地震波動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

內(nèi)容概要

　　本書內(nèi)容以講述理想介質(zhì)中的地震波理論為主，首先回顧了數(shù)學(xué)場(chǎng)論的基礎(chǔ)知識(shí)，簡(jiǎn)明扼要地講述了有關(guān)彈性理論的基本概念和基本定律；在此基礎(chǔ)上，導(dǎo)出了理想介質(zhì)中的波動(dòng)方程，討論了不同類型波的傳播規(guī)律，闡述了地震波在介質(zhì)分界面上的反射和透射問(wèn)題以及地震面波的主要特點(diǎn)，對(duì)波動(dòng)方程的積分解及其應(yīng)用基礎(chǔ)進(jìn)行了初步介紹；最后還對(duì)復(fù)雜介質(zhì)中的波動(dòng)問(wèn)題作了簡(jiǎn)要介紹。本書以基本概念和基本理論為出發(fā)點(diǎn)，敘述通俗易懂，對(duì)問(wèn)題的闡述提綱挈領(lǐng)，簡(jiǎn)潔明了。
　　本書是為地球物理勘探類專業(yè)本科生學(xué)習(xí)地震波動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)理論而編寫的教材，可供地球物理勘探及相關(guān)專業(yè)的高年級(jí)本科生、研究生及科技人員參考。

書籍目錄

緒論
　第一節(jié)　彈性介質(zhì)與彈性波
　第二節(jié)　地球介質(zhì)與地震波
　第三節(jié)　彈性理論的基本假設(shè)
　第四節(jié)　對(duì)地震波理論的認(rèn)識(shí)
　復(fù)習(xí)思考題
第一章　數(shù)學(xué)場(chǎng)論提要
　第一節(jié)　矢量及其運(yùn)算
　第二節(jié)　場(chǎng)論初步
　第三節(jié)　矢量場(chǎng)的分類及性質(zhì)
　復(fù)習(xí)思考題
第二章　彈性理論基礎(chǔ)
　第一節(jié)　固體的彈性性質(zhì)
　第二節(jié)　應(yīng)變分析
　第三節(jié)　應(yīng)力分析
　第四節(jié)　應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系
　第五節(jié)　運(yùn)動(dòng)微分方程
　復(fù)習(xí)思考題
第三章　彈性動(dòng)力學(xué)中的基本波
　第一節(jié)　波動(dòng)方程的導(dǎo)出
　第二節(jié)　地震波在彈性介質(zhì)中的傳播規(guī)律
　第三節(jié)　均勻各向同性無(wú)限彈性介質(zhì)中的平面波
　第四節(jié)　均勻各向同性無(wú)限彈性介質(zhì)中的球面波
　第五節(jié)　理想介質(zhì)中柱面波的特點(diǎn)
　第六節(jié)　空腔震源問(wèn)題
　復(fù)習(xí)思考題
第四章　地震波在分層介質(zhì)中的傳播
　第一節(jié)　彈性波的能量
　第二節(jié)　平面波在自由表面上的反射
　第三節(jié)　平面波在彈性界面上的反射與透射
　第四節(jié)　平面波在層狀介質(zhì)中的法向傳播
　第五節(jié)　平面波在層狀介質(zhì)中任意方向的傳播
　第六節(jié)　地震勘探中的薄層反射問(wèn)題
　復(fù)習(xí)思考題
第五章　地震面波
　第一節(jié)　面波及頻散的基本概念
　第二節(jié)　瑞雷面波
　第三節(jié)　拉夫面波
　第四節(jié)　斯通利波
　第五節(jié)　管波
　復(fù)習(xí)思考題
第六章　地震波的積分理論
　第一節(jié)　波動(dòng)方程的克其霍夫積分解
　第二節(jié)　積分解的其他形式
　第三節(jié)　惠更斯一菲涅耳定理
　第四節(jié)　有限平界面的繞射問(wèn)題
　第五節(jié)　波動(dòng)理論和射線理論的關(guān)系
　復(fù)習(xí)思考題
第七章　復(fù)雜介質(zhì)中地震波的基本特征
　第一節(jié)　垂向非均勻介質(zhì)中的波
　第二節(jié)　粘彈性介質(zhì)中的波
　第三節(jié)　各向異性介質(zhì)中的波
　第四節(jié)　雙相介質(zhì)中的波
　復(fù)習(xí)思考題
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：地球介質(zhì)的構(gòu)造是十分復(fù)雜的，地殼一般不能視為彈性體。例如，在較深部位，巖石所受的圍壓大、溫度也高，表現(xiàn)出明顯的塑性和粘性形變性質(zhì)；巖石在漫長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)期內(nèi)，即使應(yīng)力保持不變，其形變也會(huì)隨時(shí)間的增長(zhǎng)而不斷增加。但是，在短時(shí)間外力作用下，離外力作用地點(diǎn)（例如地震勘探中的人工爆炸點(diǎn)）較遠(yuǎn)處，可以把地層近似地看成是彈性物體。實(shí)踐表明，這種近似性還是很好的。因此，有關(guān)地層中的地震波問(wèn)題就可以用彈性波理論來(lái)研究和解釋。在地層中按彈性波規(guī)律傳播的地震波，遇到界面、斷層時(shí)會(huì)發(fā)生反射和透射現(xiàn)象，根據(jù)反射透射的結(jié)果，可以探索地球內(nèi)部的構(gòu)造情況、探測(cè)地下礦藏的位置等。地震勘探就是利用人工方法激發(fā)的地震波，研究地震波在地層中傳播的規(guī)律，以查明地下的地質(zhì)構(gòu)造，從而確定礦藏（包括油氣、礦石、水、地?zé)豳Y源等）的位置，以及獲得工程地質(zhì)信息的一種勘探方法。地震波就是由震源激發(fā)的機(jī)械振動(dòng)在地下巖層中向四周傳播的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，它所利用的是巖石、礦物（地層）之間的彈性差異引起的彈性波場(chǎng)的變化。通常情況下，地下巖層被看做是彈性體，而地震波也被看做是在彈性介質(zhì)中傳播的機(jī)械波。在地震勘探中，震源給地球介質(zhì)巖層施加外力，使之發(fā)生形變。這里既可能發(fā)生彈性應(yīng)變，也可能發(fā)生使巖石破碎、永久形變的非彈性應(yīng)變。哪種形變的形式占優(yōu)勢(shì)，這決定于一系列因素，其中主要的是震源作用力的大小、作用時(shí)間的長(zhǎng)短和巖石的性質(zhì)。一般來(lái)說(shuō)，遠(yuǎn)離震源處，震源作用力微小，作用時(shí)間短暫，除了一些特殊巖相（如干沙）外，巖石均表現(xiàn)出彈性性質(zhì)。因此，在巖石中產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)可以看成是彈性介質(zhì)中的彈性振動(dòng)，地震波可以看成是在巖層中傳播的彈性波。彈性理論是研究彈性波的基礎(chǔ)，也是學(xué)習(xí)和研究地震波傳播規(guī)律的理論基礎(chǔ)。在本書的討論中，都將地球介質(zhì)看做是完全彈性的介質(zhì)，因而在敘述中對(duì)地震波和彈性波的稱謂不加嚴(yán)格區(qū)分。地震波的特性既與震源特性有關(guān)，也與彈性體的性質(zhì)有關(guān)。研究地震波特性與震源特性的關(guān)系問(wèn)題，稱為地震波的激發(fā)問(wèn)題。不考慮震源與波的相互關(guān)系，只考慮彈性體性質(zhì)對(duì)波特性的影響問(wèn)題，稱為地震波的傳播問(wèn)題。目前，地震勘探的大部分工作都是在沉積巖地區(qū)進(jìn)行的。沉積巖地區(qū)相對(duì)于火成巖、變質(zhì)巖地區(qū)來(lái)說(shuō)具有沉積穩(wěn)定、巖性橫向變化緩慢、成層性好等特點(diǎn)，但是，它們也經(jīng)受了長(zhǎng)時(shí)期的地殼運(yùn)動(dòng)，使地層出現(xiàn)各種各樣的褶皺、斷裂、剝蝕、風(fēng)化等現(xiàn)象，致使相對(duì)簡(jiǎn)單的地質(zhì)介質(zhì)有時(shí)變得十分復(fù)雜。為此，有必要從實(shí)際地質(zhì)介質(zhì)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、形狀等特征出發(fā)，在各種不同的條件下作相應(yīng)的理想化，以求得物體的簡(jiǎn)化。第三節(jié) 彈性理論的基本假設(shè)如前所述，彈性理論是研究彈性波（包括地震波）的基礎(chǔ)。作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，要探討事物的一般性規(guī)律，就需要抓住事物的本質(zhì)方面而忽略一些次要因素，把實(shí)際事物理想化，進(jìn)行科學(xué)抽象，這樣就不能離開以實(shí)踐為依據(jù)的假設(shè)。經(jīng)典的線性彈性理論對(duì)所研究的物體及其形變特征所作的基本假設(shè)有以下六項(xiàng)。

編輯推薦

《地震波動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)》是普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,高等院校石油天然氣類規(guī)劃教材之一。

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