董明荣 符力耘 邢超 杨军 李孝宾

1）中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院地球与行星物理院重点实验室，北京市北土城西路19号 100029

2）中国科学院地球科学研究院，北京市北土城西路19号 100029

3）中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东青岛 266580

4）楚雄州地震局，云南省楚雄市威楚大道196号 675000

5）中国船舶重工集团公司七五○实验场，昆明 650051

6）中国地震局滇西地震预报实验场，云南大理 671000

0 引言

在主动源探测（陈颙等，2005；王彬等，2015；王宝善等，2016）过程中，需要气枪震源长期多次重复激发产生地震波。气枪激发后先是高压气体把能量传递到水里，然后水与水底进行能量传递，产生地震波。这2个传递过程都存在能量消耗，不能100%传递。在水中爆炸能量辐射的评估及其与地震关系方面，已有一些关于炸药震源当量与地震震级间关系的研究（Savage et al，2001；宋浦等，2008；杨振等，2015），但关于气枪震源在水体里能量辐射特性的研究还较少。Ronen（2002）假设冲击波和气泡脉动都是球面波，对 Caldwelle等（2000）文中的水中子波信号进行了冲击波和气泡脉动能量的计算。

气枪是脉冲震源，在水中激发的机理与炸药在水中爆炸的机理相似。炸药的水中爆炸在军事等领域有重要应用，已开展了一些理论和实验研究工作（汪斌等，2008；张阿漫等，2008）。Cole（1948）提出了TNT炸药水中爆炸气泡脉动周期和最大半径的经验公式，郅斌伟等（2009）对于TNT当量1217.6kg的炸药水中爆炸采用类似 Cole（1948）的经验公式、PAMFLOW软件和基于JWL状态方程的气泡计算程序进行了气泡周期和半径的计算，马坤等（2015）开展了不同水深的0.125、0.5、1g TNT当量药球爆炸实验，对 Cole（1948）的经验公式系数进行了修正。……