地震波的运动学

中国地质大学(北京) 课程名称:应用地震学 教师:段云卿 第12册 第二章 地震波的运动学

运动学,通过研究波旅行时间的长短,确定地下的地质构造。

§2.1时间场和视速度定理

一、时间场的理论

时 距 图——波从震源传播到观测点所用的旅行时间t与震源的坐标(xs,ys,zs)及

观测点的坐标(x,y,z)之间的关系t=(x,y,z,xs,ys,zs),叫时距图。

时 间 场——将震源固定在地面上,并取其为坐标原点,在整个三维空间中观测,

波的旅行时t与观测点的坐标(x,y,z)之间的关系t=t(x,y,z),叫时间场。

时距曲面——将震源固定在地面上,并取其为坐标原点,沿整个地面观测,波的旅

行时t与观测点的坐标(x,y)之间的关系t=t(x,y),叫时距曲面。

时距曲线——将震源固定在地面上,并取其为坐标原点,沿着一条线观测,波的旅行

时t与炮检距x之间的关系t=t(x),叫时距曲线。

二、视速度 1. 定义:

① 真速度V——波沿射线方向传播的速度,是波的真速度。 ...

② 视速度V?——当沿某一测线观测时,观测者认为波似乎沿该测线以某个速度V?

传播,波沿测线方向传播的速度称为视速度。 ...2. 视速度V?与真速度V的关系 以平面波为例,

设波沿AB方向传播的真速度为V,沿BC方向观测,α为入射角,

并设:在t时刻波传到观测线上B点,则波前为BD,再经过△t以后,波传播到测线上C点,波前为CE,那么: 真速度V?DC ?t 1

中国地质大学(北京) 课程名称:应用地震学 教师:段云卿 第12册 视速度V??BC ?t而DC=BC·sinα 所以V??V (6.2-11) sin?视速度等于真速度除以入射角的正弦。

B C 测线方向

α α E t+Δt时刻的波前 A D t时刻的波前

3. 视速度可以有负值(因为与观测方向有关) 4. V?的取值范围[V,∞)

(1)观测方向与波的传播方向一致时,V??VV??V ?sin?sin90(2)观测方向与波的传播方向相反时,V???V (3)观测方向与波的传播方向垂直时,V??VV???,可解释为: sin?sin0? 同一个波前面同时到达测线上各个检波器,在观测线上好象不管波传播了多大距离都没有用时间。V??xx??? ?t0

波前面就是测线

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