电场垂直入射面的非均匀电磁波在导电媒质界面的类全反射横向偏移

利用电磁波在导电媒质界面反射系数的附加相角，导出了电场垂直于入射面的非均匀电磁波在导电介质界面的类全反射横向偏移，并对横向偏移进行了相关计算，绘出了横向偏移随入射角的变化曲线. 结果表明：入射角在相移常数临界角、衰减常数临界角和90°处，横向偏移曲线存在三个间断点. 当入射角等于这三个角时，横向偏移为无穷大，即电磁波将沿界面传播；当入射角在这三个角附近时，横向偏移变得非常大.     

电场平行于入射面的低频电磁波在导电界面的类全反射相角

根据非均匀电磁波在导电媒质中传播时其相移常数和振幅衰减常数方向的不一致性,利用低频非均匀电磁波在导电地层界面反射时的反射系数导出了电场偏振化方向在入射面内的低频电磁波类全反射相角.     

非均匀P-偏振电磁波在导电界面的类全反射横向偏移

利用非均匀P-偏振电磁波（电场平行于入射面）在导电界面反射系数所产生的附加相角导出了非均匀电磁波在导电介质界面的横向偏移，并给出了一个低频电磁波算例，绘制了横向偏移随入射角的变化曲线. 计算结果表明，入射角在相移常数临界角、衰减常数临界角和90°处，横向偏移曲线存在三个间断点；当入射角等于这三个角时，电磁波将沿界面传播；当入射角在这三个角附近时，横向偏移效应影响较大；在其他角度入射时横向偏移与波长在一个数量级. 论文还讨论了横向偏移效应对电磁波测井测量结果所产生的误差，并给出了误差计算方法和算例.     

非均匀P\|偏振电磁波在导电界面的反射系数曲线

基于非均匀电磁波在导电媒质中传播时其相移常数和振幅衰减常数方向的不一致性，利用电磁波在导电媒质界面的边界条件，导出了非均匀P\|偏振电磁波的反射系数. 反射系数随入射角的变化曲线显示：当电磁波由电导率大的介质射向电导率小的介质时，在相移常数临界角和衰减常数临界角附近存在峰值，且反射系数的数值小于1，这一结果与全反射光的结果有明显的差异.     

全反射SH地震波的Goos-Hanchen效应动校正时差

利用SH地震波(偏振化方向垂直入射面的横波)在地层界面反射系数的附加相角导出了SH波Goos-Hanchen效应所引起的横向偏移和横向偏移渡越时间,给出了Goos-Hanchen效应正常时差公式,讨论了Goos-Hanchen效应对反射SH波正常时差的影响,绘出了横向偏移、横向偏移渡越时间、Goos-Hanchen效应正常时差及Goos-Hanchen效应正常时差校正量曲线.数值算例表明:对掠入射波或入射角在临界角附近的入射波,SH反射波的横向偏移、横向偏移渡越时间非常大,Goos-Hanchen效应对正常时差会产生较大的测量误差,在其他角度的入射波,横向偏移(横向偏移渡越时间)与波长(周期)为同一个数量级.横向偏移效应对SH反射波的传播走时影响是不可忽略的,因此在实际的地震资料处理中应进行横向偏移效应误差校正.     

全反射SH地震波的Goos-Hänchen效应动校正时差

利用SH地震波（偏振化方向垂直入射面的横波）在地层界面反射系数的附加相角导出了SH波Goos-Hänchen效应所引起的横向偏移和横向偏移渡越时间,给出了Goos-Hänchen效应正常时差公式,讨论了Goos-Hänchen效应对反射SH波正常时差的影响,绘出了横向偏移、横向偏移渡越时间、Goos-Hänchen效应正常时差及Goos-Hänchen效应正常时差校正量曲线.数值算例表明：对掠入射波或入射角在临界角附近的入射波,SH反射波的横向偏移、横向偏移渡越时间非常大,Goos-Hänchen效应对正常时差会产生较大的测量误差,在其他角度的入射波,横向偏移（横向偏移渡越时间）与波长（周期）为同一个数量级.横向偏移效应对SH反射波的传播走时影响是不可忽略的,因此在实际的地震资料处理中应进行横向偏移效应误差校正.     

Goos-Hnchen效应对自由表面全反射SV波校正时差的影响

利用SV地震波(偏振化方向在入射面内的横波)在自由表面反射系数的附加相角导出了SV波Goos-Hnchen效应所引起的横向偏移和横向偏移渡越时间,给出了Goos-Hnchen效应正常时差动校正量,讨论了Goos-Hnchen效应对反射SV波正常时差的影响,绘出了横向偏移、Goos-Hnchen效应正常时差及Goos-Hnchen效应正常时差校正量曲线.曲线表明:反射地震波存在负横向偏移效应,在大多数入射角度范围,横向偏移(横向偏移渡越时间)与波长(周期)为同一个数量级.对掠入射波或入射角在临界角附近的入射波,Goos-Hnchen效应对正常时差有较大的测量误差,对反射P、SV波的传播走时产生了不可忽略的影响,因此在实际的地震资料处理中应进行横向偏移效应误差校正.     

Goos-H(a)nchen效应对自由表面全反射SV波校正时差的影响

利用SV地震波(偏振化方向在入射面内的横波)在自由表面反射系数的附加相角导出了SV波Goos-Hanchen效应所引起的横向偏移和横向偏移渡越时间,给出了Goos-Hanchen效应正常时差动校正量,讨论了Goos-Hanchen效应对反射SV波正常时差的影响,绘出了横向偏移、Coos-Hanchen效应正常时差及Goos-Hanchen效应正常时差校正量曲线.曲线表明:反射地震波存在负横向偏移效应,在大多数入射角度范围,横向偏移(横向偏移渡越时间)与波长(周期)为同一个数量级.对掠入射波或入射角在临界角附近的入射波,Goos-Hanchen效应对正常时差有较大的测量误差,对反射P、SV波的传播走时产生了不可忽略的影响,因此在实际的地震资料处理中应进行横向偏移效应误差校正.     

Goos-Hänchen效应对自由表面全反射SV波校正时差的影响

利用SV地震波（偏振化方向在入射面内的横波）在自由表面反射系数的附加相角导出了SV波Goos-Hänchen效应所引起的横向偏移和横向偏移渡越时间,给出了Goos-Hänchen效应正常时差动校正量,讨论了Goos-Hänchen效应对反射SV波正常时差的影响,绘出了横向偏移、Goos-Hänchen效应正常时差及Goos-Hänchen效应正常时差校正量曲线.曲线表明：反射地震波存在负横向偏移效应,在大多数入射角度范围,横向偏移（横向偏移渡越时间）与波长（周期）为同一个数量级.对掠入射波或入射角在临界角附近的入射波,Goos-Hänchen效应对正常时差有较大的测量误差,对反射P、SV波的传播走时产生了不可忽略的影响,因此在实际的地震资料处理中应进行横向偏移效应误差校正.     

均匀介质背景中三维异常体的面波波场响应及其动力学特征分析

除介质各向异性之外,地球内部介质的横向非均匀性也是控制面波速度变化的重要因素.本文基于振型耦合和多重散射的地震波传播理论,数值模拟并分析了在具有均匀介质背景的三维异常体——上地幔横向非均匀介质中传播时,地震面波的振幅与偏振等动力学响应参数;其中分别模拟了不同周期入射、不同角度入射和不同尺度非均匀介质模型等多种情形下面波波场,并对横向非均匀性诱导的面波偏振异常进行了分析.结果表明,相对于长周期面波而言,短周期面波的振幅和偏振方向受横向非均匀性的影响更大,特别是偏振方向对地球结构的非均匀性更为敏感;切向分量存在横向非均性引起的Rayleigh与Love面波耦合现象;异常体边界处表现出强的面波波场响应.     

Electromagnetic profiling interpretation across vertical faults and dikes

When a vertical fault or dike scatters a normally incident TE-mode plane wave, the horizontal components of the electric and the magnetic fields vary along the direction perpendicular to the strike. This scattering is also responsible for the formation of a vertical component of the magnetic field, which also varies along the direction perpendicular to the strike. Analysis of the lateral variations of the field components permits the identification of the type of geological structure, either fault or dike, as well as an estimate of the position of the geological contacts and the electrical conductivity of each medium. Previous exact analytical solutions have shown that two Fourier cosine integrals can express each field component. A series of functions specified for each model represent the kernel of each integral. From the field components obtained from the first non-zero term of each series, we calculated the following functions: the dip angle and the ellipticity of the vertical polarization ellipse in a plane perpendicular to the strike of the structure, and the azimuth and the ellipticity of the horizontal ellipse. We established master-curves of these functions for the interpretation of vertical faults and dikes for the polarization ellipsoid, for instance VLF or audio-frequency methods. This representation has as variable the induction number     , and as parameters σ ₂/ σ ₁ and     , where a denotes the half-thickness of the dike. The interpretation procedure using curve fitting is possible because the induction number is represented on a logarithmic scale. This procedure represents an important step before automatic interpretation is carried out. Two case histories using field data illustrate the effectiveness of the procedure and the type of quantitative interpretation obtained from it.     

声波在两种多孔介质界面上的反射和透射

本文导出了声波在两种多孔介质界面上反射、透射的一般计算公式.作为例子,数值计算了P₁波入射于界面时,P₁、P₂和S波的反射、透射系数与声波频率、入射角等量之间的关系.结果表明,各种模式波的反射、透射系数与入射角、多孔介质性质有关,在Biot特征频率附近与频率有关,并用界面两侧的法向能流相等验证了结果的正确性.若把多孔介质当作均匀固体处理,将会得到显著不同的结果.     

TTI介质弹性波相速度与偏振特征分析

相速度和偏振方向是研究地震波传播规律和描述介质特性的重要参数,在理论研究和实际应用中有重要作用.本文假定倾斜横向各向同性(TTI)介质对称轴位于观测坐标系XOZ面内,在此观测坐标系下直接推导了TTI介质弹性波相速度和偏振方向的解析表达式,再进一步利用Thomsen弱各向异性理论,推导了弱各向异性近似条件下弹性波相速度以及qP波和qSV波偏振方向表达式.理论分析和数值试例表明,在相速度方面,随着各向异性介质参数改变,qP波和qSH波速度变化较为平缓,qSV波速度变化较为剧烈.弹性波相速度近似式误差均较小,能较好地近似精确相速度.在偏振方向方面,SH波偏振方向只是传播方向和对称轴倾角的函数,而与各向异性参数无关,SH波偏振方向既垂直于传播方向,又垂直于TTI介质对称轴方向.除特定方向外,qP波和qSV波的偏振方向与传播方向均成一定角度,并且随TTI介质对称轴倾角的改变而改变;在精确和近似情况下,qP波和qSV波的偏振方向始终垂直;在精度允许范围内,偏振方向的弱各向异性近似式与理论解析式吻合较好.     

新疆伽师强震群区的横波分裂与应力场特征

利用在新疆伽师地区布设的流动台阵记录到的地方震波形数据,研究了伽师强震群附近各台站横波分裂现象,给出了相应的快波偏振方向的平面场分布. 发现在台阵的塔里木盆地一侧,波偏振方向为近SN向,与塔里木盆地的区域主压应力方向一致,但在塔里木盆地北部边缘的褶皱变形带内,快波偏振方向变为近EW向,特别是在柯坪断裂附近,快波偏振方向与阿图什地震的震源断层方向基本一致. 由于快波偏振方向平行于主压应力方向,给出的快波偏振方向反映了相应的主压应力场特征. 结果表明,伽师强震群的成因很可能是塔里木盆地北缘横向非均匀变形造成的局部张性剪切应变能的释放.     

Obliquely incident wave propagation across rock joints with virtual wave source method

Due to the presence of joints, waves are greatly attenuated when propagating across rock masses. Zhu et al. (2011) (Normally incident wave propagation across a joint set with virtual wave source method. J. Appl. Geophys.73, 283–288.) studied normally incident wave propagation across a joint set with the virtual wave source method (VWSM). The introduced VWSM has merits in some aspects, especially the capability of separating differently arriving transmitted waves. However, normal wave incidence is only the special case for wave incidence with arbitrary incident angles. Obliquely incident wave propagation across a joint set is more complicated than normally incident wave propagation due to wave transformation at the joints. As a continuation of the previous paper, this work is extended to analytically study obliquely incident wave propagation across joints with VWSM. Complete theoretical reflection and transmission coefficients across single joint described by displacement discontinuity model are derived through plane wave analysis. The superposition of P wave and S wave is for the first time mathematically expressed and studied. The VWSM is verified through comparison with the propagation matrix method. Through extensive parametric studies on wave transmission across single and multiple parallel joints, it is shown that transmitted wave energy is mainly constrained in the transmitted wave of the same type as the incident wave. And with increasing joint stiffness, the transmission coefficients across single joint increases except those whose wave type is different from the incident wave. The amplitude of superposed transmitted wave for P wave incidence increases with incident angle, which is coincident with field observations. Both joint spacing and number of joints have significant effects on transmission coefficients. We find that when joint spacing is sufficiently large, the transmission coefficient is no longer a constant as the normally incident wave propagation case (Zhu et al., 2011). And when joints are very closely spaced, wave attenuation depends little on the number of joints, which is different from the conclusions from equivalent medium method.