地震波的分类及特点 地震波的运动学特性

作者&投稿:丘包 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
震波指震源产向四周辐射弹性波
震发震源区介质发急速破裂运种扰构波源由于球介质连续性种波向球内部及表层各处传播形连续介质弹性波

震波按传播式三种类型:纵波、横波面波
纵波推进波壳传播速度5.5~7千米/秒先达震称P波使面发振破坏性较弱
横波剪切波:壳传播速度3.2~4.0千米/秒第二达震称S波使面发前、左右抖破坏性较强
面波称L波由纵波与横波表相遇激发产混合波其波、振幅强能沿表面传播造建筑物强烈破坏主要素

地震波的特点!~


地震波在传播过程中波前的空间位置与其传播时间之间的几何关系,称为几何地震学。惠更斯原理已从理论上明确了确定波前空间位置的方法,而费马原理阐述了波传播的路径。借助这些原理,如果已知地震波传播速度v(x,y,z),就能够研究地震波在空间的传播距离、传播时间和传播速度之间的关系。
在地震勘探中,用几何地震学方法描述距离与时间的关系时,不是直接描述波沿射线传播的距离与时间的关系,而是通过射线距离与激发点至接收点(称为炮检距)之间距离的关系,建立炮检距与传播时间的关系,这种关系对二维问题是一条曲线,称为时距曲线,对三维问题是一个曲面,称为时距曲面,因此,时距曲线或时距曲面就成为几何地震学中描述各种波时距关系的主要形式是地震波运动学的特性。
地震反运动学通常是采用类似几何光学中的镜像原理(或称虚震源法)来研究在震源附近观测时地下各(层状)介质结构产生的反射波的时距关系。
5.1.4.1直达波的时距曲线
从震源出发不经过反射或折射,直接传播到达各检波点的地震波称为直达波,其时距曲线方程为式(5.2):图5.4为直达波时距曲线,它是过原点的直线,直线斜率为1/v。

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图5.4直达波时距曲线

5.1.4.2 反射波的时距曲线
(1)水平反射层
在反射界面与地表平行的情况下,可得反射波时距曲线方程(5.3)和时距曲线(图5.5)。反射界面埋藏越深,视速度越大,时距曲线越平缓。

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图5.5水平层状介质反射波的时距曲线

(2)倾斜反射层
倾斜界面的反射波时距曲线是双曲线(图5.6),但对称轴不是时间轴,以炮点为基点,双曲线的顶点偏向界面上倾方向,据此特点可判别反射界面倾斜方向。界面倾角越大,xm的绝对值就越大。

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5.1.4.3 折射波的时距曲线
(1)水平折射层
根据波传播路径,在二层水平层状介质中可得时距曲线(图5.7)。显然,水平层的折射波时距曲线是一条斜率为1/v2的直线,将折射波时距曲线延长到时间轴,其截距t0称作交叉时(它不是自激自收时间)。交叉时与折射界面法向深度有关,对资料解释有意义。时距曲线斜率的倒数等于界面速度。

图5.6倾斜界面反射波时距曲线


图5.7水平二层介质折射波时距曲线

时距曲线的D点为折射波的始点,D点内无折射波,为折射波的盲区,D点以外,折射波先于反射波到达接收点,且在一定范围外,也先于直达波到达接收点。

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层速度递增的水平多层介质,折射波时距曲线方程,即

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水平层状介质的折射波时距曲线是多条斜率不同、互相交叉的直线,如图5.8所示。

图5.8水平多层介质的折射波时距曲线

(2)倾斜折射层
若倾斜折射层倾角为ψ,在O1与O2分别激发而在O1O2间观测,O1和O2点界面的法线深度分别为Zu与Zd,O1O2间接收时所得折射波时距曲线方程(5.7):

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如图5.9给出了倾斜界面折射波相遇时距曲线和全程二次反射的时距曲线。相遇时距曲线中,两条时距曲线都是直线,互相交叉,称为相遇时距曲线。这两支时距曲线斜率不同,下倾方向接收视速度小,时距曲线陡;上倾方向接收视速度大,时距曲线平缓。如果地层的倾角特别大(i+ψ>90°)时,无论在上倾方向还是下倾方向激发,在地面沿界面倾向方向都观测不到折射波。

图5.9倾斜折射波相遇时距曲线(a)及倾斜界面全程二次反射的时距曲线(b)

(3)弯曲折射界面
在弯曲界面折射波时距曲线的斜率是可变的,时距曲线与界面的弯曲形状成镜像对称,如图5.10所示。应特别指出的是,折射界面为凸界面时,还可能产生穿透现象,其时距曲线是向上弯曲的。接收地段不变,激发点位置改变,这样可以得到两支时距曲线,称追逐时距曲线。对折射波来说,追逐时距曲线是彼此平行的,而存在穿透现象时追逐时距曲线则不平行。

图5.10弯曲界面折射波时距曲线

(4)典型地质结构的折射
阶梯状构造的折射波时距曲线实际上对应的是垂直断层,垂直断面构造的折射波时距曲线对应的接触面等。左支时距曲线向上跳变,右支时距曲线向下跳变(图5.11)。

图5.11阶梯构造(a)和垂直构造(b)时距曲线

5.1.4.4 特殊波的时距曲线
(1)绕射波
地震波在传播过程中,当遇到断层的棱角、地层尖灭点、不整合面的突起点或侵入体边缘等岩石物性显著变化的地方,将发生绕射。绕射波将以绕射点为新震源向周围传播,如图5.12所示,从激发点O发出的入射波到达绕射点D,然后以绕射波形式到达地面的任意观测点S。波的旅行时是由两部分组成,即入射波旅行时间t1和绕射波传播时间t2,则有时距曲线方程式(5.8):

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(2)转换反射波
与入射波类型不同的反射波称为转换反射波。入射P波反射SV波就是转换反射波,简称PS波;入射SV波反射P波也是转换反射波,简称SP波。无论PS波还是SP波,入射角与反射角不相等,故运行路径不对称,有比较复杂的时距关系(图5.13)。一般来说,转换反射波的时距曲线是一条高次曲线,比较复杂。

图5.12绕射波时距曲线


图5.13水平与倾斜转换反射波

(3)透射波
井中地震或称垂直地震剖面法是近年来迅速发展起来的新技术。它在地面激发、井中接收,不仅观测初至直达波,也观测初至的各种波。井中观测时,直达波就是透射波。如果地下介质是水平层状介质,则直达(透射)波运行的路径与其时距曲线(图5.14)要复杂得多。同样在距井口水平距离为d的地面点激发,在井中深度为z处接收,则直达(透射)波到达接收点的传播时间为波通过各层的传播时间总和。

图5.14水平层状介质透射波时距曲线

地震是因为什么原因引起的?地震种类和成因是什么?
答:构造地震的重要特征之一,就是常呈这种有序列的发生。这种特征可能和构造地震产生的过程有关。一般说来,当地应力即将加强到超过岩石所承受的强度时,岩层首先产生一系列较小的错动(或者沿着断层带粘滑开始交替过程),从而形成许多小震,即前震。接着地应力继续增大,到了岩层承受不了的时候,就会引起岩层的整体滑动或新...

天然地震产生的地震波和人工地震产生的地震波以及微震各有什么特点
答:最佳答案 简单地说,地震的原因主要有:地球各个大板块之间互相挤压.另外还有火山喷发引起.地震分为天然地震和人工地震两大类。天然地震主要是构造地震,它是由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释放出来,以地震波的形式向四面八方传播出去,到地面引起的房摇地动。构造地震约占地震总数的90...

地震波的频谱及特点
答:地震波的频谱既与波的类型有关,又与地层岩性结构有一定联系;地震波的频谱特征,是我们识别波的类型和进行数字滤波的重要依据,同时也是进行岩性解释的信息之一。 (一)复杂周期振动的频谱 据振动叠加的原理,几个不同频率(f),不同振幅(A),不同相位(φ)的谐振动叠加,就可以得到一个复杂的周期振动。如图1-2-8所...

地震波的横波和纵波的区别是什么?
答:横波与纵波的区别如下:1、类型不同介质中质点的振动方向与波的传播方向相互平行的波,称为纵波。2、介质中质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波,称为横波。3、特点不同纵波其特点是:介质的质点受到交变拉压应力作用并产生伸缩形变,可以在固体、液体、气体传播。4、横波其特点是:介质的质点收...

地震波的频率一般多少 地震波频率大概是多少
答:2. 地震波干扰波主要有三种 地震波干扰波主要包括面波、声波和多次波,每种波的频率范围和产生原因都有其独特之处:- (一)面波 面波是地震勘探中常见的噪声,主要分为瑞雷面波、勒夫面波和史东尼面波。在地震勘探中,主要观测到的是沿地表传播的瑞雷面波。其特点包括:- 低频,通常在15Hz以内。- ...

地震干扰波的类型及其特征
答:根据干扰波的特点可将它们分为两大类:规则干扰波(相干噪声),不规则干扰波(非相干燥声)。前者在一些接收点上的出现具有规律性,后者在一些接收点上的出现没有相似性。在接收有效波的同时总是有这两类干扰波存在,因此,地震勘探自始至终都有压制干扰波提高信噪比的问题,为此,有必要了解干扰波的特...

地震波的特点!
答:对于《唐山大地震》里的空气振动来说,影响这种空气振动的应该是P波。S波又叫二次波,是一种横波,S波如其横波名,引起的是地面的横向振动,地震的主要破坏主要由S波造成,但是S波的传播条件比P波要苛刻,横波在介质中传播需要介质在横向(即与波传播方向垂直的方向)错位的移动,并且,还需要一种能使...

地震波的动力学特征
答:地震波是地震产生并在地球内传播的力波,其动力学特征主要包括以下几个方面:1. 波速:地震波在地球内传播的速度随着介质的变化而变化,一般来说,P波速度最快,S波速度次之,而表面波速度最慢。2. 波长:地震波的波长与频率成反比,由于频率不同,不同类型的地震波具有不同的波长。3. 频率:地震波的频率是指在单位...

论述地球圈层构造1500字左右
答:上地幔上部存在一个软流圈,约从70km延伸到250km左右,其特征是出现地震波低速带。据估算,软流圈的温度可达700~1300度,已接近超基性岩在该压力下的熔点温度,因此一些易熔组分或熔点偏低的组分便开始发生熔融。因此,它成为岩浆的主要源地之一。·下地幔 下地幔的平均密度为5. 1×103kg/m3,由于...

地震波的传播特点
答:地震运动与此相当类似。我们感受到的摇动就是由地震波的能量产生的弹性岩石的震动。假设一弹性体,如岩石,受到打击,会产生两类弹性波从源向外传播。第一类波的物理特性恰如声波。声波,乃至超声波,都是在空气里由交替的挤压(推)和扩张(拉)而传递。因为液体、气体和固体岩石一样能够被压缩,同样类型...