Билет 2.

1. Упругие волны, изучаемые сейсмическими методами.

Всякая деформация элементарного объема упругой среды может рассматриваться как результат наложения двух деформаций – объема и формы. Это разделение имеет большое значение, т.к. с каждым из этих видов деформаций связан особый тип упругой волны, распространяющейся со скоростью присущей только ей. В безграничной упругой среде могут существовать два типа волн: Продольная (Р) и поперечная (S). Продольная несет с собой только деформации объема. В области упругой среды через которую проходит продольная волна, возникают зоны растяжения и сжатия, а частицы совершающие колебания вокруг своего первоначального положения, в направлении совпадают с направлением распространения волны. В зонах растяжения частицы удаляются друг от друга, в зонах сжатия наоборот. С течением времени зона сжатия переходит в ту часть упругой среды, где в предшествующий момент находилась зона растяжения, а там где находилась зона сжатия, возникает зона растяжения. Скорость распространения продольной волны м.б. определена как скорость распространения данной зоны сжатия или растяжения в упругой среде. Vp=√(E(1-σ))/(p(1+σ)(1-2σ)) где р – плотность.

Поперечная волна связана с деформацией формы, поэтому при ее распространении происходит как бы скольжение слоев упругой среды относительно друг друга, а частицы совершают колебания в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны. Скорость распространения поперечной волны: Vs=√(Е/р)(1/2(1+σ)).

Сравнивая два уравнения можно заключить что Р- волна распространяется быстрее: Vp/Vs=√(2(1-σ))/(1-2σ)>√2

Через среду проходит упругая волна, которая распространяется с некоторой конечной скоростью, зависящей от упругих постоянных и плотности среды. Продольная волна несет с собой деформацию объема, поперечная формы. Продольные и поперечные волны распространяются по всему объему упругой среды, поэтому они называются обменными волнами. В пласте распространяется упругая волна (падающая). Она в зависимости от типа связанных с нею деформаций может быть продольной и поперечной. Когда падающая волна достигает некоторой границы R, происходит ее отражение и преломление. За чет энергии падающей волны образуются вторичные волны. К их числу относятся отраженные волны – продольные и поперечные и проходящие – продольные и поперечные. Две из них имеют тот же тип (продольная и поперечная), что и падающая, и называются монотипными. Две другие имеют тип, отличный от типа падающей волны, и называются обменными волнами. Проходящая волна, скользя вдоль границы раздела, вызывает колебания частиц в среде, в ней возникает головная волна. Граница на которой возникает головная волна, называется преломляющей. Прямая продольная волна распространяется вдоль поверхности земли. Прямой волной называют волну, распространяющуюся в однородной среде, во всех направлениях по прямолинейным лучам. Явление огибания волной препятствия называется дифракцией. Дефрагированные волны образуются от различных поверхностей, неровностей сейсмических границ. Поверхностные волны распространяются вдоль поверхности земли с небольшой скоростью (100-1000м/с), (в.Релея, волна Лява – поперечная поверхностная волна). Звуковые волны, возникающие при взрыве и распространяющиеся в воздухе со скоростью около 340 м/с. Микросейсмы – беспорядочное движение почвы, вызываемое различными внешними причинами: ветер, дождь. Многократные-отраженные, отраженно-преломленные и преломлено-отраженные волны – отразившиеся или преломившиеся более одного раза на различных отражающихся или преломляющихся границах.

Полезными называют такие волны, которые используются для исследования геологического строения изучаемого участка. Волны, путь распространения которых близок к головной волне, но которые отличаются большей интенсивностью, называются рефрагированные волны.