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1地震波

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地震波
地震波
地震波是指从震源产生向四外辐射的弹性波。

分类
地震波按传播方式分为三种类型：纵波、横波和面波。

纵波、横波
纵波，又称P波，是推进波，地壳中传播速度为5.5～7千米/秒，最先到达震中，它使地面发生上下振动，破坏性较弱。

横波，又称S波，是剪切波：在地壳中的传播速度为3.2～4.0千米/秒，第二个到达震中，它使地面发生前后、左右抖动，破坏性较强。

面波又称L波，是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波。

其波长大、振幅强，只能沿地表面传播，是造成建筑物强烈破坏的主要因素。

P波和S波的实际传播速度取决于岩石的密度和内在的弹性。

对线弹性物质而言，当波与运行方向无关时，波速仅取决于两个弹性性质，称为弹性模量：岩石的体积模量E和剪切模量G。

面波
当P波和S波到达地球的自由面或位于层状地质构造的界面时，在一定条件下会产生其他类型地震波。

这些波中最重要的是瑞利波和勒夫波。

这两类波沿地球表面传播；岩石振动振幅随深度增加而逐渐减小至零。

勒夫波
勒夫波又称Q波。

是地震面波中最简单的一种类型。

它们是以1912年首次描述它们的勒夫的姓名命名的。

是一种表面波通过切变波在表层内的多次内反射而传播。

在半无限介质之上出现低速层的情况下，一种垂直于传播方向的在水平面内振动的波。

这个类型的波使岩石质点运动类似SH波，运动没有垂向位移。

岩石运动在一垂直于传播方向上在水平面内从一边到另一边。

虽然勒夫波不包括垂直地面运动的波，但它们在地震中可以成为最具破坏性的，因为它们常具有很大振幅，能在建筑物地基之下造成水平剪切。

瑞利波
瑞利波Rayleighwave，瑞利面波具有相当不同的地面运动。

地震学中称其为R波或L波。

于1885年首次由瑞利（LordRayleigh）描述，它们是地震波中最近似水波的。

岩石质点向前、向上、向后和向下运动，沿波的传播方向作一垂直平面，质点在该平面内运动，描绘出一个椭圆。

勒夫波和瑞利波的速度总比P波小，与S波的速度相
等或小一些。

Rayleigh波是一种沿着自由表面传播的波，地球-空气界面可以看作是自由界面。

Rayleigh波是P波与S波干涉的结果。

质点运动轨迹在均匀介质中为逆时针方向。

成椭圆极化。

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地震波的产生与传播

地震波的产生与传播


Acos( 2
T
t
0 )
t 0 y0 0, v0 0
200 t )
2
WL
物理学原理及工程应用
O点的振动方程
yO
(t
)
0.01cos(200
t
2
)
x2=2m处质点振动方程
y(t) 0.01cos[200 (t 2 ) ]
400 2
y(t) 0.01cos(200 t )
WL
物理学原理及工程应用
波的周期 —— 振动状态传播一个波长的距离所需时间
T
u
—— 与质点振动的周期
是否相同？ 相同！！！
P和Q具有相同的运动状态
[t
0
]
[(t
u
)
0
]
2
波长 u( 2 ) uT
振动周期
WL
物理学原理及工程应用
波的频率 —— 单位时间通过垂直于传播方向 横截面的完整的波的数目
WL
物理学原理及工程应用
物质波 —— 微观粒子具有波粒二象性 波函数 —— 描写粒子在空间各点出现的几率
—— 几率波
WL
物理学原理及工程应用
§8.1 地震波的产生与传播
几个问题：
？地震波如何传播？ 上下？左右？前后？ 传播的速度？
？（地震）波如何描述？ ？（地震）波的能量如何传播？
WL
物理学原理及工程应用
A c os [2
(t0
x
)
0 ]
—— 各质元的位移
—— 波形图
波线上任意两点
间的相位差为
x 2 x
u
WL
物理学原理及工程应用
y(
x,
第三章-地震学基础—地震波传播理论

第三章-地震学基础—地震波传播理论

地震学基础第三章地震波传播理论若介质是分层的当地震波由低速的一方向高速的一方入射时还存在一种波叫做侧面波或叫首波折射波衍射波行走反射波等等虽然首波的传播路径总是比直达波长但是因为首波在分界面上是以深层介质中的速度来传播的因此超过一定临界距离之后首波就会比直达波率先到达台站
地震学基础
第三章 地震波传播理论
第三章 地震波传播理论
地震学基础
令入射的波前A`B`，反射波的波前CD和透射波的波前CE与 界面R的夹角分别为α、β 、γ。叫α为入射角，β为反射角，γ为透 射角。从ΔA`Β`C 、ΔA‘EC 和 ΔA`DC的简单的三角函数关系可有：
1 t CB' A'C sin 1 t A'D A'C sin 整理后： 2 t A'E A'C sin
当 f 时，d 0
d
1 f
能量束成为“线”（射线）
d
第三章 地震波传播理论
地震学基础
非均匀介质中的地震射线
射线（Ray)
第三章 地震波传播理论
地震学基础
Fermat原理在地震学中的应用
Snell定律
入射波 （Incident Wave）
反射波 （Reflected Wave）
ref
V1 V2
第三章 地震波传播理论
地震学基础
传播定律定理： 用射线和波前来描述波的传播 位置和能量随时间变化的关系，这种关系是工程地 震勘察资料处理中的重要组成部分，是进行地震数 据资料处理和定性定量解释的依据。下面就地震波 传播中有关的运动学和动力学中的定律定理介绍给 大家。
第三章 地震波传播理论
地震学基础
发生波类型的转变（分裂），可以用斯涅尔定律来说明。
第1章 地震波的运动学

第1章 地震波的运动学


hi vi p 1 (vi p) 2 hi
)
t 2
i 1
2 x 2 t t t0 t0 2 t0 v x2 t（ ） t0 0 1 2 4h x 当 1时，按泰勒公式展开： 2h 1 x 2 t t0 [1 ( ) ] t0 2 2h x2 x2 t0 2 2 2(vt0 ) 2v t 0
直 达 波 ， 反 射 波 ， 折 射 波 的 实 际 记 录
反射波
折射波
三、多界面水平层状介质折射波时距曲线：
1、 交叉时的概念。 x ti t v1 ON OM ti v0 v1 折射波的延迟时 注：ti 在数值上等于沿实际路 径传播时间与从激发点 直接 沿地面以速度 v1传到接收点的时间差。
• 概念：时距曲线----地震波的传播时间与距离的 关系曲线。 • 正演：地质模型－>物理模型－>数学模型 －>分析波场特征、传播规律（理论） • 反演：在理论的指导下由观测数据作地质分 析（构造、物性参数）。
地 质 模 型
正 演
反 演
地 震 数 据
一、时距曲线的概念及直达波时距曲线
１、直达波时距曲线方程：
四、正常时差
3、动校正：
在水平界面情况下，从 地震 记录中减去正常时差 t，即 得到 x 处的自激自收时间 t0， 2 这一过程称为正常时差 校正， 或者动校正。 补充：相对应的，静校 正常在 《地震资料数字处理》 中用到。
（b）多道接收同相轴与界面形态不对应 （a）自激自收同相轴与界面形态相对应
(b)多道接收同相轴形态与界面形态不对应
二、水平界面共炮点反射波时距曲线
2、曲线方程：
o*S t V
2 x 2 4h0 V
地震波在岩石圈中传播特点

地震波在岩石圈中传播特点

地震波在岩石圈中传播特点
地震波在岩石圈中传播的特点主要有以下几点：
1. 地震波在岩石圈中传播的速度随岩石的密度和弹性模量的增加而增加，随岩石的硬度和粘度的增加而减小；
2. 地震波在岩石圈中传播的强度随岩石的密度和弹性模量的增加而增加，随岩石的硬度和粘度的增加而减小；
3. 地震波在岩石圈中传播的路径受到岩石的层次和各层次岩石的密度、弹性模量等性质的影响；
4. 地震波在岩石圈中传播的波形受到岩石的层次、密度、弹性模量等性质的影响，当地震波穿过不同层次的岩石时，波形会发生变化；
5. 地震波在岩石圈中传播的路径受到岩石的层次和各层次岩石的密度、弹性模量等性质的影响，当地震波穿过不同层次的岩石时，其传播路径也会发生变化；
6. 地震波在岩石圈中传播时会发生反射和折射现象，反射现象受岩石的硬度和粘度的影响，折射现象受岩石的密度、弹性模量等性质的影响。