【地震波几何衰减，地震波分析】

本文目录一览：

• 〖壹〗、地震等级划分标准
• 〖贰〗、地震波纵波和横波
• 〖叁〗、地震发生时人是先上下晃动还是左右晃动?
• 〖肆〗、地震波的能流密度和几何扩散
• 〖伍〗、什么是地震频散现象?
• 〖陆〗、地震波的传播
• 〖柒〗、地震波的动力学特征
• 〖捌〗、震动波在硬塑土和软土传播的区别

地震等级划分标准

中国地震烈度分为12度。1度（无感）：仅仪器能记录到。2度（微有感）：个别敏感的人在完全静止中有感。3度（少有感）：室内少数人在静止中有感，悬挂物轻微摆动。4度（多有感）：室内大多数人，室外少数人有感，悬挂物摆动，不稳器皿作响。

一般将小于1级的地震称为超微震 。大于、等于1级，小于3级的称为弱震或微震 。大于、等于3级，小于5级的称为有感地震 。大于、等于5级，小于6级的称为中强震。大于、等于6级，小于7级的称为强震 。大于、等于7级的称为大地震 。8级以及8级以上的称为巨大地震。

地震等级划分一般将小于1级的地震称为超微震。M≥1级，小于3级的称为弱震或微震，如果震源不是很浅，这种地震人们一般不易觉察。M≥3级，小于5级的称为有感地震，这种地震人们能够感觉到，但一般不会造成破坏。M≥5级，小于6级的称为中强震。

地震波纵波和横波

地震波包含纵波和横波。纵波（P波）的振动方向与传播方向一致，引起地面上下颠簸。而横波（S波）的振动方向与传播方向垂直，能引起地面的水平晃动。横波是导致建筑物破坏的主要因素。地震是指地壳快速释放能量过程中产生的振动，形成地震波。地震通常由板块间的挤压碰撞引发，导致板块边缘或内部发生错动和破裂。

地震波是一种在地球内部传播的波动，与我们熟悉的水波有着相似的性质。当地震发生时，能量通过地震波向周围岩石传播，产生震动。地震波有两种主要类型：纵波（P波）和横波（S波）。纵波（P波）是地震波中首先到达的波，其特点是岩石颗粒在波传播方向上进行前后运动。

地震波确实包含纵波和横波两种类型。纵波因其传播速度较快而显得比较常见，但其造成的破坏力相对较小。相比之下，横波的速度较慢，但它带来的破坏力更强。横波的特点是其振动方向与传播方向垂直，这种波在地震中表现为地面的上下和左右摇晃，给人以强烈的感觉，破坏力也较大。

地震中的纵波，也称为压缩波，其传播速度约为5至6公里/秒。纵波的衰减速度较快，因此造成的破坏力相对较小。相反，横波，又称为剪切波，传播速度较慢，大约在3至4公里/秒之间，但它的破坏力较大。

地震发生时人是先上下晃动还是左右晃动?

〖壹〗、地震发生时，人们通常首先感受到上下颠动，随后才是前后或左右晃动。这是由于地震震源同时发出两种类型的地震波，其中引起上下颠动的纵波振动较弱但传播速度较快，而引起晃动的横波振动较强但传播速度较慢。因此，人们先感受到颠动，后感受到晃动，且晃动通常比颠动更为明显。

〖贰〗、地震时人先感受到怎样的晃动如下：近震常以上下颠簸开始，之后才左右摇摆。远震却少上下颠簸感觉，而以左右摇摆为主，震动小。地震介绍：地震时，最基本的现象是地面的连续振动，主要特征是明显的晃动。极震区的人在感到大的晃动之前，有时首先感到上下跳动。

〖叁〗、地震先上下晃动然后左右晃动。因为地震的能量传播方式是通过地面的纵波和横波来传递的，而纵波会引起上下晃动，横波会引起左右晃动。纵波传播速度较快，所以一般先感受到上下晃动，随后才是左右晃动。不过，具体情况也取决于地震的震源位置、地震波的传播路径和地面结构。

〖肆〗、地震发生时最先感受到的是上下晃动。这是因为地震时产生的纵波在地壳中传播速度比横波快。纵波是推进波，能够通过固体、液体和气体，它先到达地表，所以人们最先感受到的是上下晃动的感觉。随着地震波逐渐传播，人们会感受到越来越强烈的震动，最终达到一个峰值，然后逐渐减弱。

〖伍〗、人们会感受到左右摇晃的震动。横波只能通过固体传播，它们的传播速度比纵波慢，因此横波的到达会带来一种不同类型的摇晃感，表现为物体来回摆动。总结：地震初期的上下晃动是由纵波引起的，而后来的左右晃动则是由横波造成的。这两种地震波的传播特性导致了地震时人们感受到的不同类型的震动。

地震波的能流密度和几何扩散

地震勘探 由此可见，几何扩散使球面波的能流强度随距离平方呈反比衰减（振幅随距离呈反比衰减），这种现象称为球面扩散。对于柱面波而言，S1和S2变为柱面波前的弧，弧和半径成正比，因此柱面发散使得柱面波的强度也与传播距离成反比。平面波的能量不发散，其能流强度不随传播距离而变。

定义单位时间通过介质面积S的能量为能流通量，则单位时间通过单位面积的波的能量为能流密度或波的强度I，因为实际地震勘探是在波前面的单位面积上观测波的能量信息的，如果时间dt内通过面积dS的能量为e·υ·dt·dS，则波的强度I为 地震勘探原理、方法及解释 式中：V为速度。

波的传播总伴随着能量的传输，机械波传输机械能，电磁波传输电磁能。单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积的能量称为波的能流密度，常用来描述波的强度，能流密度与振幅的平方成正比。一般情况下必须区分波的相位传播方向和能量传播方向。

什么是地震频散现象?

波速随频率或波长而变化，这种现象叫做频散。在完全弹性的平行层介质中，由于各种类型的波的叠加，在地表观察到的面波频散是几何原因造成的。在地球内部，由于介质的不均匀性和非完全弹性，会导致体波的频散，这是物理原因造成的。由于频散，波形在传播过程中会发生变化。

波速随频率或波长而变化的现象称为频散。在完全弹性的平行层介质中，面波的频散是由于波的叠加所导致的几何原因。当各种类型的波在地表相互作用并叠加时，它们的传播速度会因频率或波长的不同而变化，从而表现出频散现象。

波速随频率或波长变化的现象被称为频散。在完全弹性的平行层介质中，观察到的面波频散现象是由于几何原因引起的。在地球内部，介质的不均匀性和非完全弹性导致了体波频散，这是物理原因。频散意味着波在传播过程中形态会发生变化。举例来说，震源发出的脉冲，在传播到远处时，会散开形成波列。

地震面波是指沿着地球表面或岩层分界面传播的地震波，主要有纵向滚动传播的乐夫波（Love wave）和横向振动传播的瑞利波（Rayleigh wave）。地震面波是地震时造成地表建筑物破坏的重要原因。在地球岩层内部传播的地震波叫做地震体波，包括地震纵波和地震横波。

具有频散特性的波在传播过程中有两种速度，即相速度和群速度。记录中的面波是由震源处的脉冲在介质中传播形成的。脉冲可以认为是由无限多个具有不同周期的连续正弦波列所组成，各个周期分量具有特定振幅和相角。在成层的介质中，不同周期的正弦波列以各自的速度传播，这个速度称相速度。

说明当频率较低时（如地震波的频率范围），地震波在伏各特体黏弹介质中的传播速度近似于弹性纵波的速度，且与频率无关，不存在频散现象；振幅的衰减与角频率ω的平方成正比（因为吸收系数α与ω的平方成正比）。

地震波的传播

地震波的传播是用射线描述的。射线恒与波阵面垂直，平面波的射线是垂直于波阵面 的平行线，均匀介质中球面波的射线是以波源为中心的径向直线。 一般情况下，地层是以介质的物理性质（密度、弹性常数以及速度等）不同而划分 的。

地震波并非从上往下传播，而是从震源处向外辐射，穿越地球内部或沿地球表面振动。地震发生时，产生的波动以弹性波的形式向四周传播。尽管地震波的传播路径极其复杂，受到地球内部物质密度和弹性的影响，通常随深度增加而加速。地震波包括三种主要类型：纵波（P波）、横波（S波）和面波（L波）。

地震体波主要分为纵波（P波）和横波（S波）。纵波使地面上下颠簸，而横波则引起地面水平晃动。纵波的传播速度高于横波，因此在地震时，纵波会比横波先到达地表。地震本质上是地球表层的快速振动，古代称为地动。地震如同刮风、下雨、闪电、山崩、火山爆发，是地球上常见的自然现象。

地震波按传播方式分为三种类型：纵波、横波和面波。纵波是推进波，地壳中传播速度为5~7千米/秒，最先到达震中，又称P波，它使地面发生上下振动，破坏性较弱。横波是剪切波：在地壳中的传播速度为2～0千米/秒，第二个到达震中，又称S波，它使地面发生前后、左右抖动，破坏性较强。

地震波的动力学特征

称用于描述地震波振动特征的参数A、、T、φ、λ、k为地震波动力学参数。所谓地震波的动力学特征就是由地震波的动力学参数来体现的。以下讨论以球面纵波为例。

这就是说地震波的动力学特征既可以用随时间而变化的波形来描写，也可以用其频谱特性来表述。前者是地震波时间域表征，后者则是其频率域表征。由于它们具有单值对应性，因此在任何一个域内讨论都是等价的。 地震子波具有有限的能量，因此振动经过很短的一段时间即衰减为零。

地震波在传播过程中，它的动力学特点受传播介质（岩层）的性质和结构的影响很大，因此它的变化规律就可能反映了岩层的岩性、结构和厚度。充分研究和利用波的动力学特点，将能使地震勘探解决地质问题的能力进一步提高。地震波的特点除了可用上述的振动图、波剖面图、频谱来描述外，还可以用波前和射线来描述。

地震勘探对波动的研究不仅考虑动力学特征，而且更多地利用波传播时间和空间距离之间的关系，确定地下地质构造，即所谓地震波的运动学特征。下面介绍几个有关运动学方面的著名原理。

震动波在硬塑土和软土传播的区别

〖壹〗、震动波在软土层中传播时，由于其介质的内摩擦而引起能量的耗散，从而影响到振动的加速衰减，这是所述几何衰减以外的衰减。震动波在硬塑土地传播时会过滤掉与自身自振频率不同的频率，保留并局部放大周期的地震波。

〖贰〗、其余的大部分冲击能则使土体产生自由振动，并以压缩波（也称为纵波）、剪切波（也称为横波）和瑞利波（也称为表面波）的波体系联合在地基内传播，在地基中产生一个波场。此外，压缩波大部分通过液相运动，使孔隙水压力增大，同时使土颗粒错位，土体骨架解体。而随后到的剪切波使土颗粒处于更密实的状态。

〖叁〗、软土通常呈软塑～流塑状态，在外部荷载作用下，抗剪性能极差，我国软土无侧限抗剪强度一般小于30KN/m2（相当于0.3KN/m2）。不排水剪时，其内摩擦角几乎为零，抗剪强度仅取决于凝聚力C，一般C30KN/m2；固结快剪时，内摩擦角=5°～15°。

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