地震概论第三章地震波

《地震概论第三章地震波》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章地震波的传播3.1地震波一、体波地震在地球内部会产生两种体波(在地球内部传播的波)，纵波(P波,Primarywaves)和横波(S波,Secondarywaves)。在地震波中，还有一类沿着地球表面传播的波，称为面波。1、P波:它是跑得最快的波，可以在固体、液体和气体中传播。P波与空气中的声波很相似，质点沿着波的传播方向做压缩和拉伸运动。2.S波:S波跑得比P波慢，只可以在固体传播。在S波传播时，质点的运动方向与S波的传播方向互相垂直，介质中产生剪切应力。由于流体不能承受剪切应力，因此S波不能在液体和气体中传播。P波和S波的速度由介质的密度和弹性常数决定。

2、（3.1）体波传播示意图地震来临的时候，往往是先感到上下颠动，然后才是前后或左右晃动。这是为什么呢?因为震源同时发出两种类型的地震波。其中引起上下颠动的那种波振动比较弱，但速度比较快，引起晃动的那种波振动比较强，但速度比较慢，所以你就会感到先颠后晃，而且晃总比颠来得明显。跑在前面的是纵波，跑在后面的是横波。3.1地震波3.1.1地震波组成在地震波中，还有一类沿着地球表面传播的波，称为面波。我们最熟悉的波动是观察到的水波。当向池塘里扔一块石头时水面被扰乱，以石头入水处为中心有波纹向外扩展。这个波列是水波附近的水颗粒运动造成的。然而水并没有朝着水波传播的方向流；如果水

3、面浮着一个软木塞，它将上下跳动，但并不会从原来位置移走。这个扰动由水粒的简单运动连续地传下去，从一个颗粒把运动传给更前面的颗粒。这样，水波携带的能量向池边运移并在岸边激起浪花。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引起的弹性岩石的震动。3．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(Rayleighwave)和勒夫波(Lovewave)。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。能量主要分布在弹性分界面附近。因此，统称为面波(Surfacewave)。

4、当平面SV波以大于临界角的角度入射到自由表面时，就产生瑞利波。其质点运动描绘出一个逆进椭圆。其短轴的走向与波的前进方向一致，长轴则垂直于地面。因此，瑞利波在水平、垂直分向均有能量分配，通常，垂直分量能量为水平分量能量的1.47倍。瑞利波的波速略小于同一层介质中横波速度。若均匀弹性半空间上覆盖一低速弹性薄层，且SH波以大于临界角的角度入射到该层，便会产生勒夫波。勒夫波的质点振动方向与地表平行且垂直于波的传播方向。当S波穿过地球时遇到构造不连续界面时会发生折射或反射，并使其振动方向发生偏振。当发生偏振的S波的岩石颗粒仅在水平面中运动时，称为SH波。当岩石颗粒在包含波传

5、播方向的垂直平面里运动时，这种S波称为SV波。图Rayleigh波传播时，质点在沿着波传播方向的垂直的平面做逆时针的椭圆运动，波到来时，地面的运动和水面上的波浪运动一样Love波（L波）传播时，质点水平运动，而且运动方向与波传播方向的垂直，地面上质点运动最大，越往地下深处运动的幅度越小。现代测震学研究表明某地区地震波速度比变化与地震发生有密切关系，P波速度与S波速度的速度比值，先是下降，到达一定幅度后，经过一段时间又回升，恢复到正常时，跟着就要发生地震。所以地震速度变化可以作为预报地震的前兆异常指标。3.2地震波的传播3.2.1波在分界面上的传播P波以一角度射向边

6、界面时，它不但分成一反射地震P波和一折射的P波，还要产生一反射S波和折射S波，因为在入射点边界上的岩石不仅受挤压，还受剪切。即，入射P波产生4种转换波。SV波斜入射于内部边界时，会产生反射和折射的P波和SV波。在这种情况下反射和折射的S波总是SV型，这是因为当入射的SV波到达时，岩石质点在与地面垂直的入射面里横向运动。如果入射的S波是水平偏振的SH型，则质点在垂直于入射平面且平行于边界面的方向上前后运动，在界面上没有挤压或铅垂方向的变形，这样不会产生相应的新的P波和SV波，只有SH型的一个反射波和折射波。垂直入射的P波在反射界面上没有剪切分量，只有反射的P波，没有

7、反射的SV波或SH波。3.2.2地震波在地球内部的传播地震波在地球内部传播的时候，同时经历着两个物理过程：几何扩散：就是随着波传播的范围越来越大，分配到每个单位体积中的能量变得越来越小，但总能量是守恒的。衰减：就是在地震波传播的过程中，要“损耗”掉一些能量，地震波衰减主要是通过两种方式进行：1、机械能变成热能；2、沿直线传播的地震波在地球内部小的非均匀体上发生散射，从而传播方向发生变化。地震波的传播过程中，如果遇到障碍物，且障碍物的尺度比波长大得多，那么波就沿着射线传播，并在障碍物上发生反射和折射。如果波遇到的障碍物的尺度比波长小得多，那么障碍物对波本身来说可以忽

8、略不计。而