3第一章地震波与其传播.ppt

第一章 地震波及其传播;　波：波是质点的振动在介质中的传播过程。 波的形成首先要有开始振动的震源存在，而且要有传播振动的弹性介质。 　　地震波是在岩层中传播的弹性波;地震勘探方法是研究人工激发的机械振动在地球介质中的传播规律，进而推断地下的地质构造。从这个意义上说，地震波是在地球介质中传播的机械振动。地震震源作用给地球介质的岩层施加外力，使之发生变形。 一般说来，远离震源处，震源作用力微小、作用时间短暂，一些特殊岩相（如干沙等）除外，岩石表现为弹性体。因此，在岩石中产生的机械振动可以看成是弹性介质中的弹性振动。所以说地震波是在地下岩层中传播的弹性波，这就意味着对实际介质的理想化。;弹性理论的基本假设;一、地震波是在岩石中传播的弹性波 物体受力的三种状态： 永久形变 破坏圈 塑性形变 塑性带 弹性形变 弹性形变区 ;二、地震波的形成;2、地震子波的传播;1）振动图（振动曲线） 反映了地震波在传播过程中某一个质点随时间振动的特点。 特征量：周期，振幅，频率 周期：质点完成一次振动所需要的时间，T 振幅：质点振动时偏离平衡位置的最大位移，A 频率：质点在一秒钟内振动的次数，f;介质中不同点的振动曲线; 2）波剖面(波形曲线) 反映了在某一时刻各质点位移之间的关系。 特征量：波长，波数，波的传播速度 波长：波在一个周期里所传播的距离，λ，两个相邻波峰或波谷之间的距离。 　　波数：波长的倒数，ｋ 传播速度：ｖ;地面; 振动是一点的运动，波动是振动的传播，即介质整体的运动。 振动传播的速度为波速，与质点本身运动的速度无关。波速有限是波动的必要条件。 波动伴随能量传播。 频率、周期、振幅、波长、速度、视速度、视波长 正弦波：质点振动为简谐振动的波。 速度和波长是沿着波的传播方向来考虑问题的。 若沿着其他方向，则讨论的是视速度和视波长。; 3）频谱 振动的分解与合成 　　一个复杂的振动可以看成是由许多个简单的分振动合成而得到的，每一个分振动都由各自的振幅、频率和相位三个量确定。 　　合成的振动可以分解成组成它的各个分振动，这叫振动的分解。;　　周期振动的频谱 　　一个复杂的周期振动可以分解为若干个不同频率与振幅的振动，并且这种关系是唯一的。 　　一般用振幅谱和相位谱可以表示一个复杂的周期振动。振幅谱表示分振动的振幅与频率的关系，记为A(ω)，相位谱表示分振动的相位与频率的关系，记为φ(ω)，只有同时应用振幅谱和相位谱，才能确定已知的周期振动。 　　在地震勘探中主要研究的是振幅谱，一般又将它简称为频谱。 　　复杂的周期振动是有限个简谐振动迭加的结果，所有它的频谱是一些直线段，又叫线谱。;两个不同频率的谐振动迭加图 ;　　非周期振动的频谱 　　非周期振动是无限个不同频率（连续变化的频率）、不同振幅、不同相位的简谐振动迭加的结果，所以其频谱是一条连续的曲线，称为连续谱。 　　地震波是一种非周期振动。;地震波的频谱 ;4）波前和射线 ; 与物理学中的几何光学相类似，地震波的运动学是研究地震波波前的空间位置与其传播时间的关系，采用波前、射线等几何图形来描述波的运动过程和规律（如反射定律、透射定律、斯奈尔定律、费马原理、惠更斯原理等），因此称作几何地震??。 ;三、地震波的传播规律;V;第二节 地震波的类型;2、纵、横波速度的比较;纵波速度大于横波速度。对自然界中常见的岩石来说，σ=0.25。?=1.73, 横波速度最多达到纵波速度的0.707倍。 0.05(坚硬岩石)≤ σ ≤0.45（松软介质） 液体中不产生切应变，即μ=0，VS =0 。液体中不传播横波，只传播纵波。液体中σ=0.5;纵、横波比较;二、与地震勘探有关的其它地震波;二、与地震勘探有关的其它地震波;二、与地震勘探有关的其它地震波;二、与地震勘探有关的其它地震波;二、与地震勘探有关的其它地震波;第三节 分层介质中的地震波;2、形成地震反射、透射的条件;2、形成地震反射、透射的条件;二、反射、透射波的一些基本概念;二、反射、透射波的一些基本概念;4、斯奈尔(Snell)定律： 　　综合反射定律和透射定律，可以得到斯奈尔定律。斯奈尔定律描述了相互之间的关系;三、地震勘探的实现;四、地震勘探中的折射波;滑行波;2、折射波的传播途径;3、折射勘探的原理：利用折射波传播时间中的界面深度及产状信息来研究浅层地层的产状、低速带的厚度、速度等。;5、折射波的特点;六、多层介质中地震波的传播