地震波動(dòng)力學(xué)理論與方法

內(nèi)容概要

《高等學(xué)校教材:地震波動(dòng)力學(xué)理論與方法》主要內(nèi)容是在各種不同的條件下對(duì)波動(dòng)方程進(jìn)行求解，因此為使讀者了解波動(dòng)方程不同于代數(shù)方程的性質(zhì)和求解方法，在第二章之后補(bǔ)充了波動(dòng)方程定解問(wèn)題舉例，以具體實(shí)例說(shuō)明波動(dòng)方程通解和定解的關(guān)系及求解方法。

書(shū)籍目錄

第一部分彈性動(dòng)力學(xué)基本理論 第一章彈性理論基礎(chǔ) §1-1應(yīng)力分析 §1-2應(yīng)變分析 §1-3應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系 §1-4彈性介質(zhì)運(yùn)動(dòng)平衡方程式 §1-5彈性介質(zhì)的機(jī)械能 第二章彈性動(dòng)力學(xué)中的基本波 §2-1彈性波控制方程 §2-2聲波方程的建立 §2-3均勻各向同性無(wú)限彈性介質(zhì)中的平面波 §2-4均勻各向同性無(wú)限彈性介質(zhì)中的球面波 §2-5均勻各向同性無(wú)限彈性介質(zhì)中的柱面波 §2-6波動(dòng)方程的定解問(wèn)題 第二部分彈性動(dòng)力學(xué)基本問(wèn)題及其解法 第三章波動(dòng)方程的積分解 §3-1克其霍夫積分與泊松積分 §3-2瑞雷積分 §3-3格林函數(shù)法求解波動(dòng)方程 §3-4多維波動(dòng)方程反演 第四章分層介質(zhì)中彈性波的傳播 §4-1平面波在自由表面上的反射 §4-2平面波在介質(zhì)分界面上的反射和透射 §4-3層狀介質(zhì)中的波 §4-4層狀介質(zhì)中的面波 第五章彈性動(dòng)力學(xué)中的積分變換方法 §5-1拉氏變換及其性質(zhì) §5-2繞射問(wèn)題 §5-3在突然起始的均勻壓力作用下的球形空腔震源問(wèn)題 §5-4多維傅里葉變換及其應(yīng)用 §5-5蘭姆問(wèn)題的解法 第三部分實(shí)際介質(zhì)中的地震波 第六章實(shí)際介質(zhì)近似模型波動(dòng)方程及其解 §6-1不均勻介質(zhì)中的波 §6-2橫向均勻介質(zhì)中的波 §6-3非完全彈性介質(zhì)中的波 第七章各向異性介質(zhì)中的地震波理論 §7-1地震介質(zhì)特性 §7-2各向異性介質(zhì)運(yùn)動(dòng)基本關(guān)系式 §7-3各向異性介質(zhì)中波動(dòng)方程的解法 §7-4橫向均勻介質(zhì)中的地震波特征 §7-5薄層結(jié)構(gòu)橫向均勻介質(zhì)模型參數(shù)選擇 第八章地震波在飽和流體多孔介質(zhì)中的傳播 §8-1雙相介質(zhì)中的波 §8-2飽和流體多孔介質(zhì)中應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系 §8-3保守系中的運(yùn)動(dòng)平衡方程式 §8-4雙相介質(zhì)中縱波和橫波方程 第四部分波動(dòng)方程數(shù)值解法 第九章彈性動(dòng)力學(xué)中的變分原理 §9-1變分法基本原理 §9-2變分問(wèn)題舉例 §9-3哈密爾頓原理 §9-4虛功方程 §9-5求解波的傳播問(wèn)題的變分原理 第十章微分方程的近似解法 §10-1瑞雷-里茲（Rayleigh-Ritz）法 §10-2伽勒金（Galerkin）法 第十一章有限元素法 §11-1方法概要 §11-2一維問(wèn)題的有限元素法 §11-3高階有限元 §11-4二維問(wèn)題的有限元素法 §11-5一維波動(dòng)方程有限元素法近似解 §11-6時(shí)變問(wèn)題的一個(gè)解法--半離散化法 §11-7二維標(biāo)量波動(dòng)方程的有限元素法近似解 第十二章有限差分法 §12-1有限差分法原理 §12-2微分方程有限差分法近似解舉例 §12-3波動(dòng)方程的有限差分方法近似解 §12-4初值問(wèn)題的一般公式--時(shí)間上的分步積分法 §12-5二階常微分方程時(shí)間分步積分有限差分格式設(shè)計(jì) 附錄 附錄一向量 §1向量的概念和基本運(yùn)算 §2場(chǎng)的概念 附錄二仿射張量的概念 §1仿射正交張量 §2剛性系數(shù)張量 §3張量坐標(biāo)變換 §4剛性系數(shù)張量中的對(duì)稱不變量 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   地震波在地球介質(zhì)中傳播，其特點(diǎn)取決于介質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)，特別是它的彈性性質(zhì)。地震波理論，一般是建立在均勻各向同性完全彈性介質(zhì)的假定基礎(chǔ)之上的。但是，地震波傳播的實(shí)際介質(zhì)，由于各種地質(zhì)因素的作用，其特征分布是很復(fù)雜的。為研究方便起見(jiàn)，根據(jù)不同觀測(cè)條件和研究目的，可對(duì)地震介質(zhì)做出某些近似化的假定。均勻各向同性完全彈性的假定，就是一種使用最廣泛的對(duì)實(shí)際介質(zhì)的近似化假定。當(dāng)我們使用精細(xì)的觀測(cè)手段研究較為復(fù)雜的地質(zhì)問(wèn)題和地球介質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，往往要考慮介質(zhì)特性的不均勻性、介質(zhì)的非完全彈性性質(zhì)，甚至介質(zhì)的各向異性性質(zhì)。關(guān)于介質(zhì)模型假定的精細(xì)化與復(fù)雜化，也僅是對(duì)實(shí)際介質(zhì)的一種近似，要與觀測(cè)技術(shù)和研究目的相適應(yīng)，并且各種模型的劃分也是相對(duì)的。我們先討論介質(zhì)特性的不均勻性和各向異性，逐步建立各向異性介質(zhì)中的地震波理論基本研究方法。 一、地震介質(zhì)的不均勻性 地震勘探所研究的地球介質(zhì)按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、物質(zhì)成分和形成條件來(lái)說(shuō)，是極不相同的。油氣田地震勘探研究的對(duì)象，主要是沉積巖層。它是地殼的最表層，其厚度通常在10～15km以內(nèi)。巖石中的彈性性質(zhì)及由它所確定的地震波傳播速度，與巖石成分、礦物顆粒成分、巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)、成巖過(guò)程、埋藏條件等許多因素有關(guān)。因此，地震速度的分布是極不均勻的。地震速度的不均勻性，具有相對(duì)的概念，與地震波的波長(zhǎng)和不均勻體尺度有關(guān)。不均勻體指的是影響地震速度分布的地質(zhì)構(gòu)造、巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)、結(jié)晶體等因素，如地層厚度、裂縫寬度、斷塊大小、孔隙空間直徑、礦物顆粒、晶格大小等。實(shí)際介質(zhì)大體可劃分為以下三類： （1）大型不均勻介質(zhì)。在地震頻段內(nèi)，其尺度大于，至少接近于地震波波長(zhǎng)。這樣的不均勻性地質(zhì)單元如地層構(gòu)造單元、巖性不均勻體、礁塊、鹽丘、巖脈及其他塊狀體等大型地質(zhì)體。 （2）小型不均勻介質(zhì)。在地震頻段內(nèi)，其尺度可與地震波波長(zhǎng)相比擬，或小于地震波波長(zhǎng)。這樣的不均勻性地質(zhì)單元，如薄層層理結(jié)構(gòu)、巖石的孔隙與裂縫、孔隙空間充填物等，后者也稱為多相不均勻介質(zhì)。

編輯推薦

《高等學(xué)校教材:地震波動(dòng)力學(xué)理論與方法》既可為應(yīng)用地球物理或勘查技術(shù)與工程專業(yè)按培養(yǎng)計(jì)劃教學(xué)提供可選必修教材，又可為該專業(yè)本科生和研究生，以及相近學(xué)科人員介入地球物理研究提供深入研究的學(xué)習(xí)資料，兼顧普及與提高兩方面的要求。

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