弹性波动理论..ppt

解出得 结论： 1.在纵波法线入射情况下，不存在转换波，只有RPP和TPP，且可看 到只要 则RPP总不会为零，总会存在反射波。于是式(1.31)是反射法存 在的物理条件。波阻抗：密度ρ和速度VP的乘积ρVP。 2. 从式 看出 当ρ2VP2＞ρ1VP1时，RPP＞0，反射波相位与入射波相位一致； 当ρ2VP2＜ρ1VP1时，RPP＜0，反射波和入射波相位相反，即 相差π，称半波损失。 ③ TPP＞0，透射波相位同入射波总是同相。 ④ 反射系数和透射系数的关系为 (2)倾斜入射 当α≠0°，即倾斜入射时，情况复杂，为了知其能量分配关系， 采用作图法。 ① 密介质向疏介质投射，条件为：VP2/VP1=0.5；ρ2/ρ1=0.8； σ1＝0.30，σ2＝0.25。 当α＜20°：除RP外，能量主要分布在TP上，横波能量很小（极限情况， α→0°时：RS→0，TS→0，此时不产生横波），这同上述法向入射的情 况是相符的； 随α增大：纵波的某些能量转化为横波 RS和TS，但主要能量还是集中在RP和TP上。 α≈40°～60°：横波RS和TS的强度可以 超过纵波RP的强度，这说明在远离震源接 收或大倾角入射时，容易接收到反射的转 换横波 当α→90°：入射波近似与界面平行，横 波消失，全部能量集中于反射纵波。 ② 疏介质向密介质投射，条件为： VP2/VP1=2.0；ρ2/ρ1=0.5；σ1＝0.30， σ2＝0.25。显然，VP2ρ2＝VP1ρ1，即 上下介质的波阻抗相等。此外，第一临界角 iP＝arcsin VP1/VP2，第二临界角 iS＝arcsin VS1/VS2。 图1.16 P波入射下同类波与转换波 的能量分配关系图 当α iP：相当近法线入射情形，此时波RP→0、RS→0、TS→0，说明在 法线入射时无反射纵波，也不产生横波。 当α→ iP：纵波沿界面滑行，TP→0，RP、RS、TS急剧增大。这种强度的 急剧变化，反映了波的能量转换。我们在前面折射波的形成中已经讨论过， 在临界角附近将产生一种新的波动，即产生折射波。 当α iP：RS、TS分别减弱，RP继续增大。 当α＝iS： RS→0、TS→0，RP达到最大值。 从以上讨论中可知，在第一临界角iP附近反射纵波和反射横波的强度都很强。 在那里的反射称广角反射，人们期望在这一带范围内追踪广角反射，以便在 波阻抗较小的弱反射界面上得到更强的振幅。 在浅层地震勘探中，人们常使用“最佳偏移距技术”和“最佳窗口技术”来进行 浅层反射勘探，就是广角反射原理的具体应用。 四、地震波的衰减 波从激发、传播到接收过程中，振幅、波形变化，能量衰减。 影响因素有三类： 第一类：激发条件。激发方式、激发强度、震源与地面的耦合状态等； 第二类：传播过程。波前扩散、地层吸收、反射、透射、波形转换等； 第三类：接收条件。检波器、放大器、记录仪频率特性对波的改造、检波器 耦合状况。 下面讨论与地层岩性直接有关的第二类因素。 1. 波前扩散 波向周围介质传播 波前越来越大 振幅越来越小。 这是由波前扩散（球面扩散）引起，因为单位面积上的能量减小 随着传播距离r的增加。 设均匀介质中某时刻球面波波前为S，总能量为E，单位面积能量为ε，则有 (1.33) 式中，r为球面的半径。 因为能量E与振幅A的平方成正比，得 (1.34) 因而可得 (1.35) 式中，C为与能量E有关的常数。 * 第一章： 地震勘探的理论基础 地震勘探是研究人工激发的地震波在岩、土介质中的传播规律，而这种规律的 研究又是以地壳中岩石、土壤所具有的弹性和弹性差异为前提的。在研究中，通常 把岩、土介质看作是弹性介质。因此，地震波也叫弹性波，下面，先讨论弹性理论 的一些基本概念。 第一节 弹性理论概述 一、弹性介质与粘弹性介质 1.弹性介质 弹性: 外力 体积、形状变化 外力去掉 恢复原状 弹性体：具有这种特性的物体 弹性形变：其形变称为…… 如弹簧、橡皮等 塑性: 外力 体积、形状变化 去掉外力 不恢复原状，保持外力作用时的状态 塑性体：具有这种特性的物体 塑性形变：其形变称为……. 如橡皮泥 外力下，是弹是塑，取决于: 是否在弹性限度之内即三个方面: 外力大小、作用时间 长短、物体本身的性质 （不同）激发信号――波形变“胖”，振幅变小。 自然界中绝大部分物体，在外力作用下，既可显弹，也可显塑