1研究背景构造地震的发生可描述为构造断层的粘滑行为,是构造断层经过长时间的应力加载后产生的摩擦失稳现象。这种粘滑行为可以用实验得到的摩擦定律来表示,如摩擦弱化准则、速率状态准则等。粘滑行为的数学描述,为地震过程的数值模拟...1研究背景构造地震的发生可描述为构造断层的粘滑行为,是构造断层经过长时间的应力加载后产生的摩擦失稳现象。这种粘滑行为可以用实验得到的摩擦定律来表示,如摩擦弱化准则、速率状态准则等。粘滑行为的数学描述,为地震过程的数值模拟带来了可能。地震循环的数值模拟可以定量描述断层粘滑过程、应力应变的累积与释放过程、地震的复发周期、震间和同震形变等(如翁辉辉等,2016;Allison and Dunham,2018)。展开更多
基于贝叶斯理论的线性与非线性模型反演方法(Fukuda-Johnson,F-J)已广泛应用于地球物理模型的线性-非线性参数反演。但F-J方法的反演结果可能受马尔可夫链蒙特卡洛采样(Markov chain Monte Carlo,MCMC)经验参数选择的影响,而反复调试合...基于贝叶斯理论的线性与非线性模型反演方法(Fukuda-Johnson,F-J)已广泛应用于地球物理模型的线性-非线性参数反演。但F-J方法的反演结果可能受马尔可夫链蒙特卡洛采样(Markov chain Monte Carlo,MCMC)经验参数选择的影响,而反复调试合适的经验参数需耗费大量计算时间。对线性与非线性模型进行线性化后,也可以利用迭代最小二乘方法反演,但该方法难以选择合适的初始值。为提高参数反演计算效率和避免参数初值选择影响,提出了一种以F-J方法模型解为初始值的迭代最小二乘方法。该方法只需计算一次F-J方法模型解和有限次最小二乘迭代,既提高了F-J方法的反演效率,又能获得迭代最小二乘全局最优解。针对模拟数据实验和实际数据算例,分别采用F-J方法、随机生成初始值的迭代最小二乘方法和以F-J方法结果为初值的迭代最小二乘方法进行参数反演。结果表明,直接使用F-J方法时,MCMC采样参数会影响反演结果;直接进行迭代最小二乘反演时,初始值选取不当会导致迭代无法收敛到正确的结果;以F-J方法的结果作为迭代最小二乘方法的初始值进行反演,可以充分发挥F-J方法的全局最优性和迭代最小二乘方法计算量小、稳定性好的优势。展开更多
文摘1研究背景构造地震的发生可描述为构造断层的粘滑行为,是构造断层经过长时间的应力加载后产生的摩擦失稳现象。这种粘滑行为可以用实验得到的摩擦定律来表示,如摩擦弱化准则、速率状态准则等。粘滑行为的数学描述,为地震过程的数值模拟带来了可能。地震循环的数值模拟可以定量描述断层粘滑过程、应力应变的累积与释放过程、地震的复发周期、震间和同震形变等(如翁辉辉等,2016;Allison and Dunham,2018)。
文摘基于贝叶斯理论的线性与非线性模型反演方法(Fukuda-Johnson,F-J)已广泛应用于地球物理模型的线性-非线性参数反演。但F-J方法的反演结果可能受马尔可夫链蒙特卡洛采样(Markov chain Monte Carlo,MCMC)经验参数选择的影响,而反复调试合适的经验参数需耗费大量计算时间。对线性与非线性模型进行线性化后,也可以利用迭代最小二乘方法反演,但该方法难以选择合适的初始值。为提高参数反演计算效率和避免参数初值选择影响,提出了一种以F-J方法模型解为初始值的迭代最小二乘方法。该方法只需计算一次F-J方法模型解和有限次最小二乘迭代,既提高了F-J方法的反演效率,又能获得迭代最小二乘全局最优解。针对模拟数据实验和实际数据算例,分别采用F-J方法、随机生成初始值的迭代最小二乘方法和以F-J方法结果为初值的迭代最小二乘方法进行参数反演。结果表明,直接使用F-J方法时,MCMC采样参数会影响反演结果;直接进行迭代最小二乘反演时,初始值选取不当会导致迭代无法收敛到正确的结果;以F-J方法的结果作为迭代最小二乘方法的初始值进行反演,可以充分发挥F-J方法的全局最优性和迭代最小二乘方法计算量小、稳定性好的优势。
