地震考试内容研讨.doc

地震波的动力学特征 郑重声明：前面部分有很多只是为了加深理解，之中，公式一定记住，对于众多要考试的重点文字部分，教育学认为能掌握核心思想，然后能够能用自己的语言表达出来就很好。后面部分是补充内容，随便看看 1 物体受外力后发生形变，但当外力撤消后，又能立即恢复为原来体积和形状的物体，称为理想弹性介质或完全弹性介质。岩石固体既有弹性，又表现出像粘性流体那样的粘性，称这样的物体为粘弹性体。当外力很小且作用时间很短时，大部分物体都可近似地视为弹性体。反之，固体显示为塑性，甚至发生破碎。 2 各向同性介质：按岩石固体的弹性性质划分，凡岩石的弹性性质(弹性常数)与空间方向无关的固体，就称之为各向同性介质，如沉积比较稳定的岩层。在各向同性介质中，弹性常数只有两个：λ和μ(拉梅系数)，它们不随空间方向而变化。各向异性介质：凡岩石的弹性性质随空间方向而变化的固体，就称之为各向异性介质。 3 凡速度值不随空间坐标而变化的介质就称之为均匀介质。 特点： (1)速度是均一的常数。 (2)在v－H坐标中，速度是一个平行于H轴的直线。 如果地下介质的性质表现出成层性，其中每一层的速度值是相同的，不同层之间的速度值是不同的，称这种介质为层状介质。 (1)每层介质中速度值相同，不同层中速度不同。(2)在v－H 坐标中速度呈阶梯状。 (3)层状介质中，地震波的速度叫层速度。 波速是空间连续变化函数的介质定义为连续介质。连续介质是层状介质模型的一种极限情况，当层状介质中的层数无限增加、每层的厚度无限减小时，层状介质就过渡为连续介质。 (1)速度随深度的增加而连续变化。(2)在v―H坐标中，速度是一条斜线(线性连续介质)或一条平滑曲线(非线性连续介质) 。(3)对于线性连续介质  v(z)=v0(1+βz) 式中：v0为初始速度，β为速度随深度变化的函数，z为深度。该模型比较接近地下岩层的实际情况。 (4)非线性连续介质。 v(z)=v0(1+βz) 1/n，n是大于1的常数。(5)在连续介质中，地震波的速度叫真速度。 4 单相介质模型：当建立各种介质模型时，把组成地层的岩石都视为单一固体相的介质，我们称之为单相介质(Single-phase medium model) 。 双相介质模型：大部分岩石从结构上看，都是由两部分组成，一部分是矿物颗粒本身，称之为岩石骨架(基质)；另一部分是由气体或液体充填的孔隙。因此，地震波在岩石中传播时，实际上在岩石骨架和孔隙两种介质中传播，我们称这种岩石为双相介质(Two-phase medium model)。 12 在地震勘探中，无论是用炸药震源还是非炸药震源，一般都是向外产生均匀对称的压缩力，使质点发生体变，故主要产生纵波。由于地层的不均匀性和激发作用的不对称性，使质点产生切变，故同时也产生横波。 在石油地震勘探中目前主要是利用纵波勘探。 体波(纵波和横波)动力学特征 纵波（P）Primary Waves 横波（S）Secondary Waves 弹性介质发生体积形变所产生的波动(表现为各质点间的膨胀与压缩) 弹性介质发生切变时所产生的波动(表现为各质点间的切向滑动) 是一种胀缩力形成的波 是一种旋转力形成的波 质点位移的振动方向(极化方向)与波的传播方向一致(如，声波)。它是线性极化波。 质点位移的振动方向与波的传播方向垂直(如，绳波 )。它也是线性极化波。 速度 ：VP＝((λ+2μ)/ρ)1/2 μ:剪切模量;λ:拉梅常数;ρ:密度 对于同一岩石，纵波永远大于横波 波速：VS＝(μ/ρ)1/2 当泊松比σ＝0.25时，VP/VS＝1.73，所以远离震源时总是纵波先到检波器 可在任何介质中传播 只在弹性固体介质中传播，即液体或气体中没有横波，因为剪切模量μ＝0 吸收系数小，能量强，频率高，频带宽；容易激发和接收，在地震记录中容易观测 吸收系数大，能量弱，频率低，频带窄；不易激发和接收，在地震记录中难观测 具有球面扩散(波前扩散)现象，即纵波振动的强度随波传播距离r的增大而反比减小。振幅A∝1/r。 也具有球面扩散现象，即横波振动的强度随波传播距离r的增大也反比减小。振幅A∝1/r。 3 面波(Surface Waves)传播的动力学特征 (二)瑞雷波的特点 1.在均匀弹性半空间介质中，瑞雷波速度与频率无关，即无频散现象。但在层状介质和其它非均匀介质中瑞雷波具有频散特性(Dispersive)，即瑞雷波的相速度随频率的变化而变化，称之为频散曲线(Dispersion curve)。通常相速度随频率的增高而逐渐减小。 2.瑞雷波相速度与横波速度密切相关，且小于横波速度。 3. 瑞雷波质点的振动轨迹是一个向震源逆