二維起伏地形瑞利面波數(shù)值模擬研究.pdf

1、瑞利面波廣泛的被用于工程質(zhì)量檢測(cè)和工程勘察領(lǐng)域，得益于它的速度與橫波速度相近且具有頻散的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，除此之外瑞利面波還具有橢圓極化的動(dòng)力學(xué)特性，它與速度頻散具有一定的相似性，都會(huì)隨著介質(zhì)的變化而變化。
　　瑞利面波在均勻半空間中速度頻散和橢圓極化頻散研究已經(jīng)取得了一定成果，但起伏地形下瑞利面波的速度頻散研究相對(duì)較少，相比之下橢圓極化頻散則少之更少。本論文采用數(shù)值模擬的方法，針對(duì)起伏地形進(jìn)行地震波場(chǎng)數(shù)值模擬，進(jìn)而對(duì)速度頻散和橢圓極化

2、頻散分析，本文主要從以下三個(gè)方面著手:
　　1.以地震波傳播理論為基礎(chǔ)展開(kāi)瑞利面波速度頻散和橢圓極化頻散的論述，對(duì)瑞利面波速度頻散和橢圓極化率頻散的提取方法進(jìn)行了相關(guān)闡述。
　　2.建立均勻半空間模型考察瑞利面波波場(chǎng)傳播特征，驗(yàn)證理論分析結(jié)果的正確性與數(shù)值模擬方法的合理性，進(jìn)而展開(kāi)起伏地形條件下地震波的波場(chǎng)模擬，考察地形隆起高度和凹陷深度對(duì)瑞利面波速度頻散和橢圓極化率頻散的影響。
　　3.建立存在局部異常體空洞的隆起和

3、凹陷地形數(shù)值模型，分析該條件下地震波波場(chǎng)傳播特征，與單純地形數(shù)值模型作比較，深入研究局部異常體的存在對(duì)瑞利面波速度頻散和橢圓極化率頻散的影響。
　　通過(guò)以上研究，取得了以下主要研究成果:
　　1.與均勻半空間模型相比，單純地形條件下數(shù)值模型的地震波波場(chǎng)較為復(fù)雜，不僅有震源激發(fā)時(shí)產(chǎn)生的體波和面波，還有地形效應(yīng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)波。由于地形效應(yīng)的作用還會(huì)導(dǎo)致瑞利面波出現(xiàn)速度頻散，具體表現(xiàn)為隆起地形的近源端區(qū)域瑞利面波速度降低而遠(yuǎn)源端區(qū)域速

4、度增加，當(dāng)為凹陷地形時(shí)則相反。并且這種變化趨勢(shì)隨著起伏程度的增加變得愈加明顯。類似的地形效應(yīng)還會(huì)導(dǎo)致瑞利面波出現(xiàn)橢圓極化率頻散，具體表現(xiàn)如下:當(dāng)為隆起地形時(shí)近源端區(qū)域瑞利面波橢圓極化率值變大而遠(yuǎn)源端區(qū)域變小，當(dāng)為凹陷地形時(shí)則相反，并且隨著地形起伏程度增加這種異常趨勢(shì)變的愈加明顯。
　　2.對(duì)于存在局部異常體的地形模型而言，與單純地形數(shù)值模型地震波波場(chǎng)具有一定的相似性，但也有區(qū)別，具體表現(xiàn)在地震波的傳播不僅受到地形效應(yīng)的影響還要受異