Поверхностные волны

В однородной безграничной среде, как было рассмотрено выше, могут распространяться продольные и поперечные волны. Они распространяются по всему объему среды и поэтому называются объемными волнами.

При наличии поверхности, которая разделяет пространство на два полупространства – нижнее, заполненное однородной упругой средой, и верхнее – воздухом, то вдоль границы раздела «земля-воздух» распространяется поверхностная волна Релея. При распространении волны Релея одновременно происходят деформации и объема и формы. По этой причине траектории движения частиц представляют эллипсы, у которых отношение горизонтальной и вертикальной осей приблизительно равно 0,7. Такие волны очень быстро затухают с глубиной, т.е. они фактически распространяются вдоль некоторого слоя, прилегающего к границе «земля-воздух», причем амплитуды смещения убывают с глубиной примерно по экспоненциальному закону. Скорость распространения волны Релея примерно равна V, где V - скорость поперечной волны в нижнем полупространстве.

В сейсморазведке поверхностные волны релеевского типа являются помехами, которые мешают регистрировать отраженные и другие полезные волны (рис.1.11). Их интенсивность, если не принять ряд специальных мер (группирование сейсмоприемников, частотную фильтрацию, процедуры обработки и т.д.), может во много раз превышать интенсивность полезных волн. Поэтому изучение их характеристик необходимо для успешной борьбы с ними.

Рис. 1.11. Типичный пример записи сейсмограммы МОВ: 1 – цуг колебаний волн помех релеевского типа; 2 – отраженные волны

Другим типом поверхностных волн являются волны Лява. Она может возникнуть, когда на упругом полупространстве лежит тонкий слой, скорость поперечной волны в котором V значительно меньше скорости V в упругом полупространстве (V «V). Волны Лява представляют суммарные колебания, образованные сложением смещений поперечной волны, многократно отразившейся от верхней и нижней границ тонкого пласта. Скорость этих волн зависит от частоты (длины) волны и изменяется в пределах: от 0.9 V - для очень коротких волн до 0,9 V- для очень длинных волн. По мере распространения волны в нижний пласт её амплитуда быстро убывает. Как и волна Релея относится к помехам.

При взрывах в шурфах и скважинах в воздухе возникают и распространяются звуковые волны. Они являются продольными волнами и характеризуются скоростью около 340 .

Дата добавления: 2014-01-07