地震波的特性和传播.ppt

洛夫面波传播的特点 1 当横波速度较高的半无限弹性介质上覆盖以低速层时，则在覆盖层和半无限弹性介质分界面上可以产生洛夫面波； 2 它是SH型面波，因此，它沿着x轴方向传播，则相应地振动应垂直于x轴且平行于分界面，即振动应沿y轴方向，从而位移只有分量v； 3 在层内质点的位移按简协规律变化； 4 在半空间质点的位移，则随着z的增加而迅速衰减。 5 ，具有频散特性。 2 地震波在界面处的反射和透射 边界条件： 在分界面上有力的边界条件：分界面两边的应力相等； 在分界面上有位移的边界条件：分界面两边的位移相等。 即：下述四个量应该相等 1、正应力 2、剪应力 3、质点的法向位移 4、质点的切向位移 当入射为纵波时： 入射纵波到达两种介质的分界面上时，反射两种波，即反射纵波和反射横波；透射两种波，即透射纵波和透射横波。 入射波、反射波及透射波的传播方向之间存在关系（斯奈尔定律）： P1入射纵波 P1S1反射横波 P12透射纵波 P1S2透射横波 设入射纵波中质点的位移函数为： 相应的位移分量为： P11反射纵波 设反射纵波中质点的位移函数为： 相应的位移分量为： 相应的位移分量为： 设反射横波中质点的位移函数为： 设透射纵波中质点的位移函数为： 相应的位移分量为： 相应的位移分量为： 设透射横波中质点的位移函数为： 在a介质中质点的总位移分量为： 在b介质中质点的总位移分量为： 设入射纵波的各个参数为已知，于是可以由边界条件确定反射波和投射波的各参数。 1、在分界面上位移连续，有 代入可得： 2、在分界面上应力连续，有 入射波为横波： 1、对于质点平行于z轴的振动；即SH波。它没有垂直于分界面的运动，因此不产生反射和透射的纵波。 SV1：入射横波 SV11：反射横波 SV1P1：反射纵波 SV1P2：透射纵波 SV12：透射横波 2、对于质点垂直于z轴（即在oxy平面内）的振动；即SV波，同样满足斯奈尔定律。 入射波、反射波即透射波相应的各参数关系如下： 3 地震波的能流密度和几何扩散 能流密度I，被定义为单位时间通过单位面积的能量。其表达式为 球面波的波前从球心O向外扩散。 谢 谢！ * 地震波的传播规律 内容 一 地震波在介质中的传播 1 平面波的传播 2 球面波的传播 惠更斯-菲涅尔原理 克希霍夫积分解 二 地震波在介质分界面处的传播 1 面波 2 地震波在界面处的反射和透射 3 地震波的能流密度和几何扩散 一 地震波在介质中的传播 1 平面波的传播 当地震波在离震源足够远处，波前变得足够平，以致局部的平面波传播成立。 平面纵波的波动方程： 其通解为： f为波函数（可以表示为位移位、位移、体变等各种物理量） 物理意义： 对于任一瞬时t，u为x的函数，可以用曲线ABC表示 此曲线表示在该瞬时，弹性介质内各点因干扰而产生的位移，曲线的形状决定于f函数。 经过时间间隔 将成为 也将改变数值 如果将坐标x增大 的数值将不改变 说明瞬时t所作的曲线ABC只要把它沿x方向移动一个距离，如图中的A’B’C’，就适用于下个瞬时 距离 下个瞬时 表示一个沿x方向传播的纵波。 它的传播速度就是 应用几何方程求出相对应的应变分量： 沿x方向的正应变为： 其余的应变分量都等于零，说明弹性介质的每一个点都始终处于方向的简单拉压状态。 由物理方程求应力分量： 各个正应力分量之间的关系为： 弹性介质内质点沿x方向的速度分量为： 沿y向及z向的速度分量为零。 的数值很小，故可见质点运动的速度远远小于此波的传播速度。 表示一个沿x的负方向传播的纵波。 它的传播速度也是 所以平面纵波不论其波长大小和形状如何，在弹性介质中都以疏密发散的形式向前或向后传播。波速为： 此为平面横波的波动方程。 其通解为： 表示一个沿x方向传播的横波。 它的传播速度就是 应用几何方程求出相对应的应变分量： 说明弹性介质的每一个点都始终处于z及x方向的简单剪切状态。 应用物理方程求出相对应的应力分量： 其余的应力分量等于零。 弹性介质内质点沿z方向的速度分量为： 沿x向及y向的速度分量为零。 的数值很小，故可见质点运动的速度远远小于横波的传播速度。 分析： 表示一个沿x的负方向传播的横波。 它的传播速度也是 综上所述，平面横波不论其波长大小和形状如何，在弹性介质中都以剪应变横向位移的形式向前或向后传播。波速为： 比较平面纵波与平面横波的传播速度： 故在同一介质中纵波的波速要比横