В не абсолютно упругих средах

Распространение сейсмических волн

Все реальные среды можно рассматривать как абсолютно упругие, только в некотором приближении, позволяющем более или менее точно описать изменения параметров волны при прохождении сравнительно небольших расстояний. Экспериментальные исследования процесса распространения упругих волн на большие расстояния от источника показали их более сильное ослабление, чем это вытекает из расчетов, основанных на формулах для абсолютно упругих сред. Изменение интенсивности волн сопровождается изменением формы трассы записи. Эти явления могут быть объяснены, если предположить существование некоторого механизма поглощения энергии сейсмических волн путем перехода её в другие виды, например в тепловую. Среды, в которых происходит такое преобразование энергии упругих колебаний, принято называть поглощающими.

Эффект поглощения амплитуды сейсмической волны описывается зависимостью: А(r)= A, (1.20)

где A(r) – амплитуда волны в расчетной точке; A- амплитуда волны в точке возбуждения; r - расстояние от источника до расчетной точки; - амплитудный коэффициент поглощения; - круговая частота колебаний. Из этой формулы видно, что коэффициент , определяющий интенсивность ослабления волны с расстоянием, зависит от частоты. Разные теории приводят к различным формам этой зависимости.

Согласно теории вязкого трения: , где - коэффициент поглощения, зависящий от свойств упругой среды. Единицы измерения - .

Теория упругого последействия приводит к линейной зависимости коэффициента от частоты: ( ) =, где - постоянная поглощения.

В настоящее время отсутствуют устоявшиеся взгляды на эти вопросы. Однако практика подтверждает, что в большинстве случаев для горных пород зависимость коэффициента поглощения от частоты близка к зависимости на рисунке 1.12, промежуточной между двумя выше названными. Во всех случаях коэффициент поглощения является возрастающей функцией частоты.

Рис.1.12. Обобщенные экспериментальные данные о зависимости коэффициента поглощения для пород различного литологического состава от частоты.

Области частот, используемые при: 1 – сейсмологии; 2 – глубинных сейсмических зондированиях; 3, 4. 5 – низко-, средне- и высокочастотной сейсмораз-ке; 6 – лабораторных исследованиях.

Графики, проведенные в соответствии с теорией: 7 – вязкого трения; 8 – упругого последействия; 9 – осреднения

Из графиков следует, что по мере увеличения коэффициента поглощения происходит избирательное ослабление частоты волны (сначала низкие, затем средние и высокие частоты). Это обстоятельство приводит к изменению формы записи волны по мере её удаления от источника.

Дата добавления: 2014-01-07