束缚空气对波在饱水孔隙介质中传播的影响

在将孔隙流体考虑为可压缩的且固相骨架具有线性粘弹性态的同时,本文研究了束缚空气对弹性波在饱水土体中传播的影响。结果表明,甚至当液相为不可压缩时,由于束缚空气的存在,饱水土体中亦存在着两种P波。数值算例指出,束缚空气的存在将使P波速度降低而使其相应的阻尼常数增大,但对S波却无影响。     

基于超声尾波的岩石介质波速变化实验研究

<正>1研究背景实验室岩石加卸载破裂实验是认识和理解地震孕育现象和机制的重要手段。为了揭示地震孕育发生的物理过程,众多学者在不同观测条件下开展了大量实验。除传统的应变、位移及声发射观测手段外,目前较为先进的方法是,基于岩石变形热红外观测系统以及数字图像互相关等技术观测介质的热场变化。但是,在野外地震观测中,可能无法使用上述观测手段对地下介质的应力状态和微小的应力变化进行高精度变化测量。可见,受严苛的观测条件所限,目前这些实验室观测手段尚难以应用于野外实际观测。     

饱水岩石超声振氡实验研究

本文以实验为基础,得出了如下几点结论:(1)经超声振动的岩石样品,其微结构有明显的变化;(2)超声振动不仅可以破坏吸附氡的束缚状态,还能释放封闭氡;(3)在超声振动下,氡析出量非常可观,有可能作为氡前兆信息的物质基础     

EDA介质中地震波的传播特征

对Christoffel公式进行Bond变换得到EDA介质的Christoffel方程,并由其非零解推导出EDA介质中视横波(qSV)、横波(SH)、视纵波(qP)的相速度、群速度、偏振向量(质点的振动方向)的三维计算公式.通过模型计算分析了具有水平对称轴的各向异性(HTI)介质和EDA介质中介质对称轴的极角和方位角对相速度、群速度及偏振向量的影响,对其随极角、方位角的变化特征进行了分析,并采用Matlab进行了数值计算,对其特征采用三维显示.通过取极角或方位角为零简化得到HTI介质和具有垂直对称轴的各向异性(VTI)介质中地震波的相速度、群速度,对EDA介质中的三维计算结果进行退化验证. 通过数值计算进一步验证了地震波相速度与EDA介质对称轴的相互关系. 结果表明,通过广角地震勘探可探明地下介质的裂隙走向及密度,从而确定灾害体产状.     

双相各向异性介质中弹性波传播特征研究

随着地震工程和能源地震勘探的深入发展,人们所遇到的地下介质愈来愈复杂．常规的各向异性介质理论或双相各向同性介质理论难以精确描述含流体的各向异性介质,如裂缝性气藏、含水页岩等．本文以Biot双相各向异性介质理论为基础,利用弹性平面波方程,推导出了任意双相各向异性介质中弹性波的Christoffel方程．根据Christoffel方程,计算并分析了频率对双相横向各向同性介质中弹性波的相速度、衰减、双相振幅比和偏振特征的影响．结果表明,在4类波(快纵波、慢纵波、快横波和慢横波)中,频率对慢纵波影响最大;当耗散很大时,快纵波、快横波和慢横波的流固相振幅比值近似为1．对偏振特征分析的结果表明,在双相各向异性介质中,弹性波的固相位移偏振方向与流相位移偏振方向将不再保持同向或反向,而是呈不同大小的夹角．     

垂直横向各向同性介质中波的传播野外实验和模型研究

在出露于英格兰南部的横向各向同性的Oxford粘土层中进行了井下实验。在野外资料中发现了两类剪切波的不同时差曲线和SV波的异常振幅特征。根据以前在现场测定的速度,进行了模型研究以解释观测结果。文中给出了用特征线方法由解析方武计算出来的相速度和群速度曲线以及用Alekseev-Mikhailenko方法计算的合成地震图。野外实验和模型研究表明:在qSV波波前中出现尖点三角形(cuspidal triangles)是波在横向各向同性介质中传播的基本特征。甚至对较弱的横向各向同性介质,也存在向尖点方向聚集的效应,并造成了在这个方向上显著的剪切波振幅。我们进而对可能会影响合成地震图的数值各向异性效应进行了检     

岩石加载变形过程中超声尾波与声发射变化的实验

文中采用尺寸为50mm×50mm×150mm的花岗闪长岩、大理岩以及砂岩3种不同的岩石样品,开展了超声尾波和声发射同步观测研究。结果显示:1)尾波变化与声发射演化过程存在良好的对应关系,声发射频度增加时尾波的变化随之改变,尤其是声发射频度增加的早期阶段尾波便出现变化。这预示了分析尾波可获得岩石早期的损伤信息。2)不同变形阶段,尾波变化的物理机制不同。加载初期,尾波变化存在明显的散射体改变特征;随后,在线弹性变形阶段则以波速变化为主;加载后期,散射体的改变增加,且与波速变化共存,散射体的改变效应与岩石微破裂的程度有关。3)随着载荷的增加,波速增加的幅度总体呈逐渐减小的趋势,这与通过直达波获得的认识基本一致。4)岩石变形过程中产生的微破裂会改变尾波变化的物理机制,散射体效应将显著增强。同时,声发射波形将对超声尾波造成干扰,因此在仅利用尾波资料分析岩石损伤时需要关注相关的问题。总之,超声尾波变化和声发射均可反映岩石内部的损伤情况,且不同的变形阶段尾波的变化机制不同,二者的联合观测可起到相互验证的作用,有利于提高观测结果的可靠性。     

高频反射波在实际断层介质中传播的动力学特性

本文讨论野外高频反射波法勘探断层的特点,主要是研究反射波,和绕射波,的动力学特陛（波形,频谱及振幅）.根据这些动力学特性,分析了实际介质中发现和追踪断层的现实可能性,并确定了几个主要的动力学准则.通过野外资料与模型试验结果的对比证明了它们的基本特征是一致的.     

高频反射波在实际断层介质中传播的动力学特性

本文讨论野外高频反射波法勘探断层的特点,主要是研究反射波,和绕射波,的动力学特陛（波形,频谱及振幅）.根据这些动力学特性,分析了实际介质中发现和追踪断层的现实可能性,并确定了几个主要的动力学准则.通过野外资料与模型试验结果的对比证明了它们的基本特征是一致的.     

单轴实验时的加载速率与声发射特征

通过单轴压缩云南大理县大理岩试验发现:岩石主破裂前,若加载速率太高或太低,且为完全脆性破裂时,则几乎没有声发射事件,即很少有前破裂发生。主破裂前若加载速率适当且有延性变化时,则有众多声发射事件,对这些声发射事件用类似于余震频度衰减公式分别求出事件率随时间和事件率随轴向应变的衰减系数(h_t、h_ε),结果表明随应力增大衰减系数有个低值阶段。同时指出了声发射仪记录事件的不确定性对分析实验结果可能有的重要影响。     

水位波动信息在含水层中传播特性的实验研究

本文通过一系列水动力学模型实验，探讨了水位波动信息在含水层中传播的特性。实验结果表明，水位波动信息在含水层中传播时发生幅度衰减、时间滞后乃至形态变异等复杂现象，其特征同含水介质的类型、波动信息的频率与传播距离等有关。这样的结果，对地下水位映震条件、映震特征与映震机制的深入研究，提供了有益的启示。     

通用流变介质中地震波的传播特性

本文采用一种通用流变介质模型,从理论上详细讨论了地震波在该介质中的传播特性,并对流变介质中准静态位错产生的位移场及地壳介质品质因子Q作了讨论。     

Kelvin粘弹性VTI介质中地震波的传播

In this article, under the assumption of weak anisotropy and weak attenuation, we present approximate solutions of anisotropic complex velocities and quality-factors for Kelvin visco-elastic transverse isotropy (KEL-VTI) media, based on the complex physical parameter matrix. Also, combined with the KEL-VTI media model, the propagation characteristics of the qP-, qSV-, and qSH-wave phases and energies are discussed. Further, we build a typical KEL-VTI media model of the Huainan coal mine to model the wave propagation. The numerical simulation results show that the PP- and PSV-wave theoretical wave-fields are close to the wave-fields of three-component P- and converted-waves acquired in the work area. This result proves that the KEL-VTI media model gives a good approximation to this typical coalfield seismic-geologic conditions and is helpful to the study of attenuation compensation of multi-component seismic data.     

离散介质中地震波传播的数值模拟

伪谱法应用付里叶变换和有限差分求解波动方程，本利用伪谱法模拟了三维离散介质中地震波的传播。结果表明：(1)该方法的计算精度高；(2)即使在均匀、各向同性的离散介质中，地震波的传播也表现出方位各向异性的特点。     

应力诱导各向异性介质中地震波的传播

主要讨论了应力变化如何影响各向异性介质中波速度的问题。推导了一般各向异性介质在初始应力下的Christoffel方程,得到介质中3种波的相速度和初始应力的关系表达式;通过实验数据验证了单轴应力能够诱导各向异性,当施加单轴应力时,速度在沿应力的方向增加最大,在垂直应力的方向增加最小,实验结果与理论推导一致;用Christoffel方程的数值解模拟在3种对称情况下的弹性各向异性介质中初始应力对波速度的影响。数值结果表明:初始应力对各向异性介质中波传播速度的影响,随着各向异性强度的增加而增大,而且速度越慢,影响越大。     

不规则界面介质中首波的传播路径

通常首波被认为是以下层高速度沿着平坦界面传播的折射波。然而,沿着不规则界面首波的传播路径至今仍不明确。在这里,我们将利用重叠单元(SEMO)方法以模拟的方式来研究这个问题。之所以选择重叠单元方法,是因为这种方法可以准确地计算出沿不规则界面传播的界面波。然后我们利用时间窗将首播从界面波中分离出来,并分析首播沿不规则界面传播进程中能量的变化和走时的变化。分析结果表明,与平坦的界面上首播的传播情况不同,沿不规则界面传播的首播由两种机制产生:折射机制和透射机制,也就是说,首播可能是沿界面传播的折射波或高速介质中向低速介质的透射波。关于首播的这种认识将有助于我们建设更加精确的首播反演方法,例如建立更为精确的首波旅行时层析成像,并由此获得更准确的地下结构模型,这对于研究认识一些特殊地区(如青藏高原)的形成机制是非常重要的。     

周期性层状介质中超声波传播的实验研究

实验研究了韵律层结构和超声波探测频率对弹性波波速和波形的影响。实验中所使用的超声波频率为 2 4 0kHz ,韵律层由不同厚度的钢板和有机玻璃板构成。研究表明 ,当λi/di<4 (i=1 ,2 ) (λi 为超声波在介质i中传播时的波长 ,di 为韵律层中介质i的厚度 )时 ,韵律层的波速近似等于 2种介质的时间平均速度 ;当λi/di>5 (i=1 ,2 )时 ,其速度开始显著地降低 ,并趋向于有效介质波速的Reuss下限 (VRp)。韵律层的结构对于透射波的波形有显著的影响。特别是当λi/di 接近于 6时 ,透射波波形非常简单 ,并且其透射波的振幅显著地降低。因此波形简单并不一定对应着简单的介质结构。由于弹性波在韵律层中的传播速度以及波形与探测频率有关 ,因此在利用地震测深结果分析岩石圈结构 ,推断其物质组成时应该充分考虑地震测深频率和地壳结构对分析结果的影响     

Biot介质中波传播研究述评

本文简要叙述了Biot介质中波传播的Biot理论,评述了波在层状和柱状多孔介质中的传播,讨论了今后的发展方向.     

岩石蠕变过程中声发射活动的实验研究

在常温下、单轴加压下对两种岩石完整样品进行蠕变破坏过程中声发射活动实验.根据实验获得的数据讨论了蠕变三个阶段中声发射活动特征.在瞬态蠕变阶段,随着加载,声发射活动逐渐增强;在稳态蠕变阶段,在较低的声发射活动背景上,可能出现较强的信号,声发射幅值-频度关系的 m 值可能稳定于某一低值,也可能下降;进入加速蠕变阶段,声发射活动水平增强,m 值下降加快,也可能表现为明显回升后再下降,并与岩石样品的性质有关.将蠕变破坏三个阶段中声发射活动与地震孕育过程中某些地震活动图象变化(如 b 值、前震活动)进行了联系,提出地壳岩石蠕变破坏机制形成前震—主震—(余震)型地震序列类型的可能性.     

岩石蠕变过程中声发射活动的实验研究

在常温下、单轴加压下对两种岩石完整样品进行蠕变破坏过程中声发射活动实验.根据实验获得的数据讨论了蠕变三个阶段中声发射活动特征.在瞬态蠕变阶段,随着加载,声发射活动逐渐增强;在稳态蠕变阶段,在较低的声发射活动背景上,可能出现较强的信号,声发射幅值-频度关系的 m 值可能稳定于某一低值,也可能下降;进入加速蠕变阶段,声发射活动水平增强,m 值下降加快,也可能表现为明显回升后再下降,并与岩石样品的性质有关.将蠕变破坏三个阶段中声发射活动与地震孕育过程中某些地震活动图象变化(如 b 值、前震活动)进行了联系,提出地壳岩石蠕变破坏机制形成前震——主震——(余震)型地震序列类型的可能性.