第1章地震波动力学概要.ppt

第一章 地震波的运动学 第一章 地震波的运动学 第一章 地震波的运动学 第一章 地震波的运动学 利用地震波的运动学特征来查明地下的地质构造的形态。 利用地震波的动力学特征及其变化规律来研究地下的地层，岩性及油气显示有一定的实际意义。 第一章 地震波的运动学 振动－－某质点在其平衡位置附近做来回往返的运动。通常以周期性为其特征，用振幅、频率来描述。 振幅(A)—质点离开平衡位置的最大位移。 频率(f )—每秒钟内振动的次数称频率。 周期(T)—质点从某位置振动后再回到该位置所需的时间称周期，与频率互为倒数。 f＝1/T 波动－－就是振动在介质中的传播。 介质内某质点的振动，通过介质质点的相互作用传递相邻质点的振动，如此传递下去就形成了波动。 波动产生的条件： 振动是波动的源、有传播的介质。 波动是振动的传播，是能量的传播。 波动是能量传播的重要方式之一。特点：当能量在介质中通过波动从一个地方传到另一个地方时，介质本身并不传播。 波的几个例子 波的几个例子 波速－－质点振动能量传播的速度，或振动在介质中传播的速度。 质点振动速度与波动的传播速度不同，其振动方向与传播方向也不一定相同. 波振幅（A）--质点离开平衡点的距离(位移)； 波长（λ）—两个相邻周期(T)上各相似点的距离(注意：应在垂直于波前的方向上对它们测定)； 频率（f）—每秒钟内波振动的次数。 波的传播速度（V） 每秒钟波前进的距离。 V = λf = λ/T 或 λ = V/f 每个质点在波传播过程中只绕其平衡位置振动并不传播到其它地方。 波在传播过程中，质点的振动是有先有后的，也就是波是以有限的速度在介质中传播的，波速的有限性是形成波动的必要条件。 波的传播速度，取决于介质的速度，质点振动的速度不等于波速。 波动是一种能量传播的重要方式，能量从一个地方传播到另一个地方时介质本身并不传播。 质点的振动和波动的关系就是部分和整体的关系。 单独考虑每一个点，它的运动只是在平衡位置附近进行振动。把介质中的无限多个点当作一个整体来看，它的运动就是波动。 1.什么是弹性波？ 2.什么是地震波？ 3. 地震波的产生过程（以炸药震源为例） 按固体在外力作用下的形变特征，可将固体分为： 弹性介质和塑性体 弹性体--当使介质产生形变的外力撤消后，介质能立即并完全恢复到原始状态的物体；反之，称为塑性体。 在外力作用下，物体即可显示为弹性，又可显示为塑性 条件：外力的大小、作用时间的长短 弹性波--在弹性介质中传播的波称为弹性波。 它的形成条件是：要有能传播弹性波的介质—弹性介质，以及在弹性介质中有振动。 一种在岩层中传播的，频率较低(与天然地震的频率相近)的波，是弹性波在岩层中传播的一种通俗说法。 在震源附近，爆炸所产生的强大压力大大超过了岩石的极限强度，使岩石破碎，形成一个破坏圈，炸出空洞； 随着离开震源距离的增加，压力减小，但仍超过岩石的弹性限度，使岩石发生塑性变形，形成辐射状或环状裂隙，形成塑形带； 随着离开震源距离的进一步加大，压力降低到岩石的弹性限度以内，又因为炸药爆炸的产生的是一个延续 时间很短的作用力，根据弹性理论，这一 区域的岩石发生的弹性形变。 定义： 爆炸产生的是一个延续时间很短的尖脉冲，这一尖脉冲造成破坏圈、塑性带，最后使离震源较远的介质产生弹性形变，形成地震波，地震波向外传播一定距离后，波形逐渐稳定，成为一个具有2-3个相位（极值）、延续时间60-100毫秒的地震波，称为地震子波。 地震子波特征： 波形基本稳定； 幅度会因种种原因而衰减 地震子波看作组成一道地震记录的基本元素。 1.波阵面(波前、波后) 波阵面—波从震源出发向四周传播，在某一时刻，把波到达时间各点所连成的面，简称波面。 波前—振动刚开始与静止时的分界面，即刚要开始振动的那一时刻。同样，振动刚停止时刻的分界面为波后。波前或波后是用面表示的，不是曲线。 必须记住：波是不断前进的，从而波前和波后这两个曲面也在随着时间不断然地推进。不指明哪一个时刻来谈论波前和波后是没有明确意义的。 波阵面的形状决定波的类型，可分为球面、平面和柱面波等。 平面波--波前是平面(无曲率)，象是一种在极远的震源产生的。这是地震波解析中的一种常用的假设。 球面波--由点源产生的波，向四周传播，波面是球面。 在均匀各向同性介质中，同一个震源，在近距离的波为球面波，在远距离的地方可看成平面波。 在地震勘探中，由于传播路线长而接收点小常把地震波看作为平面波。 2.波线(射线) 射线—是用来描述波的传播路线的一种表示。 在一定条件下，认为波及其能量是沿着一条“路径”从波源传到所观测的一点