《地震波理论》复习最终版

《地震勘探原理》各章节的复习要点第一章绪论（不作为考试内容）第二章地震波运动学理论§2.1 几何地震学基本概念1、基本概念，如地震子波：具有多个相位、延续60～100毫秒的稳定波形称为地震子波。

几何地震学:地震波的运动学是研究地震波,波前的空间位置与传播时间的关系，他与几何光学相似,也是引用波前,射线等几何图形来描述波的运动过程和规律,因此又叫几何地震学.地震勘探:通过人工方法激发地震波,研究地震波在地层中传播的情况,以查明地下的地质构造,力寻找油气田或其他勘探目的服务的一种物探方法.波面：介质中每一个同时开始振动的曲面。

射线：在几何地震学中，通常认为波及其能量是沿着一条“路径”从波源传到所考虑的一点P，然后又沿着那条“路径”从P点传向其他位置。

这样的假想路径称为通过P点的波线或射线。

振动图：在地震勘探中，每个检波器所记录的，便是那个检波器所在点处的地面振动，它的振动曲线习惯上叫做该点的振动图。

波剖面：在地震勘探中，通常把沿着测线画出的波形曲线叫做“波剖面”。

视速度和视波长：如果不是沿着波的传播方向而是沿着别的方向来确定波速和波长，得到的结果就不是波速和波长的真实值。

这样的结果叫做简谐波的视速度和视波长。

全反射：如果V2>V1，则有sinθ2>sinθ1，即θ2>θ1；当θ1增大到一定程度但还没到90°时，θ2已经增大到90°，这时透射波在第二种介质中沿界面“滑行”，出现了“全反射”现象，因为θ1再增大就不能出现透射波了。

雷克子波：2、基本原理反射定律：反射线位于入射平面内，反射角等于入射角，即。

透射定律：透射线也位于入射面内,入射角的正弦与透射角的正弦之比等于第一、第二两种介质中的波速之比，即Snell定律：惠更斯原理：在已知波前面（等时面）上的每一个点都可视为独立的、新的子波源，每个子波源都向各方发出新的波，称其为子波，子波以所在处的波速传播，最近的下一时刻的这些子波的包络面或线便是该时刻的波前面。

地震概论复习要点绪论一、地球科学概况1、地震学：研究地震及其相关现象2、四大起源问题：行星（宇宙）、地球、生命、人类3、C.S.H: Composition(组成):同位素地球化学.Structure(构造)：全球构造.History(历史)：全球变化.4、地学发展：水火不相容（Werner水成论与Hutton火成论）——均变与灾变——固定论与活动论固定论：海洋与陆地永恒不变5、极地科学：全球变化；海平面变化；气候与生态演变二、宇宙演化1、哈勃发现非稳衡宇宙红移：相互背离，频率变小由此宇宙是由一个基点爆炸而得2、宇宙大爆炸理论的证据：2.7K的发现3、哥白尼原理：宇宙中各点是平权的，有限无边的宇宙没有中心三、太阳系1、行星顺序：水星金星地球火星木星土星天王星冥王星2、太阳系的轨道特征：近圆性同向性共面性3、行星运动三大规律：（1）. 行星在椭圆轨道上运动，太阳位于其中一个焦点上.（2）. 行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积.（3）. 行星公转周期的平方与轨道半长径的立方成正比.4、体积密度卫星表面类地行星小大少固体类木行星大小多非固体5、彗星结构：慧发、慧核、慧尾6、太阳系起源假说及发展：Kant-Laplace星云说（18世纪Kant, 1755《自然通史和天体理论》Laplace, 1796《宇宙体系论》）无法解释角动量分配异常灾变说和爆发说新星云说补充：Laplace星云说中太阳系形成的过程：炽热的气体云—分离环—团块—行星7、地球的早期演化：地球形成期(约46亿年前) ——放射熔融期——小天体碰撞期——熔流外溢期——.板块构造发育期8、金星温室效应严重，不适合开发9、月球公转与自转周期一致，导致月球仅有一面面向地球第一章地震学的研究范围和历史1、全球7.0以上强震约13次，15%在大陆，2、中国西部地震较频发，中国每年4.7级以上地震平均50次3、地震频发性低于气象灾害，而由于其突发性和毁灭性使得财产损失和人员伤亡高居所有自然灾害之首。

第二章1. 选择题（1）地面与地下反射界面都是平面，界面以上介质为均匀介质，则地面上纵直测线观测的转换反射波的时距曲线为：A ．抛物线B ．高次曲线C ．双曲线D ．直线（2）在)1()(0z V z V β+=连续介质中，反射界面深度为H ，如果要观测到该界面的反射波，那么入射波的最大穿透深度max z 应为：A ．max z <HB ．max z =0sin 1αβ B ．max z =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-0sin 11α C ．max z ≥H（3）当地面和地下反射介质为平面时，共炮点反射波时距曲线极小点处的视速度为：A ．界面速度B ．波传播的真速度C ．无穷大D ．零（4）相同激发点，同一倾斜反射界面的反射波时距曲线（沿界面倾向方向观测）的极小点与反射波时距曲面极小点：A ．在界面下倾方向重合B ．在激发点处重合C ．在界面上倾方向不重合D ．在界面上倾方向重合（5）激发点位于断点在地面的投影点处时，所观测的相同深度界面上的反射波时距曲线与绕射波时距曲线的斜率：A ．仅在激发点处相同B ．处处相同C ．没有一处相同D ．在远观测点处相同（6）如果地震波以临界角i 入射到倾角为ϕ的折射界面时，在地面上观测到该界面的折射波，需满足：A ．i +ϕ >90B ．i +ϕ <90C ．i +ϕ =90D ．任何情况2．判断下列说法对否？并说明理由。

（1）上覆为非均匀介质，单一平面界面，纵直测线观测的反射波时距曲线是一条光滑的双曲线。

（2）反射波时距曲线的正常时差只随炮检距的变换而变化。

（3）只有测线方向与地层方向垂直时，射线平面与铅垂面重合。

（4）对折射波来说只要有高速层存在，就产生屏蔽现象。

（5）近炮点观测的水平层状介质的反射波时距曲线近乎双曲线状。

3．回答下列问题（1）如何从波动方程过渡到几何地震学基本方程？几何地震学基本方程的适用条件为何？（2）反射波时距曲线有哪些特点？（3）试说明速度随深度呈线性变化的连续介质中，地震波的射线、波前面的传播特点。

一、名词解释1、 弹性：物体的变形随外力的撤除而完全消失的属性。

2、 塑性：物体的变形随外力的撤除后仍部分残留的属性。

3、 外力：是指其它物体作用在所研究物体上的力。

4、 面力：分布在物体表面上各点的外力，称为面力。

5、 应力：截面上任意点内力的集度称为应力。

6、 正应力：物体在某截面上一点的应力是矢量，这个矢量，一般来说不与截面垂直，也不与截面相切，通常把它分解为垂直于截面方向的分量σ和切于截面的分量τ，σ即为正应力。

7、 剪应力：物体在某截面上一点的应力是矢量，这个矢量，一般来说不与截面垂直，也不与截面相切，通常把它分解为垂直于截面方向的分量σ和切于截面的分量τ，τ即为剪应力。

8、 应力分量：垂直于三个坐标轴的平面上正应力和剪应力的投影。

9、 线应变：物体内一点沿某一方向线元受力后，该线元长度的改变量与原长度比值的极限称为该方向的线应变。

10、剪应变：过物体内任一点引两条相互垂直线段，变形后，这两个线段之间的夹角改变量（用弧度表示）定义为该点在这两个方向的剪应变，也称为角应变。

11、平面波：等相位面是平面，且波阵面与波的传播方向垂直的弹性波。

12、频散：不同谐波成分组成的波，虽然受同一起始扰动下，但各自以不同的速度传播，并且起始扰动的形状在传播中将产生变化。

扰动经传播以后将扩展成为一更长的波列，这种现象我们称之为频散。

13、群速度：产生频散时，波的传播速度与组成这个波的各个谐波成分的相速度是不同的，我们称这个波整体的传播速度为群速度。

14、相速度：指一定的相位移动的速度。

15、自由界面：地表应力为零的界面。

二、证明题（１０）1、 如果某一连续体内位移场是某一标量φ的梯度，即：φφ∇==grad U，证明：0=⨯∇=U U rot。

证明：)()()(),,(222222=∂∂∂-∂∂∂+∂∂∂-∂∂∂+∂∂∂-∂∂∂=∂∂∂∂∂∂⨯∇=∇⨯∇=⨯∇=k yx x y j x z z x i z y y z z y x U U rotφφφφφφφφφφ2、 如果连续体内位移场是某一矢量位移ψ的旋度，即ψψ⨯∇==rot U ，证明：0=∙∇=U U div证明：)()()(])()()[()(222222=∂∂∂-∂∂∂+∂∂∂-∂∂∂+∂∂∂-∂∂∂=∂∂-∂∂∂∂+∂∂-∂∂∂∂+∂∂-∂∂∂∂=∂∂-∂∂+∂∂-∂∂+∂∂-∂∂∙∇=⨯∇∙∇=∙∇=y z x z x y z y z x y x yx z x z y z y x k y x j x z i z y U U div x y z x y z x y z x y z x y z x y z ψψψψψψψψψψψψψψψψψψψ3、 已知标量φ为空间坐标的函数，即),,(z y x φφ=，且二阶可导，证明： φφ2)(∇=∇∙∇； 证明：φφφφφφφφφφφ2222222)()()(),,()(∇=∂∂+∂∂+∂∂=∂∂∂∂+∂∂∂∂+∂∂∂∂=∂∂∂∂∂∂∙∇=∇∙∇z y x z z y y x x zy x4、在二维问题中，假设位移位ϕ及ψ都只与x ，y 和t 有关，即(,,)x y t ϕϕ=，(,,)x y t ψψ=，根据位移矢量公式证明二维问题的位移分量为：yx w x y v y x u x y zz ∂∂-∂∂=∂∂-∂∂=∂∂+∂∂=ψψψφψφ,,。

第一章地震学的研究范围和历史1、地震学是一门应用物理学。

2、911房屋倒塌的主要原因：钢筋受热。

3、历强震而不倒的古建筑：山西洪洞县广胜寺飞虹塔、应县木塔、赵州桥、天津蓟县独乐寺观音阁等等；原因：卯、#,以柔克刚。

4、地震学发展简史：定量研究只有100年左右的时间。

5、中国国家地震局：1971年成立，1966年河北邢台地震。

第二章地震波1、泊松比U :一样品横截面线度变化率/横向线度变化率。

(0,0.5)金属：(0.25,0.33)地幔：0.25外核(液态)：0.5其他：>杨氏模量E：线应变中，应力与应变>体变模量K：液体静压力，应力与应变>切变模量L* :刚性系数2、体波：可在地球内部向任意方向传播纵波P (Primary Wave):体变，介质膨胀、压缩形成，传播速度快；V P=4W P横波S (Second Wave)：切变，剪切力，杀伤力大；SH波(平行与界面的分量)，SV波；Vs=^~P主要差异：>P波速度快，V3倍(泊松介质)>P波和S波的质点振动方向相互垂直>一般情况，P波垂直分量较强，S波水平分量较强>S波低频成分丰富>天然地震震源破裂以剪切破裂和错动为主，故S波能量比P波强>根据质点有无转动和体积变化，P波：无旋波；s波：无散的等容波3、面波：沿地球表面传播，在与界面相垂直的方向上，波动的振幅急剧衰减>Rayleigh wave：质点运动轨迹为逆进的椭圆，地面振幅最大>Love wave：横波，介质至少2层，上层v s小>地震记录中，一般振幅比体波大>面波的能量被捕获在表面才能沿着或近地表传播，在伦敦的圣保罗大教堂“耳语长廊”或中国天坛回音壁的墙面上捕获的声波就是面波。

其他：/地球的自由振荡/ 脉动4、一般到序：P波、S波、勒夫面波、瑞利面波、地震尾波第三章地震波的传播理论1、震中距：1° = 110km2、地震波的吸收和衰减：传播时间t后，入=&°”，Y为衰减系数4 = 4 /四传播距离X后，0，a为吸收系数3、费马原理：震动由介质中的一点传播到另一点时，她所经过的途径会使其传播时间为一稳定值（最大、最小、拐点）地震学中的Fermat定理：地震波在介质中传播的路径为走时最小的路径。

复习提纲1、全球地震活动在空间上有什么特点？如何利用现在对地球结构的了解解释这种特点？ 呈带状分布。

无论是震源几何位置(地理的、深度的)、震源强度的空间分布、震源机制的空间分布均与板块学说中的大断层十分一致。

断层说是板块学说的组成部分，板块学说中的断层理论很好地解释了地震活动。

板块学说的主要论点：①软流层(热、粘)上驮着岩石层(冷、脆)一起移动；②海岭～张裂、发散；③海沟～腑冲、消没④转换断层～剪切、滑移；⑤各板块绕轴旋转。

2、根据古登堡－里克特的震级频度公式bM a N -=log ，估计某地区所能发生的最大地震震级。

（假定a=6.7,b=0.9）3、评定地震烈度的主要标志有哪些？1）自然景观的变化 2）建筑物的破坏 3）人和动物的反应4、影响地震烈度的主要因素地震本身释放的能量、观测点与震源点之间的距离、地质条件、建筑物的类型、调查人本身的因素、当地人对地震的经验等5、地震烈度和震级的区别？地震烈度：按一定的宏观（野外场地调查）标准，表示地震对地面影响和破坏程度的一种量度，称之为地震烈度。

通常用I 表示。

震级：按一定的微观标准（仪器观测），表示地震波能量大小的量度，常用字母M 表示。

震级和烈度都是衡量地震强度的，根据统计结果，震级M 和震中烈度I0之间有下列关系： 0321I M +=6、全球地震带的分布特征，三个主要地震带？全球的地震带分布:(1)环太平洋地震带位于太平洋边缘地区，即海洋构造和大陆构造的过渡地区。

全球80％的浅震，许多中源地震和差不多的深源地震都发生在这一带，包括大部分灾难性地震。

(2)欧亚地震带沿欧亚大陆南部展布，欧亚地震带内也常发生破坏性地震及少数深源地震，它是最宽的地震带。

我国的大部分地区处于此地震带内。

(3)海岭地震带几乎包括全部海岭构造地区，沿洋中脊展布，又称为洋中脊地震带，它是最长的地震带。

7. 哪个地震带是全球地震活动最强烈的地震带，全球 80%的浅源地震、90%的深源地震均集中在该带上，这是一条对人类危害最大的地震带。

地震复习重点地震复习重点第一章复习要点1.名词解释地震波运动学，地震波动力学，振动与波动，地震子波，波面，波前，波后，射线，波动图，振动图，视速度，波阻抗，虚震源，滑行波，折射波，体波，面波，纵测线，非纵侧线，垂直地震剖面2.要点1.反射、透射定律，snell定律、费马、惠更斯原理2.时距曲线定义，水平界面、倾斜界面推导过程及其特点3.正常时差、倾角时差和动校正的定义及其计算4.折射波产生条件、特点5.视速度Va定义及其计算方法6.时距曲线之间的相互关系7.平均速度Vav 定义及其计算8.连续介质的射线方程、等时线方程的形状、圆心位置，半径第二章复习要点1.频谱分析2.主频和频宽3.各种波的频谱特征4.时间采样定理和什么情况下会出现假频？第三章复习要点1.名词解释炮检距，偏移距，观测系统，排列，多次覆盖，规则干扰，随机干扰，侧面波，多次波，空间采样定理，低速带，降速带，2.要点1.几种主要干扰波的特点。

2.观测系统、作图方法、四种线3. 多次覆盖、计算方法。

4. 低降速带参数的确定。

第四章复习要点1.名词解释组合随机干扰的相关半径2.要点1、有效波与干扰波的主要差别2、组合方法的基本原理，类型，作用。

3、简单线性组合特性曲线的主要特点4、组合方向效应定义及结论。

5、随机过程的主要参量、组合的统计效应的结论6、了解组合的平均效应7、确定组合参数的基本原则。

第五章复习要点1.名词解释多次覆盖、水平叠加、共反射点叠加，剩余时差。

2.要点1.共炮点和共中心点反射波时距曲线的主要异同点2.多次波的类型及其特点3.讨论全程多次波时距关系的思路及其方程特点.4.多次波剩余时差的特点5.讨论多次叠加特性的思路以及多次波的叠加振幅特性曲线特点6.影响叠加效果的主要因素.7.多次叠加的振幅效应和统计效应等。

8.组合与多次叠加的主要差别9多次叠加参数对叠加的影响第六章复习要点1.名词解释Gardner公式、Wyllie方程、平均速度；等效速度；均方根速度；层速度，叠加速度，速度谱、射线平均速度、Dix公式2.要点1.地震波岩层速度与各种因素的关系2.各种速度的引入、基本计算公式、适用范围3.速度谱求取叠加速度的基本原理4.平均速度和均方根速度与射线平均速度三者间的关系以及由此得到的主要认识、射线平均速度的特点、叠加速度与均方根速度的关系、均方根速度与层速度的关系。