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6969### 地震波的传播
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71- 地震波的传播是一个非常丰富的话题,下面对可能考到的话题进行逐一阐述做一布防,复习时以理解为主,考试时按照对应的内容填写
72-
73- - 一些定律
74- 作为一种波动现象,地震波也遵循波的一些基本定律,包括:
75- - snell 定律
76- - 惠更斯原理
77- - 费马定律
71+ 地震波的传播是一个非常丰富的话题,下面对可能考到的话题进行逐一阐述做一布防,复习时以理解为主,考试时按照对应的内容填写
72+ 如果只是宽泛的问地震波的传播:可以按照地震波传播的理论基础(3点)+ 运动学动力学(3点)+ 地质因素(5点)回答
73+
74+ - 地震波传播的理论基础
75+ - 惠更斯定律:在弹性介质中,已知t时刻的同一波前面上的各点,可以把这些点看作从此时刻产生子波的新的点振源,由它产生二次扰动,经过$\Delta t$时间后,这些子波的包络面就是$t+\Delta t$时刻新的波前面
76+ - 惠更斯-菲涅耳原理:由波前面上各点所产生的子波,在观测点上相互干涉叠加,其叠加结果就是我们在该点观测到的总扰动。
77+ - 费马原理: 波沿走时最短的路径传播
78+ - 视速度定理: 在射线方向观测波的传播速度,就是波在介质中传播的真速度,但是地震勘探往往是在地面观测,观测到的速度小于真速度,称之为视速度。$V_a = V / sin \alpha$,$\alpha$是射线与地面法线的夹角
79+ 😡以上内容是地震波传播的理论基础
80+ - 地震波传播的动力学与运动学
81+ - 运动学特征:包括反射、透射、折射 、绕射。
82+ ![ alt text] ( ./pictures/image.png )
83+ 如图所示,c为反射,d为折射,地震波里的折射多了一段滑行波的概念,就是传播到界面会沿界面滑行一段距离再折射上去
84+ !!! warning
85+ 事已至此,不再赘述反射,折射透射的概念,仅作几点说明
86+
87+ - 下界面速度大于上界面才会出现折射
88+ - snell 定律:$\frac{V_1}{sin \alpha} = \frac{V_1}{sin \alpha_1} = \frac{V_2}{sin \beta}$
89+ - 绕射:地震波传播经过物性不连续点的时候,可以把不间断点看作震源,由这个新震源产生的扰动向四周传播,这种现象称为绕射。
90+
91+ - 动力学特征:包括波在弹性分界面上的波形转换和能量分配
92+ 弹性波入射弹性分界面的时候会出现波形的转换,入射纵波可能会形成反射纵波、反射横波、透射纵波和透射横波。波形相同称之为同类波,不同称之为转换波。
93+ 能量分配遵循佐普利兹方程(弹性分界面上各种波的振幅关系)
94+
95+ - 地震波传播时会产生能量衰减,主要包括:波前扩散、吸收衰减、 透射损失
96+ - 影响地震波传播的地质因素
97+ 1 . ** 密度** :
98+ 不同岩石具有不同密度,其波速也不同。通常** 密度大的致密岩石波速较大** 。
99+ 2 . ** 孔隙度** :
100+ 一般波在** 流体中的速度小于骨架速度** ,因此孔隙度大的岩石波速较小。而且孔隙度的变化也会影响密度的变化,** 孔隙度增大,岩石密度相对减小** 。
101+ 3 . ** 孔隙填充物** :
102+ 岩石孔隙中的填充物不同也会引起波速变化,$v_ {气} < v_ {油} < v_ {水}$。
103+ 4 . ** 风化程度** :
104+ 风化作用使岩体矿物变异,原生结构破坏,导致质点间弹性联系减弱。** 岩体波速随风化程度的增大而减小** 。
105+ 5 . ** 其他因素** :
106+ 一般年代越久,埋藏越深,上覆地层压力时间越长,强度越大,孔隙度变小,密度变大,波速变大。
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82111## 地震波时距关系
83112包括反射波和折射波时距方程和时距曲线,均方根速度、射线速度、平均速度等
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85- !!! note
114+ - 均方根速度:把** 水平层状介质** 情况下的** 反射波时距曲线近似地看成双曲线** 时,求出的波速就是这一水平层状介质的均方根速度。 (层速度平方按照各层走时加权平均再取根号)
115+
116+ $$ v_\sigma = \sqrt{\frac{\sum_{i= 1}^{n}t_i v_i^2}{\sum_{i= 1}^{n}t_i}} $$
117+
118+ - 射线速度:波按照射线传播的速度(总路程除以总时间)
119+
120+ $$ v_r = \frac{\sum_{i=1}^{n}\frac{h_i}{cos \alpha_i}}{\sum_{i=1}^{n}\frac{h_i}{v_i cos \alpha_i}} $$
121+
122+ - 平均速度:地震波垂直穿过地层的总厚度与单程传播所需的总时间之比
123+
124+ $$ \bar v = \frac{\sum_{i = 1}^n h_i}{\sum_{i = 1}^n t_i} $$
125+
126+ ![ ] ( ./pictures/a.png )
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128+ 上图展示了三种速度的关系,
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130+ - 当x = 0时,$v_r = \bar v$,随着x的增加,$v_r$将大于$\bar v$趋近$v_ \sigma$,
131+ - 当x = h时,$v_r = v_ \sigma$,
132+ - 之后$v_r$不断趋近介质最高层速度,$v_ \sigma$的误差也不断增加
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89134## 地震勘探的野外数据采集
90135包括地震仪器的原理,地震勘探观测系统,地震波速测定等
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