2025年大學(xué)《地球系統(tǒng)科學(xué)》專業(yè)題庫——地震地球物理與地震危險評估考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內(nèi)）1.在地震波傳播中，下列哪種波是縱波？（）A.S波B.P波C.L波D.R波2.地震震源深度通常是指？（）A.震源中心到地表的距離B.震源中心到震中距的距離C.震中到地表的距離D.震源hypocenter到地表沿垂直方向的距離3.下列哪種方法主要用于確定區(qū)域性的地殼厚度和結(jié)構(gòu)？（）A.廣義反射/折射法B.微震定位C.震源機(jī)制解D.地震矩張量反演4.在地震危險性概率模型中，通常用哪個參數(shù)來描述地震發(fā)生的頻率隨震級的增加而變化的關(guān)系？（）A.地震矩B.震級C.頻率-矩震級關(guān)系（G-R關(guān)系）D.場地系數(shù)5.下列哪種現(xiàn)象是地震波通過不均勻介質(zhì)時產(chǎn)生的？（）A.波的繞射B.波的相干C.波的衰減D.波的偏振6.地震烈度與哪個因素的關(guān)系最為密切？（）A.震源深度B.震源距C.地震矩D.震中距7.地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)探測中，面波主要用于？（）A.探測地殼淺層結(jié)構(gòu)B.探測地幔頂部結(jié)構(gòu)C.探測地核邊界D.獲取高分辨率的速度結(jié)構(gòu)8.在進(jìn)行場地效應(yīng)分析時，通常需要考慮的主要參數(shù)是？（）A.震源機(jī)制解B.地震波傳播速度C.土層厚度與性質(zhì)D.地震烈度9.下列哪項工作不屬于地震危險性確定性預(yù)測的范疇？（）A.確定潛在震源區(qū)B.估計震源參數(shù)C.計算給定區(qū)域內(nèi)最大可能地震震級D.統(tǒng)計分析歷史地震目錄10.地震風(fēng)險評估的目標(biāo)是？（）A.確定地震發(fā)生的概率B.評估地震可能造成的損失C.確定震源位置D.解釋地震波到達(dá)時間二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在橫線上）1.地震波按傳播方式可分為______波和______波。2.地震波到達(dá)時間的變化主要受______和______的影響。3.地震矩是描述震源物理量化的基本參數(shù)，其量綱是______。4.地震危險性分析通常分為______危險性分析和______危險性分析。5.反射地震法和折射地震法的基本原理是利用地震波在介質(zhì)分界面上的______和______。6.影響場地效應(yīng)的主要因素包括場地土層的______、______和覆蓋土層的厚度。7.地震風(fēng)險是指一個區(qū)域在給定時間內(nèi)遭受______和______共同作用可能造成的損失。三、名詞解釋（每題3分，共12分。請給出簡潔、準(zhǔn)確的定義）1.震中距2.地震活動性3.地震危險性4.工程地震學(xué)四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述P波和S波在傳播速度、質(zhì)點運(yùn)動方向、傳播方式等方面的主要區(qū)別。2.簡述確定震源位置的基本原理。3.簡述地震危險性概率模型的基本思路。4.簡述場地效應(yīng)對工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的影響。五、計算題（每題7分，共14分）1.某地震的震源位于地表下10km處，在地面上距震中20km的地點記錄到P波的初動方向為向上，S波的初動方向為向右。已知P波和S波在地殼中的傳播速度分別為Vp=6km/s，Vs=3.5km/s。試估算該地震的震源深度和震中距。（假設(shè)地震波沿直線路徑傳播）2.假設(shè)某地區(qū)的基巖面上存在一層厚度為H、剪切波速為Vs1的覆蓋土層。在基巖面上進(jìn)行地震勘探，測得某反射波從發(fā)射到接收的總時間為T。已知地震波在基巖中的傳播速度為Vs2。試推導(dǎo)計算覆蓋土層厚度H的表達(dá)式。（不考慮折射和多次波）六、論述題（10分）試論述地震危險性概率模型在地震風(fēng)險評估中的重要作用及其面臨的主要挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.B2.D3.A4.C5.A6.B7.B8.C9.D10.B二、填空題1.縱；橫2.震源距；介質(zhì)性質(zhì)3.能量；質(zhì)量4.確定性；概率5.反射；折射6.動力學(xué)特性；物理性質(zhì)7.地震；危害三、名詞解釋1.震中距：震源中心到測站（或震中）的水平距離。2.地震活動性：指一定區(qū)域內(nèi)地震發(fā)生的頻繁程度和強(qiáng)度分布的特征。3.地震危險性：指在給定地點、給定時間內(nèi)，遭受大于或等于某個預(yù)定地震烈度或震級的地震的可能性。4.工程地震學(xué)：應(yīng)用地震學(xué)原理和方法研究工程場地地震效應(yīng)、地震災(zāi)害預(yù)測與防治，為工程抗震設(shè)計和防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)的學(xué)科。四、簡答題1.解析思路：區(qū)分P波和S波是地震學(xué)的基礎(chǔ)。從波的類型（縱波/橫波）、傳播速度（P波快于S波）、質(zhì)點振動方向（P波沿傳播方向，S波垂直傳播方向振動）、傳播介質(zhì)（P波能在固液氣中傳播，S波只能在固體中傳播）等基本特征進(jìn)行對比闡述。2.解析思路：確定震源位置的基本原理是利用至少三個或更多臺站記錄到的地震波到達(dá)時間，根據(jù)地震波在不同介質(zhì)中傳播速度已知（或假定）的原理，通過“時間差”推算出震源到各臺站的距離，然后綜合這些距離信息（如利用三角形關(guān)系或幾何作圖法如三角解法、雙三角解法）確定震源位置。3.解析思路：地震危險性概率模型的基本思路是：首先，識別研究區(qū)域內(nèi)的潛在震源區(qū)，并估計每個震源區(qū)發(fā)生地震的可能性和地震矩大小；其次，利用地震目錄統(tǒng)計分析潛在震源區(qū)地震的發(fā)生規(guī)律（如頻率-震級關(guān)系），得到地震發(fā)生的概率分布；最后，通過概率計算方法（如邏輯回歸模型、逐步回歸模型等），估計研究區(qū)域內(nèi)在未來一定時間內(nèi)發(fā)生不同震級地震的概率，從而得到地震危險性評估結(jié)果。4.解析思路：場地效應(yīng)是指地震波在從震源傳播到工程結(jié)構(gòu)場地的過程中，由于經(jīng)過不同土層或介質(zhì)界面而引起的地震動特性（如振幅、頻率、波形）發(fā)生改變的現(xiàn)象。場地效應(yīng)使得結(jié)構(gòu)場地的實際地震動可能比自由場地（基巖）的地震動更大（如放大效應(yīng)）或更?。ㄈ缢p效應(yīng)），從而顯著影響工程結(jié)構(gòu)的抗震反應(yīng)和地震破壞程度。因此，在進(jìn)行工程抗震設(shè)計時必須考慮場地效應(yīng)。五、計算題1.解析思路：震源深度即題目給出的10km。震中距的計算基于P波和S波到達(dá)時間差（Δt）與傳播速度（V）的關(guān)系：Δt=(Vp-Vs)*震中距。由于題目未給出時間差，但提供了P波初動方向信息，通常這類題目隱含了震中距的計算或作為已知條件。此處按標(biāo)準(zhǔn)解法計算震中距：震中距=(Vp*Vs)/(Vp-Vs)*arctan(Vs/(Vp*tan(α)))，其中α為初動角。但更直接的思路是，如果題目條件簡化為求解距離關(guān)系，可視為已知條件計算。嚴(yán)格解法需補(bǔ)充P波和S波到達(dá)時間差或初動角α（此處未給出α，故按標(biāo)準(zhǔn)模型假設(shè)或簡化）。標(biāo)準(zhǔn)簡化模型下，震中距通常通過已知速度和時間差計算，或視為題目隱含條件。本題按題目直接給定的深度和距離關(guān)系描述，深度為10km，震中距為20km。更精確計算需補(bǔ)充初動角α或時間差Δt。**修正計算思路說明：*題目直接給出深度和震中距，故深度為10km，震中距為20km。此題目的標(biāo)準(zhǔn)簡化模型計算需要時間差或初動角，此處按題目直接給定的關(guān)系描述。實際考試中題目應(yīng)提供完整信息。**假設(shè)補(bǔ)充信息計算：*若假設(shè)α=45°（平均水平），則震中距S=D=20km。深度H=10km。2.解析思路：推導(dǎo)覆蓋土層厚度H的表達(dá)式。首先，設(shè)地震波從地面激發(fā)，到達(dá)基巖界面再反射回地面，總行程為2H。反射波到達(dá)接收點的總時間為T。根據(jù)勻速直線運(yùn)動公式，行程=速度*時間。因此，2H=(波在覆蓋層中的傳播時間+波在基巖中的傳播時間)。波在覆蓋層中的傳播時間=路程/速度=2H/Vs1。波在基巖中的傳播時間=路程/速度=2*（總距離-覆蓋層厚度）/Vs2。但更簡單的模型是假設(shè)反射波從發(fā)射到接收，經(jīng)歷了向上的H/Vs1，到達(dá)界面；再向下H/Vs2，到達(dá)基巖；再向上H/Vs1，返回地面?？倳r間T=H/Vs1+H/Vs2+H/Vs1=2H/Vs1+H/Vs2。整理得到H=(T*Vs1*Vs2)/(2Vs1+Vs2)。六、論述題解析思路：1.重要性：論述概率模型如何量化地震風(fēng)險。概率模型基于統(tǒng)計和概率理論，能夠定量評估未來特定時間范圍內(nèi)、特定地點發(fā)生不同強(qiáng)度地震的可能性大小。它為地震風(fēng)險評估提供了科學(xué)依據(jù)，使得風(fēng)險評估結(jié)果更具客觀性和可比性。它有助于識別地震風(fēng)險高的區(qū)域，為土地利用規(guī)劃、工程選址、抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)制定提供決策支持，從而實現(xiàn)有效的災(zāi)害風(fēng)險管理和減輕。2.挑戰(zhàn)：論述概率模型面臨的困難。主要挑戰(zhàn)包括：(1)數(shù)據(jù)不確定性：歷史地震資料有限且可能不完整，未來地震發(fā)生的概率難以精確估計；(2)地