徐 薈，劉學(xué)軍，王 彬，王寶善

0 引言

地震是由在地應(yīng)力作用下活動(dòng)斷裂失穩(wěn)錯(cuò)動(dòng)引起的，監(jiān)測(cè)斷裂帶介質(zhì)應(yīng)力狀態(tài)的變化對(duì)研究斷裂帶的演化規(guī)律、理解地震的孕育發(fā)生過程具有重要意義，但地下介質(zhì)應(yīng)力狀態(tài)變化的測(cè)量是非常困難的。斷裂帶應(yīng)力狀態(tài)的改變會(huì)導(dǎo)致地下介質(zhì)屬性的變化，故可以通過監(jiān)測(cè)介質(zhì)屬性從而間接監(jiān)測(cè)地下介質(zhì)應(yīng)力狀態(tài)。地震學(xué)家們很早就致力于地殼介質(zhì)屬性時(shí)變性質(zhì)的研究，提出了包括測(cè)量波速比的變化 (Semenov，1969)、剪切波分裂的變化 (Crampin et al．，1990)、尾波Q值的變化 (Jin，Aki，1986)、衰減系數(shù)的變化及利用重復(fù)人工 (Reasenberg，Aki，1974)或天然地震(Poupinet et al．，1984)測(cè)量波速的變化等地震學(xué)方法。波速變化研究是其中一個(gè)很重要的方法。大量巖石實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示波速與作用于巖石的正壓力有關(guān)，壓力通過改變巖石中微裂隙的開合來影響波速 (Walsh，1965;Nur，1971)，因此，理論上如果我們能夠連續(xù)精確監(jiān)測(cè)波速變化，波速變化可以作為輔助判斷斷裂帶地下應(yīng)力狀態(tài)的指示計(jì)。

隨著高重復(fù)性人工主動(dòng)震源和高精度走時(shí)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，波速變化的精確測(cè)量取得了一些進(jìn)展 (王偉濤等，2009)。Yamamura等 (2003)用壓電超聲波震源連續(xù)監(jiān)測(cè)了日本Miura Bay海岸線附近波速變化，發(fā)現(xiàn)波速隨著海潮的應(yīng)力加載變化而規(guī)律地變化。Silver等 (2007)在California的兩口井中同樣用壓電超聲波震源進(jìn)行了波速測(cè)量實(shí)驗(yàn)，測(cè)得量級(jí)為10-6s的波走時(shí)變化，其中一口井測(cè)得的走時(shí)變化與大氣壓呈正相關(guān)，而另一口井的走時(shí)變化與大氣壓呈負(fù)相關(guān)，其原因?yàn)槎嗫讖椥越橘|(zhì)的近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)效應(yīng)，兩口井處相對(duì)波速變化對(duì)大氣壓的敏感系數(shù)分別約為10-6Pa-1和10-7Pa-1。Niu等 (2008)通過對(duì)SAFOD鉆井內(nèi)波速測(cè)量，發(fā)現(xiàn)波速變化與大氣壓呈負(fù)相關(guān)，并且發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)期間的兩次地震前波走時(shí)都有異常變化，可能是由于震前地下介質(zhì)應(yīng)力發(fā)生了變化。Wang等 (2008)在云南小江斷裂帶開展了主動(dòng)震源監(jiān)測(cè)介質(zhì)波速變化實(shí)驗(yàn)，并用尾波干涉時(shí)延檢測(cè)方法測(cè)得10-3～10-2的相對(duì)波速變化，精度為10-4，相對(duì)波速變化與大氣壓有很好的負(fù)相關(guān)性，且對(duì)大氣壓的敏感系數(shù)為10-6Pa-1。尾波由介質(zhì)內(nèi)部非均勻性顆粒對(duì)彈性波的多次反射、散射等產(chǎn)生，傳播路徑復(fù)雜，所測(cè)波速變化反映的是存在強(qiáng)散射區(qū)域介質(zhì)的平均波速變化，而很難確定變化發(fā)生的相對(duì)位置。與尾波相比，直達(dá)波傳播規(guī)律很清楚，其波速變化可以反映其傳播路徑上的波速變化，因此筆者使用直達(dá)波互相關(guān)時(shí)延檢測(cè)方法監(jiān)測(cè)云南小江斷裂帶附近地震波波速的連續(xù)變化。

1 實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)位于云南省昆明市小哨臺(tái)站附近，實(shí)驗(yàn)時(shí)間從2006年4月7日06時(shí)30分至5月8日23時(shí)30分，近一個(gè)月。實(shí)驗(yàn)選址有如下3方面考慮:(1)觀測(cè)點(diǎn)所處的大構(gòu)造背景是小江斷裂帶，小江斷裂帶形成與發(fā)育歷史久遠(yuǎn)，無論是斷塊垂直差異運(yùn)動(dòng)還是走向滑移運(yùn)動(dòng)都非常突出，地震活動(dòng)十分頻繁;(2)測(cè)線布設(shè)在小哨臺(tái)站東北方一塊較平緩的山坡上，其覆蓋層厚度不超過2 m，地表基巖出露較多;(3)實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)附近有多種觀測(cè)數(shù)據(jù)可以用來和波速變化進(jìn)行比對(duì)標(biāo)定。小哨臺(tái) (XS)有一口地下水位觀測(cè)井，井深2 156 m，在小哨臺(tái)以西33 km處的昆明臺(tái) (KM)有連續(xù)重力觀測(cè)系統(tǒng)，以東32 km處的嵩明臺(tái)(SM)有氣象三要素 (氣壓、溫度、降水量)觀測(cè)系統(tǒng)，以南36 km處的宜良臺(tái) (YL)有水管儀形變觀測(cè)系統(tǒng)。這些觀測(cè)臺(tái)站都在實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)40 km范圍內(nèi)。綜合上述3點(diǎn)，此次實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)是一個(gè)非常理想的野外實(shí)驗(yàn)場(chǎng)。Wang等 (2008)給出了本次實(shí)驗(yàn)更詳細(xì)的描述，實(shí)驗(yàn)位置及場(chǎng)地觀測(cè)系統(tǒng)布設(shè)如圖1所示。

實(shí)現(xiàn)地下介質(zhì)波速變化的精確測(cè)量有兩個(gè)要素:有性質(zhì)單一、重復(fù)性好、穩(wěn)定性好的震源;有高精度的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)。

震源采用了GISCO公司生產(chǎn)的ESS200電動(dòng)落錘，重錘質(zhì)量為99．8 kg，完全由電力控制自動(dòng)激發(fā)，落錘提升高度由鉸鏈決定，每次提升高度一致，約為1 m，激發(fā)能量相同，約為30 kJ，以保證有很好的震源重復(fù)性。由于實(shí)驗(yàn)期間正處小哨地區(qū)的風(fēng)季，為避開風(fēng)擾，同時(shí)考慮到電落錘電源的充電時(shí)間 (充滿電的電落錘可以連續(xù)擊震120次左右，充滿電一次需4～6 h)，選擇在每天風(fēng)動(dòng)較小的6個(gè)固定時(shí)段 (00:30，01:30，06:30，07:30，22:30，23:30)啟動(dòng)電落錘。每次啟動(dòng)，電落錘在12 min內(nèi)完成30次垂直擊震。

測(cè)線由48道地震檢波器組成，電壓靈敏度為22 V/m·s，主頻率為60 Hz，頻帶為10～200 Hz，道間距5 m，測(cè)線總長(zhǎng)度235 m，第1道距震源15 m，共48道，道間距5 m，如圖1中實(shí)直線所示。為保證高數(shù)據(jù)記錄精度，數(shù)據(jù)采集器方面使用了Geometrix NZ StraII高采樣淺勘儀，采樣率為32 000 Hz。數(shù)據(jù)采集器會(huì)將震源每次啟動(dòng)產(chǎn)生的30條擊震信號(hào)自動(dòng)線性疊加。

由于第1道距震源很近，可近似認(rèn)為第1道的記錄波形就是震源信號(hào)波形。圖2a為兩次激發(fā)記錄的震源信號(hào)波形，圖2b為所有震源信號(hào)波形的互相關(guān)系數(shù)，從圖中可看出互相關(guān)系數(shù)大部分在0．99以上，說明震源具有高度重復(fù)性，從震源方面保證了此次實(shí)驗(yàn)的可靠性。

2 方法原理

2． 1 互相關(guān)時(shí)延檢測(cè)方法

假設(shè)地震波沿某一固定路徑傳播的基準(zhǔn)走時(shí)為t0，走時(shí)變化為τ，則地震波速度的相對(duì)變化與走時(shí)的相對(duì)變化關(guān)系為由式 (1)可以看出，相對(duì)波速變化可以通過相對(duì)走時(shí)變化間接測(cè)量。按照一般方法，精確測(cè)量走時(shí)變化的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確判斷波初動(dòng)到時(shí)。由于各種干擾噪聲及能量衰減等因素，實(shí)際記錄波形初至的精確識(shí)別難度大且精度不高。互相關(guān)時(shí)延檢測(cè)技術(shù)通過計(jì)算兩個(gè)記錄波形的相關(guān)函數(shù)，利用有效信號(hào)確定性和噪聲信號(hào)隨機(jī)性的特點(diǎn)，可以精確測(cè)量?jī)刹ㄐ涡盘?hào)走時(shí)差，從而解決了波速測(cè)量中精確拾取初至這一難題。

用互相關(guān)時(shí)延檢測(cè)方法計(jì)算兩個(gè)波形信號(hào)之間走時(shí)差，首先選用適當(dāng)窗長(zhǎng)從兩波形信號(hào)中選擇相似波形窗口，其中一窗口保持不動(dòng)，以不同時(shí)延移動(dòng)另一窗口，并計(jì)算其互相關(guān)系數(shù)，互相關(guān)系數(shù)最大時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間延遲即是此兩波形信號(hào)走時(shí)差。

計(jì)算波的連續(xù)走時(shí)變化有兩種方法。一種是普通互相關(guān)時(shí)延檢測(cè)方法，另一種是前后互相關(guān)時(shí)延檢測(cè)方法。普通互相關(guān)時(shí)延檢測(cè)方法是將第一個(gè)波形指定為參考波形，然后用互相關(guān)時(shí)延檢測(cè)方法分別計(jì)算其他波形相對(duì)于第一個(gè)波形的走時(shí)差。前后互相關(guān)時(shí)延檢測(cè)方法不設(shè)定唯一參考波形，而是隨時(shí)間變化將參考波形逐一向后輪換，這樣計(jì)算得到的是前后兩地震波形的走時(shí)差，最后將這些走時(shí)差進(jìn)行累加，便可得到某一波形相對(duì)于第一個(gè)波形的走時(shí)差。理論上，這兩種方法都可以計(jì)算得到波形連續(xù)走時(shí)變化，但是前后互相關(guān)時(shí)延檢測(cè)方法的結(jié)果更可靠一些，其原因可能是普通互相關(guān)時(shí)延檢測(cè)方法用來互相關(guān)計(jì)算的隨后的波形和第一條波形相似性越來越差 (圖3a)，不利于提取最大相關(guān)系數(shù)點(diǎn)而得到精確到時(shí)，而前后互相關(guān)時(shí)延檢測(cè)方法用來互相關(guān)計(jì)算的相鄰波形相似性較高 (圖3b)。

2． 2 近場(chǎng)校正消除震源同步觸發(fā)誤差

直達(dá)波互相關(guān)時(shí)延檢測(cè)技術(shù)的誤差來源于兩方面:互相關(guān)時(shí)延檢測(cè)方法自身誤差和定時(shí)中的時(shí)間同步誤差。時(shí)間同步誤差σ又包括震源同步觸發(fā)誤差σsource和道間同步采集誤差σsample(李宜晉，2011)，則

假設(shè)遠(yuǎn)近場(chǎng)波測(cè)量走時(shí)為T1，T2，則分別表示為

其中，t1，t2分別為遠(yuǎn)近場(chǎng)波實(shí)際走時(shí)，σsample1為遠(yuǎn)場(chǎng)道間同步采集誤差，量級(jí)為10-12s，可近似忽略。

如果進(jìn)行近場(chǎng)校正

可得到完全去除震源同步觸發(fā)誤差的遠(yuǎn)近場(chǎng)之間走時(shí)差。

3 波速變化精確測(cè)量

實(shí)驗(yàn)共獲得48道每道221條自動(dòng)疊加后的垂直分量波形，每條波形的記錄長(zhǎng)度為0．512 s。筆者挑選2006年4月7日22時(shí)30分第8、18、28道的波形，并對(duì)波形進(jìn)行頻譜分析 (圖4a)，從圖中可看出信號(hào)頻率主要集中在10～80 Hz。再將波形信號(hào)經(jīng)過10～80 Hz的4階Butterworth帶通濾波以降低噪聲，然后手動(dòng)剔除信噪比差和記錄明顯錯(cuò)誤的個(gè)別波形，用于下一步時(shí)延計(jì)算。圖4b為第8、18、28道波形濾波后波形圖，從圖中可以看出，濾波后波形信噪比明顯增加，可以清晰看到波形中的直達(dá)波部分 (圖4b中陰影部分)。

筆者選用前后互相關(guān)時(shí)延檢測(cè)方法計(jì)算波的連續(xù)走時(shí)變化。在計(jì)算前后兩波形的走時(shí)差時(shí)，首先從零時(shí)刻開始以0．05 s窗長(zhǎng)，從兩波形信號(hào)中選取出相似波形窗口，然后保持其中一窗口不動(dòng)，以不同時(shí)延移動(dòng)另一窗口，并計(jì)算不同時(shí)延情況下兩相似波形窗口的互相關(guān)系數(shù)，互相關(guān)系數(shù)Cm(t)最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間延遲就是這兩段相似波形窗口的走時(shí)差。再以步長(zhǎng)0．001 s向后整體移動(dòng)兩相似波形窗口，重復(fù)上述計(jì)算過程。由于此次實(shí)驗(yàn)是用直達(dá)波的走時(shí)變化來表征淺層介質(zhì)中地震波的走時(shí)變化，直達(dá)波形寬度為0．035 s。將中心點(diǎn)位于直達(dá)波形范圍內(nèi)的所有相似波形窗口的走時(shí)差求平均，便得到前后兩直達(dá)波波形的平均走時(shí)差，即前后兩波形走時(shí)差。最后將這些走時(shí)差進(jìn)行累加，得到后面波形相對(duì)第一個(gè)波形的走時(shí)差，即得到了波的連續(xù)走時(shí)變化。

將除第1道的其它道與第1道進(jìn)行近場(chǎng)校正，完全去除震源同步觸發(fā)誤差，得到第2～48道近場(chǎng)校正后連續(xù)走時(shí)變化。選取的直達(dá)波波形的中心點(diǎn)時(shí)刻即為直達(dá)波平均走時(shí)，走時(shí)變化除以平均走時(shí)可得到相對(duì)走時(shí)變化，再利用相對(duì)波速變化與相對(duì)走時(shí)變化的關(guān)系得到相對(duì)波速變化。

第2～48道連續(xù)相對(duì)波速變化趨勢(shì)基本一致，但幅值不同，故將每10道進(jìn)行平均，圖5a即為此次實(shí)驗(yàn)的760 h期間第2～9、10～19、20～29、30～39道近場(chǎng)校正后平均連續(xù)相對(duì)波速變化。相對(duì)波速變化隨時(shí)間的長(zhǎng)周期趨勢(shì)在下雨期后明顯上升 (實(shí)際為一小段時(shí)間，這里近似為時(shí)間點(diǎn)500 h。根據(jù)長(zhǎng)周期趨勢(shì)的斜率，將一個(gè)月的實(shí)驗(yàn)期間大致劃分為兩個(gè)階段:階段Ⅰ下雨前 (0～500 h)和階段Ⅱ下雨后 (500～760 h)。從圖中看到，每10道平均連續(xù)相對(duì)波速變化的走勢(shì)基本一致，但第2～9道的相對(duì)波速變化比其他道更劇烈。各道相對(duì)波速變化的標(biāo)準(zhǔn)差如圖5b所示，前10道標(biāo)準(zhǔn)差明顯高于后30道，后30道標(biāo)準(zhǔn)差大小基本相近，其原因是離震源較近的道所測(cè)得的波速變化反映的是淺層介質(zhì)情況，離震源較遠(yuǎn)的道測(cè)得的波速變化反映的是深層介質(zhì)情況，相比于深層介質(zhì)，淺層介質(zhì)強(qiáng)度較小，大氣壓變化相同時(shí)，淺層介質(zhì)中裂紋和孔隙開合程度的變化更大，引起的波速變化更大，所以近道的波速變化更為劇烈。

互相關(guān)時(shí)延檢測(cè)方法產(chǎn)生的誤差在理論上存在一個(gè)下限值，被稱作Cramer-Rao下限值 (Silver et al．，2007;Wang et al．，2008;Wang et al．，2009)，表示的是波形時(shí)延估算的最小標(biāo)準(zhǔn)差

其中，f0為信號(hào)中心頻率，T為所選相關(guān)窗口長(zhǎng)度，B為頻寬比，ρ為波形的相關(guān)系數(shù)，SNR為信噪比。由式 (5)可以看出，信噪比是決定測(cè)量誤差的重要因素，提高信噪比可以大大減小走時(shí)測(cè)量的誤差。

此實(shí)驗(yàn)中 f0≈50 Hz，T≈0．05 s，B≈0．4。筆者計(jì)算了各道的信噪比SNR，最低信噪比約為100，SNR?1。ρ用所有連續(xù)相似波形窗口分別對(duì)應(yīng)的最大互相關(guān)系數(shù)Cm(t)的平均值Cm(圖3b)來表示，大部分的相關(guān)系數(shù)平均值Cm都大于 0．99，近似認(rèn)為ρ=1。故式 (5)簡(jiǎn)化為

通過計(jì)算，各道相對(duì)波速變化的平均標(biāo)準(zhǔn)差為4．6×10-3，而我們的測(cè)量精度達(dá)到10-4，所以可以由我們的測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行精確測(cè)量。

4 波速變化原因探討

Silver等 (2007)，Sens-Sch?nfelder和 Wegler(2006)研究表明波速變化與地下水位聯(lián)系緊密。因此，筆者對(duì)波速變化與地下水位的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)波速變化與地下水位有一定的相關(guān)性，但相關(guān)性不是很好。而大氣壓和固體潮是導(dǎo)致水位變化的主要原因 (Spane，2002)，所以筆者進(jìn)一步探究大氣壓和固體潮與波速變化的相關(guān)性。研究后發(fā)現(xiàn)波速變化和大氣壓相關(guān)性很好，而和固體潮的相關(guān)性不明顯，這與 Wang等(2008)對(duì)該地區(qū)的研究結(jié)果一致。圖6中顯示的是實(shí)驗(yàn)期間第30～39道平均連續(xù)相對(duì)波速變化與對(duì)應(yīng)時(shí)段內(nèi)小哨臺(tái) (XS)記錄的地下水位、嵩明臺(tái) (SM)記錄的大氣壓以及用軟件MAPSIS計(jì)算得到的理論的固體潮引起的面應(yīng)變 (eNS+eEW)。從圖中可以看出，地下水位主要受大氣壓和固體潮影響，大氣壓和波速變化相關(guān)性很好，但固體潮和波速變化的相關(guān)性不明顯，所以地下水位與波速變化呈一定相關(guān)性但相關(guān)性不會(huì)特別好。

大氣壓和波速變化的相關(guān)關(guān)系很明顯，第10～19(圖7c)、20～29(圖7e)、30～39(圖7g)道在階段Ⅰ下雨前 (0～500 h)相對(duì)波速變化與氣壓呈正線性相關(guān)，第2～9(圖7b)、10～19(圖7d)、20～29(圖7f)、30～39(圖7h)道階段Ⅱ下雨后 (500～760 h)相對(duì)波速變化與氣壓呈負(fù)線性相關(guān)，只有第2～9道在階段Ⅰ下雨前相對(duì)波速變化與氣壓相關(guān)關(guān)系離散 (圖7a)，其原因可能為實(shí)驗(yàn)點(diǎn)處覆蓋有薄風(fēng)化層，第2～9道接收到的波是經(jīng)風(fēng)化層傳播的，而遠(yuǎn)道接收到的波則穿過了風(fēng)化層到達(dá)下方巖石層中傳播 (圖8)。風(fēng)化層性質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，故下雨前第2～9道波速變化與大氣壓相關(guān)關(guān)系離散，下雨后風(fēng)化薄層連通性變得非常好，所以波速變化與大氣壓關(guān)系也變得很明顯，且對(duì)大氣壓敏感度很高。

應(yīng)用一元最小二乘線性擬合大氣壓變化對(duì)波速變化的影響關(guān)系，線性擬合表達(dá)式為

其中，α1為相對(duì)波速變化對(duì)大氣壓的敏感系數(shù)，α2為常數(shù)。根據(jù)波速變化隨時(shí)間的長(zhǎng)周期趨勢(shì)的斜率，筆者將實(shí)驗(yàn)期間大致劃分為兩個(gè)階段，所以也分別對(duì)這兩個(gè)階段進(jìn)行線性回歸擬合段 (圖7中直線所示)，擬合所得的α1值如表1所示。實(shí)驗(yàn)點(diǎn)處相對(duì)波速變化對(duì)大氣壓的敏感系數(shù)估計(jì)值約為10-6Pa-1，這與 Yamamura等 (2003)、Silver等 (2007)、Wang等 (2008)實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

表1 相對(duì)波速變化對(duì)大氣壓敏感系數(shù)Tab．1 Sensitive coefficient of the relative velocity variation on barometric pressure

地下介質(zhì)由骨架和填充了氣液體的微裂隙組成，微裂隙間通過更細(xì)微的毛細(xì)管道連通。介質(zhì)中波速大小主要和有效應(yīng)力Pe有關(guān) (Pe=Pc-Pp，其中Pc為圍壓，Pp為孔隙壓)。大氣壓對(duì)有效壓力的影響比較復(fù)雜，會(huì)同時(shí)影響圍壓和孔隙壓:大氣壓增大導(dǎo)致圍壓增大，同時(shí)也通過擠壓微裂隙中氣液體增大了孔隙壓。下雨前，大氣壓增大，圍壓增大占主導(dǎo)，有效應(yīng)力增大，孔隙率減小，波速增大，于是表現(xiàn)出波速和大氣壓呈正相關(guān);下雨后，大氣壓增大，由于下雨導(dǎo)致孔隙連通性大大增強(qiáng)導(dǎo)致孔隙壓增大占主導(dǎo)，有效應(yīng)力減小，孔隙率增大，波速減小，于是表現(xiàn)出波速和大氣壓呈負(fù)相關(guān)。Wang等 (2008)則發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)點(diǎn)處相對(duì)波速變化與大氣壓在下雨前后一直呈很好的負(fù)相關(guān)。因?yàn)槲膊ㄋ鶞y(cè)波速變化反映的是存在強(qiáng)散射區(qū)域介質(zhì)的平均波速變化，波經(jīng)過強(qiáng)散射之后還能從地面被接收到說明強(qiáng)散射區(qū)域深度比較淺，介質(zhì)孔隙連通性很好，下雨后大氣壓增大時(shí)孔隙壓增大占主導(dǎo)，有效應(yīng)力減小，波速減小，于是表現(xiàn)出波速與大氣壓呈負(fù)相關(guān)。

5 結(jié)論

筆者在云南小江斷裂帶附近進(jìn)行了一個(gè)月的淺層地震波波速變化監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)，并利用互相關(guān)時(shí)延檢測(cè)技術(shù)計(jì)算得到了精度為10-4的波速相對(duì)變化10-3～10-2。實(shí)驗(yàn)點(diǎn)處地下介質(zhì)中不同深度的波速變化趨勢(shì)相同，但變化劇烈程度不同。離震源較近道相對(duì)波速變化與較遠(yuǎn)道相比更劇烈，原因是近道反映的是淺層介質(zhì)中波速變化情況，淺層介質(zhì)強(qiáng)度較小，大氣壓變化相同時(shí)，淺層介質(zhì)中裂紋和孔隙開合程度的變化更大，引起的波速變化更大，所以近道的波速變化更為劇烈。

波速變化和大氣壓有很好的相關(guān)性，下雨前(0～500 h)相對(duì)波速變化和氣壓的變化呈正線性相關(guān)關(guān)系，而下雨后 (500～760 h)相對(duì)波速變化和氣壓的變化呈負(fù)線性相關(guān)關(guān)系。下雨前，大氣壓增大時(shí)圍壓增大占主導(dǎo)，有效應(yīng)力增大，波速增大，故波速變化與大氣壓表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系。下雨后，介質(zhì)孔隙連通性增強(qiáng)，大氣壓增大時(shí)孔隙壓增大占主導(dǎo)，有效應(yīng)力減小，波速減小，故波速變化與大氣壓表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)關(guān)系。該地區(qū)相對(duì)波速變化對(duì)大氣壓的敏感系數(shù)估計(jì)值約為10-6Pa-1。

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