chapter1地震波理论基础PPT课件

因此，地震波是一种在岩层中传播的弹性波
二、地震介质模型
• 介质的均匀性与非均匀性取决于弹性性质随空间的分布，特别是波速的空 间分布。
• 在一个物体内部，任选两个基本单元，若这两个单元的性质（如密度、速 度、应力、应变等）完全相同，则该物体是均匀的。反之就是不均匀的。
• 均匀弹性体是指弹性性质（波速）不随空间坐标的变化而变化，是常数。 • 反之，若弹性性质（波速）随空间坐标的变化而变化的介质为非均匀介质。
波面：
介质中同时开始振动的各质点所组成的 曲面叫波面。
波后： 介质中某一时刻刚刚停止振动的各点组 成的面叫波后。
如图:
在t0时刻，波源开始振动， 过了一段时间到了t0’ （t0’ > t0 ）， 波源的振动可能停止了或暂时停顿了；
到了 t1 时刻，传播了一段距离。
在V0区域：波已经传播过去，振动已停止； 在V1区域：介质振动正在进行； 在V2区域：波还没有传到；
4.振动曲线和波形曲线 振动曲线： 描述某一质点在不同时刻的位移
波形曲线：
为了反应各点的振动之间的关系，把同一 时刻各点的位移画在同一个图上 ，即描述 某一时刻各质点偏离平衡位置的曲线。
不同的质点可能有不同的振动曲线； 不同的时刻有不同的波形曲线； 在地震勘探中，通常把沿着测线画出 的波形曲线叫“波剖面”。
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
自然界中绝大部分物体，在外力作用下，既可显弹，也可显塑
地震勘探，震源是脉冲式的，作用时间很短（持续十几～几十毫秒），岩土受 到的作用力很小，可把岩、土介质看作弹性介质，用弹性波理论来研究地震波。
各向同性介质：凡弹性性质与空间方向无关的介质 各向异性介质: 凡弹性性质与空间方向有关的介质 沉积稳定的沉积岩区，各向同性，简化问题 地震勘探中，只要岩土性质差异不大，都可以将岩土作为各向同性介质来研究， 这样可使很多弹性理论问题的讨论大为简化。
S: t1 时到波前，波是不 断前进的，波前、波 尾是相对某一时刻的波前、波尾。介质中的任 何一点都有一个波面。
3.波线 在一定条件下，可以认为波及其能量是沿一条 “路径”从波源传到所考虑的一点P，然后又 沿那条“路径”从P点向别处传播，这样的理 想路径就叫通过P点的波线，又叫射线。
几何地震学:
利用波线的概念来研究地震波的传播问题。
第一章
地震波理论基础
目
录
一、 岩石的弹性
二、地震介质模型
三、地震波的几个特征 四、地震波的传播规律 五、地震勘探中常见的地震波类型
一、岩石的弹性
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
➢ 研究多相介质具有更多的实际意义。
• 双相介质物理模型可以用岩石基质和孔隙度填充物组成的一播。
1. 振动和波动的关系就是部分和整体的关系 波有一定的速率。 波的频率等于震源的频率。
2. 波前、波后和波面
波前：
介质中某一时刻刚刚开始振动的各点组 成的面叫波前。
当层状介质的层数无限增加，每层的厚度无限减小时，层状介质就可 以视为连续介质。
实际地震勘探问题中，常常存在多套不同的地层，而每一套内又由沉 积旋回比较明显的薄岩层组成，各薄层的性质有所差异。
因此，常常把每一套地层又看成是层状介质，而在其内部又看成是连 续介质。
这就是地震勘探中常说的连续层状介质模型。
vf 或TV
T
（2）视速度：
当涉及的波速和波长时，我们是沿着波的传 播方向来考虑问题。
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时，所得结果叫做正弦 波的视速度和视波长，V a 、 a 来表示。
1 均匀介质 2 非均匀介质
• 如果非均匀介质的物理性质呈层状分布，则称这种介质 为层状介质。层状介质中各层的弹性系数是不变的。
层状介质 •
岩性分界面常常与岩层的弹性分界面有很好的耦合性， 所以，地震勘探所探究的弹性分界面常常就是地质（岩
性分界面）。
连续介质
层状介质模型已经成为地震勘探中常用的物理模型
5.波剖面的几个特征：
波剖面可用正弦波来表示
正弦波: 如果各点的振动都是谐振动。
对于正弦波介质中各部分振动频率等于波源 频率，周期T和频率有固定值。
（1）波长λ： 在一个周期内，正弦波沿着波线前进的距离叫 波长。波源每振动一次，波长前进一个等于波 长的距离λ，波源每秒振动的次数就是频率f， 波每秒前进距离是（即波速v）。
2.粘弹性体（介质） 粘滞性：小外力、长时间 不能恢复原状 粘弹性：既有弹性，又有粘滞性的性质 浅震中：接收信号 （不同）激发信号――波形变“胖”，振幅变小。 原因：吸收高频，能量损耗。 显然，岩土既有弹性、又有粘滞性，岩土层就可以称为粘弹性体（介质）。
3 地震波动的形成
下面讨论地震波的形成过程： 物体在受到由小逐渐增大的力作用时，大体上经历三种状态：
3 单相介质和多相介质
➢ 对介质，如果只考虑单一的岩相，如砂岩相、页岩相等，则这样的介质 称为单相介质。
➢ 实际上，地下的岩石一般由两部分组成。一部分是构成岩石的骨架（称 为基质），另一部分是岩石孔隙及孔隙中充填的各种流体或固体，如含 油砂岩等。
➢ 地震波穿过岩石基质的速度和穿过岩石孔隙中流体的速度是不一样的。 对弹性参数----波速来说，含油砂体相当于有两种“岩相”物质组成，这 种岩石为双相或多相介质。如图所示。
外力小：在弹性限度以内，物体产生弹性形变； 外力增大：到超过弹性限度，物体产生塑性形变； 外力继续增大：超过了物体的极限强度，物体就会被拉断或压碎。
岩层中用炸药爆炸：激发地震波时
炸药包附近：压力＞周围岩石的弹性极限，岩石被破碎形成一个破坏圈 离开震源一定距离：压力减小，但仍超过岩石的弹性限度，岩石不发生破碎，但发生 塑性形变，形成一系列裂缝的塑性及非线性形变带 塑性带以外：随着距离增加，压力降低到弹性限度内，岩石发生弹性形变