和衰减的东西不对称。如果剪切变形是由对流运动引起的，则预期各向异性。翻译作为一种重要的内核对流模式最近被提出。结合一个简单的扩散晶粒生长模型，这种机制是能够解释所观察到的地震不对称性，但不是体各向异性。因此，各向异性的来源必须在由更高的对流模式引起的剪切运动中寻找。利用混合有限差分球谐Navier-Stokes方程求解器，研究了在内核边界具有可渗透边界条件的三维球模型中平移和对流的相互作用.三个参数独立地起作用：粘性、内部加热和外核中的对流速度。我们的数值模拟表明，纯平移的优势，内核的粘度高于$10^{20}$ Pas。当粘度低于$10^{18}$ Pas时，对流运动几乎完全阻碍了平移。在这些值之间，平移和对流发展，但对流下降仅限于结晶发生的最冷半球。在另一侧，剪切几乎不存在，从而允许晶粒生长。我们建议，在我们的数值模型中观察到的平移和对流的共存导致地震的不对称性，但局部变形只在一个半球。
2012-03-21 physics.geo-ph
Effects of microstructural heterogeneity on the macroscopic spectrum of elastically accommodated grain-boundary sliding
Bullard Laboratories, Department of Earth Sciences, University of Cambridge（剑桥大学地球科学系布拉德实验室）
通过二维有限元模拟，发现晶界粘度分布而非晶粒尺寸方差是导致干橄榄石中弹性协调晶界滑移德拜峰被抑制和展宽的关键因素。
2026-10-09 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.geo-ph
Nearly constant Q models of the generalized standard linear solid type and the corresponding wave equations
耗散介质地震时域正反演是研究地球介质衰减结构的重要研究课题。常数Q，也称为品质因数的频率无关性，是地震Q反演的常见假设。我们使用一种新的与Q无关的加权函数方法，提出了广义标准线性固体类型的一阶和二阶近常Q耗散模型。这两个新模型分别源于Kolsky模型（近常Q模型）和Kjartansson模型（精确常Q模型），得到了相应的微分形式的波动方程式。即使对于极强的衰减（例如，Q = 5）时，两个新模型的品质因数和相速度在感兴趣的频率范围内接近于Kolsky和Kjartansson模型的品质因子和相速度。这两种新模型的波动方程式包含了一个明确的Q参数，具有简洁的形式。我们提供了一个新的视角，如何建立一个几乎恒定的Q耗散模型，这是有益的时域大尺度波场正反演模拟。这一观点也有助于获得其他具有类似优势的耗散模型。我们还讨论了粘声性以外的扩展和其他相关问题，例如，将两个新模型扩展到粘弹性各向异性。
2021-07-01 physics.comp-ph physics.geo-ph
Regularized Nonstationary Phase Estimation via Proximal Maximization of Skewness and Kurtosis
Institute of Geophysics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院地球物理研究所）
本文提出基于ADMM的鲁棒框架，通过推导首个闭式近似算子，解决非稳态估计的计算与稳定性问题，实现高效相位校正。
2026-04-08 physics.geo-ph
Multiple scattering theory for polycrystalline materials with strong grain anisotropy: theoretical fundamentals and applications
本文的工作是作者先前工作“强性质涨落非均匀弹性介质的多次散射理论”的理论基础和应用的自然推广，为发展强散射非均匀弹性介质的多次散射模型奠定了基础。在这项工作中，相应的多重散射理论的多晶材料与随机取向的各向异性微晶的发展。作为超声无损检测的应用，本文计算了航空工程中最重要的多晶材料之一高温钛合金的色散和衰减系数。研究了晶粒对称性、晶粒尺寸和合金元素对色散和衰减行为的影响。获得的关键信息对定量评估平均晶粒尺寸、监测相变、甚至估计燃气涡轮发动机中钛部件的化学成分的逐渐变化具有重要意义。对于地震学应用，在整个频率范围内获得了地球最上层内核的六方和立方多晶铁模型的速度和Q因子。这项工作提供了一个通用的，定量的模型表征各种多晶材料。它还可以扩展到包含更复杂的微观结构，包括具有或不具有纹理的椭球形晶粒，甚至多相多晶材料。该模型在航空航天结构的超声无损检测和评价中具有很大的应用潜力。为地震资料定量解释和反演地球内核物质组成和构造形成提供了理论框架。
2017-10-10 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Multiple scattering theory for heterogeneous elastic continua with strong property fluctuation: theoretical fundamentals and applications
本文建立了具有强性质涨落的非均匀弹性介质的多重散射模型，并在一阶光滑近似下得到了由Dyson方程导出的色散方程的精确解。该模型建立了微观结构特性与相干波传播参数之间的精确定量关系，可用于微观结构的表征或反演。作为新模型的应用，计算了相干波在地球岩石圈、多孔和两相合金以及人体皮质骨中的色散和衰减曲线。详细分析表明，该模型能够反映出主要的色散和衰减特性，如纵波和横波Q因子及其比值、两种传播模式的存在、反常负色散、非线性衰减-频率关系，甚至相干波的消失。此外，它有助于获得一系列长期存在的问题，如地震衰减的主导机制和Mohorovic不连续的存在新的见解。这项工作提供了一个通用的和准确的理论框架，定量表征的微观结构在一个广泛的异质材料，预计在地震学，超声无损评价和生物医学超声有重要的应用。
2017-06-28 physics.class-ph physics.geo-ph physics.med-ph
Geophysical implications of a decentered inner core
在第一近似中，地球内部具有球对称的各向同性结构。在过去的几十年里，地球物理观测揭示了在不同的空间尺度上，这种基本结构存在多种扰动。本文讨论了当内核偏离地球的质心时，这种基本结构所引起的半球扰动。利用数值模拟观测到的半球不对称的地震波通过上部内核，更快的到达时间和更高的衰减在东半球，我们估计，目前的位置的内核从地球中心向东移动了几十公里，在赤道平面。如果作用在内核上的力只有重力，那么它的平衡位置将在地球的中心，估计的位移将是不可能的。我们推测，由于与外核内部的流动和磁场的相互作用，内核处于永久的混沌运动。为了支持这一假设，我们分析了十多个不同的地球物理现象一致的内核运动占主导地位的时间尺度从几百年到几千年。
2014-02-26 physics.geo-ph
Elasticity of polycrystalline davemaoite constrains its grain size in the lower mantle
State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources, School of Earth and Planetary Sciences, China University of Geosciences（中国地质大学地球与行星科学学院）；Bayerisches Geoinstitut, Universität Bayreuth（拜罗伊特大学）；Earth and Environmental Sciences, University of Michigan（密歇根大学）
通过百万原子机器学习分子动力学模拟，发现纳米尺度晶界无序可解释达夫毛石剪切模量的实验-理论差异，并据此约束其下地幔最小晶粒尺寸约为100纳米。
2026-10-01 physics.chem-ph physics.comp-ph physics.geo-ph
Multiple scattering theory for strong scattering heterogeneous elastic continua with triaxial inhomogeneities: theoretical fundamentals and applications
介观不均匀体的几何形状在决定弹性波在非均匀介质中的宏观传播行为方面起着重要的作用。非等轴不均匀性可导致各向异性的波速和衰减。发展一种精确的散射理论来描述微结构特征与波传播参数之间的定量关系，对于地震学和超声无损检测具有重要意义。本文提出了一种适用于具有一般三轴非均匀性的强散射弹性介质的多次散射理论。通过引入适当的非正交椭球坐标，导出了均匀参考介质中各向异性格林张量形状相关奇异性的封闭解析表达式。利用费曼图技术和一阶光滑近似，导出了相干波场的重整化Dyson方程。数值计算了非均匀岩石圈几种典型介质模型中相干波的精确频散曲线和逆Q因子。对纵横比为1 ~ 7的小尺度不均匀性的数值计算结果与实际地震的结果吻合较好。速度频散的结果对不同震相的形成机制提出了新的解释。新模型在地震学和超声微结构表征中具有潜在的应用价值。
2020-05-01 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Phenomenological model of propagation of the elastic waves in a fluid-saturated porous solid with non-zero boundary slip velocity
Zhu & Granick [Phys. Rev. Lett. 87，096105（2001）]最近通过实验确定了在牛顿液体中存在边界滑移。他们报告了几微米量级的滑移长度的典型值。在此基础上，研究了Biot提出的流体饱和多孔介质中弹性波传播理论中引入边界滑移的影响。新的模型应允许适合的情况下，当Biot的理论失败的实验地震数据，作为引入的滑移速度频率的现象学依赖性，这是基于强大的物理参数，增加了一个额外的自由度的模型。实际上，在中频域，旋波和旋波的衰减系数都高于Biot理论值，这与实验数据定性一致。因此，边界滑移的引入产生三方面的好处：（A）由于模型的参数空间更大（包括边界滑移的影响），理论与实验数据更好的一致性;（B）识别多孔介质类型和边界滑移重要的物理情况的可能性;（C）约束与边界滑移相关的模型参数。
2002-05-28 physics.flu-dyn physics.geo-ph
