第01章-地震波的动力学课件.pptVIP

第一章地震波的动力学

;一、前言;第一章地震波的动力学;二、地震地质模型类型;1、等效介质模型;2、各向同性与各向异性介质;忽视各向异性的条件

岩石中有矿物结晶体就有各向异性，但当波长晶体的线度时，各向异性可略去不计。

地震波长（60-100m）晶体的线度;3、理想弹性介质和黏弹性介质模型;地震地质模型类型;4、单相介质和双相介质模型;5、均匀介质、层状介质和连续介质模型;非均匀介质;地震地质模型类型－非均匀介质;非均匀介质;1、振动;2、波动;必须强调，质点振动和波动的关系就是部分和整体的关系。

波动是一种不断变化、不断推移的运动过程，而不是任何固定的、僵化的东西。介质中有无数个质点，在波的传播过程中，每个质点都会或早或晚地受到牵动而振动起来。

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。;3、简谐波（正弦波）;第一章地震波的动力学;1、地震波;波源（震源）;2、地震波的频谱;振幅谱与相位谱;3、实际地震波的频谱特征;一般①一次波主频在20-80Hz

②硬地层—频率高

③软地层—频率低

④频谱范围与激发条件有关

适当地选择激发岩性和激发药量，可使激发出的地震波频谱符合要求。;胜利实测结果：反射波的主频随t0的增加而减小。;胜利实测结果：反射波主频随t0的增加而减小。;4、地震波传播的形象表征;（2）波剖面图

如果在某一固定时刻观察各质点位移状态，常采用横坐标为质点距离震源的距离x，纵坐标仍为质点位移u的曲线来表示，该振动曲线称为波剖面图。

波剖面图可反映某一时刻各质点振动位置及相对关系。;（3）地震波的特征参数;描述地震波的特征参数及定义;（4）波阵面（波前、波后）;平面波与球面波;（5）波线（射线）;5、地震波的干涉;6、地震波传播的基本原理;（2）惠更斯(huygens)原理;惠更斯原理的应用;第一章地震波的动力学;1、弹性波;2、弹性介质、应力和应变;3、虎克定律－应力和应变的关系;3、各向同性介质中的波动方程;标准的地震波动方程：;当外力是胀缩力、无剪切???，介质中各小部分只有体积的胀缩，而没有转动，即只产生固体、气体、液体的体积大小变化，介质中就只有纵波而没有横波。;当外力是剪切力、无胀缩力，介质中各小部分只有转动而没有体积的胀缩，即只产生固体的转动；介质中就只有横波而无纵波。因为无法对气体和液体施加旋转力或剪切力，故气体和液体中不可能有横波。;第一章地震波的动力学;当震源激发时，在固体中会产生各种振动特性的地震波。而当边界条件不同时还会改变这种振动特性

按波传播的范围分：体波和面波。

体波--在无穷大均匀介质(固体)中传播时有两种类型的波：纵波和横波。它们在介质中以整个立体空间传播，合称体波。

面波—在自由表面或岩体分界面上传播的一种类型的波。在地表常见的面波有瑞利波、拉夫波，在井中有斯通利波、管波等，还有槽波。;纵波

质点振动方向与波的传播方向一致，传播速度最快。又称压缩波(compressional)、膨胀波(dilatational)、纵波(longitudinal)或P-波(P-Wave)。;质点振动方向与波的传播方向垂直，速度比纵波慢，也称剪切(shear)波、旋转(rotational)波、横波(transverse)或S-波(S-wave)，速度小于纵波约0.7倍。;两种振动方向的横波－SV波和SH波;面波

一种质点振动沿着或靠近介质表面传播的地震波，在垂直于界面方向上振幅随深度以指数规律衰减，在水平方向上振幅随距离的衰减比体波缓慢。其速度可由大约一个波长的深度范围内介质的弹性性质所定，速度约为横波的0.92倍。

在地震勘探中，通常指地滚波(groundroll)。包括瑞利波、拉夫波等。其中最重要的面波是瑞利波。

在地震勘探中，面波被作为一种干扰波处理，并且发展相应的观测和处理技术。但在一些工程勘探中被作为一种有效的勘探方法。;瑞利波是最常见的沿地面传播的面波。;瑞利波传播特点;拉夫波（Love）是在自由表面下有限厚度地层中（表层）沿平行于界面方向传播的面波。;拉夫波传播特点;斯通利波是沿着分界面传播的一种地震波，在固体与流体分界面总有可能产生，在固体-固体分界面上只有在它们的横波速度接近时才会产生。

其振幅在垂直分界面的方向上按指数规律随分界面的距离衰减。

速度小于两种介质的横波速度，也小于瑞利波的速度。

在测井中应用较多。其频率比震源频率小得多。;在充满流体介质的钻孔中，沿着井壁在轴向传播的面波称为管波。

振幅衰减很慢。

具有频散特征。

传播过程中，遇波阻抗界面会产生反射：如井径变化、流体顶面、井底等。

产生的机制和波动特性还不是很清楚，但具