地震勘探地震波的产生和类型.pptxVIP

波前、波尾，波面与波线波剖面与振动图视波长、视周期、视频率与视速度）dzvdt视速度定理 －－拓展xdxvdtz当射线垂直观测面时当射线平行观测面时波动方程所谓波动方程就是用数学方法来描述波的传播。即将波传播这一物理问题归结成数学问题。 虎克定律：应变和应力成正比。 E——比例系数，称为杨氏模量。 三维波动方程如下 u——质点的位移或压力， x，y，z——直角坐标系中的三个分量： t——时间 v——波传播的速度。 λ ——传播介质的拉梅系数 μ ——传播介质的切变系数ρ——传播介质的密度 波动传播原理惠更斯——菲涅尔原理⑴惠更斯原理：任一点子波可作新点的震源在弹性介质中，波传播过程中任一时 刻的同一波前面上的任一点均可以做新点的点震源产生新的子波。特点：给出了波的几何空间位置。 P（f，x，y，z）⑵菲涅尔原理：（惠氏原理的补充）任一点子波视作来自各方向子波的迭加的总振动。同一波阵面上的各点所发出的子波经传播在空间相遇时可以相互迭加产生干涉。 在某观测点观测到的是来自各点子波迭加后的总扰动。 费马原理（最小时间原理）地震波沿最短的射线路径传播的时间最小。xi－1xi讨论：?i设有任两层均匀等厚介质viHTxi?i+1HVi+1xixi＋1传播所用时间最短，共用T时间，则有：对T(x)式求极小值： 即故有：则得：（射线原理方程）P为射线参数P1S1广义斯奈尔定律P1?SP11??P?1 vp1 vs1?2 vp2 vs2P1S2P12?P?S(p1s1、p1s2为转换波)第二章 地震波的产生和类型地震波是弹性波纵波 横波 面波 反射波 透射波 折射波地震波在岩石中传播 一、 讨论条件： ⒈波动—是质点振动在介质中的传播 为弹性波或机械波 ⒉地下岩石为均匀的各向同性的完全 弹性体 ⒊岩石存在有两面性：弹性和塑性⒋对岩石的假设： 在弹性限度内，在作用力很小，作用时间很短，大部分岩石表现出弹性性质，一般假设为各向同性的完全弹性体。⒌岩石的两面性： ①弹性性质——作用力很小，作 用时间很短，一般岩石表现出弹性性质 。 ②塑性性质—作用力较大/很大，作用时间较长/很长时，岩石又表现出塑性性质。弹性模量描述了物体的弹性性质。常用的弹性模量有五个1、杨氏模量E 杨氏模量是最简单的沿一个方向拉伸或压缩的情况，应力与应变成正比，其比例常数E即杨氏模量。它表示物体对受力作用的阻力(或形变)的度量．坚实物体对拉伸力的阻力愈大(或形变愈小)，则E值愈大。T=E*e2．体变模量K 在静水压力均匀作用在物体上时，应力与应变的比例常数是体变模量K。如果静水压力为P，它使物体体积相对产生微小变化 ，则K定义为：负号表示压力增加使体积变小。它表示物体的抗压缩性质 3．拉梅常数 是在简单切应力作用下，应力与应变的比例常数。如果切应力用F表示，切应变用切变角 表示，则有它的物理意义是阻止切应变的一个量度。液体没有切应变，等于 0 。 如果一个立方体受向上拉伸应力T的作用，产生一个向上的应变e，而G是阻止横向压缩所需的一个横向拉应力，则 按下式定义： 所以 的物理意义是阻止横向压缩所需的拉应力的一个量度。阻止横向压缩的拉应力愈大，值也愈大。 4．泊松比 在简单拉应力(或压应力)作用下，伴随膨胀(或压缩)的同时，在垂直应力的方向上也产生压缩(或膨胀)，则定义横向压缩(或膨胀)与纵向伸长(或缩短)之比称为泊松比 。 对于直径为d，长为L的柱件，在张应力作用下伸长了 ，与此同时，直径变短了 ，则 弹性波的基本类型与地震勘探中的波⒈纵波（P波）：与体变相对应的波 特点： ①质点的振动方向与波的传播方向平行。②在纵波传播区域中，介质中产生膨胀区与压缩区，在同一地点，随着时间的变化交替地成为膨胀区与压缩区。压缩区膨胀区压缩区P波传播③⒉横波（S波）：与切应变对应的波，波的传播方向与质点的振动方向相垂直。在垂直于波传播方向的平面内，质点彼此发生横向错动。S波传播方向S波传播 地震波传播速度纵波速度横波速度纵横波速度比杨氏模量sE=l()()+s-s112E=()+s21m当? = 0.25(岩石)，vp = 1.73 vS⒊面波⑴定义：在界面附近传播的波叫面波⑵种类：a.瑞雷面波（R面波）x在地表面传播的波，其轨迹为椭圆。z传播ux+uyxyb.勒夫面波：在界面附近传播的波c.斯通利波Rayleigh波传播特点：(1) 能量主要集中在离自由表面约一个波长 的范围内；(2) 振幅衰减随传播距离的平方根成正比， 这比体波的球面扩散要慢，所以在远离 震源处，面波可能强于体波；(3) 传播速度比横