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振动目标产生的瑞雷波的识别方法研究

2017-05-12张海龙常占河

沈阳理工大学学报 2017年2期

张海龙,任 波,常占河,李 环

(1.沈阳理工大学 装备工程学院,沈阳 110159;2.东北大学 科技产业集团,沈阳 110819)

振动目标产生的瑞雷波的识别方法研究

张海龙1,任 波1,常占河2,李 环1

(1.沈阳理工大学 装备工程学院,沈阳 110159;2.东北大学 科技产业集团,沈阳 110819)

在地下介质模型参数已知的情况下,利用二维弹性波动方程在网格中离散化的方法来数值模拟出地震波在二维各向同性介质中的运动规律,通过地震波场正演模拟的同时可以观察到地表附近的瑞雷面波运动传播情况,通过在自由表面分离出的径向和垂直方向的质点运动曲线,可以观测并区分出初至波和瑞雷波,并得出瑞雷波传播速度、传播形式等传播特点。

地震波场;瑞雷波;自由表面

置于地表的震源会激发出横波(S波)和纵波(P波),同时由于横波和纵波的相互叠加干涉,会出现波型的转换,使地下介质中的质点按照一定的轨迹运动,形成一种新的频率和传播速度都很低,但能量很强且主要集中在地表附近的波动,称为瑞雷波[1]。瑞雷波的振幅项随着介质深度的增加呈指数衰减,能量迅速减小,但在水平方向的衰减要比体波慢得多,在地面上观测时,在某一时刻,它的波剖面为一摆线,故又称瑞雷波为“地滚波”[2]。近年来大部分学者对瑞雷波的研究工作都集中于频散曲线的正反演方面[3-4],而瑞雷波的频散特征只能在一些简单层状介质中进行正演,在均匀介质中,只能通过数值模拟方法研究。在数值模拟方面,不可避免的两大难点是自由边界的实现和频散现象的消除都十分困难。……

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