可控震源粘弹性波动方程有限差分模拟.pdf

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1、第39卷第2期煤田地质与勘探Vl01．39NO．22011年4月C0ALGE0L0lGY&E)P10RⅡ0NApr．2011文章编号：1001—1986(20II)02—0057—04可控震源粘弹性波动方程有限差分模拟钟飞，张伟，焦标强，钟约先(1．清华大学机械系教育部先进成形制造重点实验室，北京100084；2．中国铁道科学研究院机车车辆研究所，北京100081)摘要：在一般的地震波计算中，地球介质可以当作各向同性的完全弹性体来对待。而对地表土壤和精细观测，粘弹性介质模型比完全弹性模型更符合实际可控震源是近年来发展起来的精确可控、安

2、全有效的新型震源，但国内对可控震源传播动力学的研究较少。对可控震源激发的地震波在粘弹性介质中的传播，用有限差分方法进行了数值模拟，给出了Kelvin一阶粘弹性波动方程组、吸收边界条件和震源处理。提出了检波器接收信号加速度和传播距离的三次多项式指数关系式，比线性指数关系更准确。使用该公式可以预测采集系统有效接收距离，指导测线布置。关键词：有限差分；可控震源；粘弹性；正演模拟中图分类号：P631．4文献标识码：ADOI：10．3969~．issn．1001一l986．2011．02．013Finitedifferencesimulatio

3、nofviscoelasticwaveequationinvibroseisZHONGFei，ZHANGWlei，JIAOBiaoqiang，ZHONGYuexian(1．KeyLaboratoryforAdvancedMaterialsProcessingTechnology，MinistryofEducation，DepartmentofMechanicalEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China；2．LocomotiveandCarResearchInstitute，C

4、hinaAcademyofRailwaySciences，Beijing10008l，China)Abstract：Earthcanbetreatedasfullelasticisotropicmediumingeneralcalculationofseismicwave．Viscoelasticmodelismorerealisticthanelasticmodelforfineobservationofsurfacesoil．Vibroseisisaprecise，controllableandsafenewsourcedevel

5、opedinrecentyears．Thestudyofvibroseistransmissiondynamicsislessmaturethanpulsesource．Thisarticleusesfinitedifferencetosimulatepropagationofseismicwaveexcitedbyvibroseisinviscoelasticmedium．Kelvinviscoelasticwaveequationswithabsorbingboundaryconditionandvibrationsourcemo

6、delaregiven．Theaccelerationofreceivedsignalsandthepropagationdistancehavethecubicpolynomialexponentialrelationship，whichismoreaccuratethanthelinearexponentialrelationship，thisformulacanpredicttheeffectivereceiveddistanceofcertainacquisitionsystem．Keywords：finitediferenc

7、e；vibroseis；viscoelastic；forwardmodeling可控震源具有安全有效、精确可控、重复使用药震源粘弹性地震波数值模拟进行了研究，但在可控的特点，在西方等发达国家使用可控震源进行地震震源地震勘探的数值模拟及地震波传播的特殊规律等勘探的比例已大大超过了使用炸药震源_1j。可控震研究方面却没有见到相关的文献报道。本文对可控震源激发出力具有方向性，增强了波的穿透能力，提源激发地震波在粘弹性介质中的传播用有限差分方法高了反射波的能量，具有相关和叠加的压噪、扫描进行了数值模拟，推导了Kelvin一阶粘弹性波动方程信号

8、的可调性等方面的优势】。组，给出了有限差分求解时的吸收边界条件和震源处地震波数值模拟研究，对人们正确认识地震波理。可控震源的正演为可控震源地震勘探系统研制，的传播规律，验证所求地质模型的正确性，进行实地震观测系统布设和地