第4章_3 面波与地球自由震荡-洛夫波
地震波震级和地震烈度

• 在实际中,当震中不是100 km和采用非标准地震仪时,需按修正 后的相应震级计算公式确定震级。
• 震级与地震释放能量E(尔格)之间有如下关系:
•
lgE=1. 5M+11. 8(1-2)
• 通过以上关系可以得出,震级每差一级,地面振动的振幅增加约 10倍,地震释放的能量就相差32倍之多。
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地面运动强烈、破坏力极强。据资料显示,由于地球的特殊板块构造, 印度板块不断向欧亚板块俯冲,使青藏高原的地壳物质不断向东滑移。 当这些地壳物质滑移到汶川地震区所处的龙门山构造带后,受到四川 盆地之下刚性地块的顽强阻挡,聚集了巨大的能量,最终在龙门山北 川—映秀地区突然释放。而且汶川地震发生的区域位于青藏高原向成 都平原过渡地带,地质构造与自然地理条件十分复杂,地震造成的崩 塌、滑坡等次生灾害因而非常严重。
个等级划分外,我国和世界绝大多数国家采用1-12共12个等级划分的 地震烈度表,见表1-1。 • 3.平均震害指数 • 对应一次地震,在其波及的地区内,根据地震烈度表可以对该地区 内每一个地点评出一个地震烈度。中国科学院工程力学研究所在 1970年调查通海地震灾害时,发现很难用地震烈度表评定烈度,并 保证精度在一度以内,因而提出“震害指数”的概念。震害指数是指 以房屋的“完好”,“毁灭”为1,其余介乎于。与1之间,按震害程 度分级。平均震害指数指所有房屋的震害指数的总平均值,并在“中 国地震烈度表(1980)”中应用。
• (瑞雷波。传播时,质点在波的传播方向和地面法线组成的平面内 (XZ)作与波前进方向相反的椭圆形运动,而在与XZ平面垂直的水平 方向(Y)没有振动,质点在地面上呈滚动形式。
• (2)洛夫波。传播时,质点在地平面内作与波前进方向相垂直的水 平方向(Y)运动,在地面上呈蛇形运动形式。
第八章面波

§10-2
洛夫面波
洛夫面波是 1911年英国力学家洛夫(A.E.H.Love) 首先提出 的。这种波发生时,介质至少要有两层,上层中的Vs要小于下 层中的Vs。面波存在于分界面之下,传播速度介于上下层两个 横波速度之间。洛夫波是横波,其质点运动与分界面平行。它 是SH型的横面波。 形成要求:当横波速度较高的半无限弹性介质上覆盖以低 速层时,则在覆盖层和半无限弹性介质的分界面上可以形成这 种SH型的面波。 根据对洛夫波的认 识,求相应地满足波动 方程的解,解有下述特 点:
VR 2 VR 2 VR 2 2 16 1 2 1 2 瑞雷方程,用于求瑞雷 V Vs Vs 波的传播速度。 p
2 4
VR Vs 2 1 2 令 , 2 Vs V p 2(1 ) 8(2 ) 2 8 8 0 1 1
2 v1 Vs12 2 v1 , (h z 0) t 2 2 v2 Vs 2 2 2 v2 , (0 z ) t 2
vL
k
f1 z A cos b1 z B sin b1 z b1为正实数。k1 k f 2 z Ce b2 z Deb2 z b1为正实数。k2 k k1 k k2
u1 2 2 V p u1 2 t 2 v1 V p 2 2 v1 t 2
2
(a)
u2和v2满足等容波(横波)的波动方程
u2 2 2 Vs u2 2 t 2 v2 Vs 2 2 v2 2 t
2
(b)
取方程(a) 的解为:
u1 Bse ry sin( wt sx) v1 Bre ry cos( wt sx)(1) 公式中B s r都是常数。为确保随深度(y)的增加而位移速度 减小,要求r必须为正实数,将公式中wt sx改写成 s x vRt vR
《工程结构荷载与可靠度分析》李国强(第四版)课后习题答案

第一章荷载类型1、荷载与作用在概念上有何不同?荷载:是由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力。
作用:能使结构产生效应的各种因素总称。
2、说明直接作用和间接作用的区别。
将作用在结构上的力的因素称为直接作用,将不是作用力但同样引起结构效应的因素称为间接作用,如温度改变,地震,不均匀沉降等。
只有直接作用才可称为荷载。
3、作用有哪些类型?请举例说明哪些是直接作用?哪些是间接作用?①随时间的变异分类:永久作用、可变作用、偶然作用②随空间位置变异分类:固定作用、可动作用③按结构的反应分类:静态作用、动态作用。
4、什么是效应?是不是只有直接作用才能产生效应?效应:作用在结构上的荷载会使结构产生内力、变形等。
不是。
第二章重力1、结构自重如何计算?将结构人为地划分为许多容易计算的基本构件,先计算基本构件的重量,然后叠加即得到结构总自重。
2、土的重度与有效重度有何区别?成层土的自重应力如何计算?土的天然重度即单位体积中土颗粒所受的重力。
如果土层位于地下水位以下,由于受到水的浮力作用,单位体积中,土颗粒所受的重力扣除浮力后的重度称为土的有效重度。
3、何谓基本雪压?影响基本雪压的主要因素有哪些?基本雪压是指当地空旷平坦地面上根据气象记录资料经统计得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压值。
主要因素:雪深、雪重度、海拔高度、基本雪压的统计。
4、说明影响屋面雪压的主要因素及原因。
主要因素:风的漂积作用、屋面坡度对积雪的影响(一般随坡度的增加而减小,原因是风的作用和雪滑移)、屋面温度(屋面散发的热量使部分积雪融化,同时也使雪滑移更易发生)。
5、说明车列荷载与车道荷载的区别。
车列荷载考虑车的尺寸及车的排列方式,以集中荷载的形式作用于车轴位置;车道荷载则不考虑车的尺寸及车的排列,将车道荷载等效为均布荷载和一个可作用于任意位置的集中荷载形式。
第三章侧压力1.什么是土的侧压力?其大小与分布规律与哪些因素有关?土的侧向压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的土压力。
第一章地震概述

5
工程结构抗震及防灾
1.1 地震基本知识
地幔
1) 地幔界定:地壳以下到深度约2895km的古登堡界面为止的 部分为地幔,约占地球体积的5/6。
2) 地幔组成:由密度较大的黑色橄榄岩等高温(1000度以上) 高压(9000大气压)岩石组成。 3) 地幔物质根据推算形态应为粘弹性体(能传播横波)。
6
工程结构抗震及防灾
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工程结构抗震及防灾
1.2 地震基本术语
地震烈度表
烈度 1~2度 3度 4~5度 地震现象 人们一般没感觉,只有地震仪才能记录到 室内少数人感觉到轻微震动 人们有不同程度的感觉
地震烈度的定量 描述极其复杂
6度
7~8度 9~10度
人行不稳,器血倾斜,房屋出现裂缝,少数受到坡坏 人立不住,大部分房屋遭到破坏,高大烟囱可以断裂,有时有 喷砂冒水现象 房屋严重破坏,地表烈缝很多,湖泊水库中有大浪,部分铁轨 弯曲、变形
1.1 地震基本知识
1、按成因划分: 构造地震:由岩层构造运动产生,占总数的90%
火山地震:由火山爆发引起
地震类型
陷落地震:如大面积矿山开采引起岩层坍塌 水库诱发地震:由水库贮水诱发产生 人工地震:如核爆炸等(地震观测技术的发展)
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工程结构抗震及防灾
1.1 地震基本知识
地球的板块构造
板块构造的基本 概念是:岩石圈 由几个大而相当 稳定的板块,即 相对刚性的固体 岩石块体组成,
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工程结构抗震及防灾
来自以色列的精彩实例—— 原来水平的刚性岩石层在长时期作用的构造力挤压下褶皱
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工程结构抗震及防灾
1988年亚美尼亚地震造成的新鲜断崖
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工程结构抗震及防灾
地球物理学基础复习资料

地球物理学基础复习资料绪论一.地球物理学的概念,研究特点和研究内容它是以地球为研究对象的一门应用物理学,是天文学,物理学与地质学之间的边缘学科。
地球物理学应用物理学的原理和方法研究地球形状,内部构造,物质组成及其运动规律,探讨地球起源,形成以及演化过程,为维护生态环境,预测和减轻地球自然灾害,勘探与开发能源和资源做出贡献。
包扩地震学,地磁学,地电学,重力学,地热学,大地测量学,大地构造物理学,地球动力学等。
研究特点:1.交叉学科地球物理学由地质学和物理学发展而来,随着学科本身的发展,它不断产生新的分支学科,同时促进了各分支学科的相互交叉,加强了它与地球科学各学科之间的联系。
2.间接性都是通过观测和研究物理场的信息内容实现地质勘查目标,研究的不是地质体本身,而是其物理性质。
3 多解性正演是唯一的,而反演存在多解。
不同的地质体具有不同的物理性质,但产生的物理场可能相同。
不同的地质体具有相近的物理性质,由于观测误差,物理场的观测不完整以及物理场特点研究不够,产生多解。
不同的地质体具有相同的物理性质,即使知道了地质体的物性分布,也无法确定其地质属性。
地球物理学的总趋势:多学科综合和科学的国际合作。
二.地球物理学各分支所依据的物理学原理和研究的物性参数。
地震学:波在弹性介质中的传播%地震体波走时,面波频散,自由振荡的本征谱特征重力学:牛顿万有引力定律%密度%密度差异地磁学:磁荷理论%岩矿石磁性%①岩石剩余磁性②地磁学轴向偶极子假定。
古地磁学:铁磁学%岩石的剩余磁性。
地电学:①电磁场理论②电荷理论%电阻率ρ介电常数ε介质磁导率μ地热学:热学规律,热传导方程%地球热场,热源。
第一章太阳系和地球一.地球的转动方式。
1.自转地球绕地轴的一种旋转运动,方向自西向东,转速并非完全均匀,有微小变化。
2.公转地球绕太阳以接近正圆的椭圆轨道旋转的运动。
3.平动地球随整个太阳系在宇宙太空中不停地向前运动。
4.进动地球由于旋转,赤道附近向外凸出,日月对此凸出部分的吸引力使地轴绕黄轴转动,方向自东向西。
建筑结构抗震设计习题集参考答案

《建筑构造抗震设计》习题集一.填空题1.地震按其成因可划分为()、()、()和()四种类型。
2.地震按地震序列可划分为()、()和()。
3.地震按震源深浅不一样可分为()、()、()。
4.地震波可分为()和()。
5.体波包括()和()。
6.纵波旳传播速度比横波旳传播速度()。
7.导致建筑物和地表旳破坏重要以()为主。
8.地震强度一般用()和()等反应。
9.震级相差一级,能量就要相差()倍之多。
10.一般来说,离震中愈近,地震影响愈(),地震烈度愈()。
11.建筑旳设计特性周期应根据其所在地旳()和()来确定。
12.设计地震分组共分()组,用以体现()和()旳影响。
13.抗震设防旳根据是()。
14.有关构造地震旳成因重要有()和()。
15.地震现象表明,纵波使建筑物产生(),剪切波使建筑物产生(),而面波使建筑物既产生()又产生()。
16.面波分为()和()。
17.根据建筑使用功能旳重要性,按其受地震破坏时产生旳后果,将建筑分为()、()、()、()四个抗震设防类别。
18.《规范》按场地上建筑物旳震害轻重程度把建筑场地划分为对建筑抗震()、()和()旳地段。
19.我国《抗震规范》指出建筑场地类别应根据()和()划分为四类。
20.饱和砂土液化旳鉴别分分为两步进行,即()和()。
21.可液化地基旳抗震措施有()、()和()。
22.场地液化旳危害程度通过()来反应。
23.场地旳液化等级根据()来划分。
24.桩基旳抗震验算包括()和()两大类。
25.目前,工程中求解构造地震反应旳措施大体可分为两种,即()和()。
26.工程中求解自振频率和振型旳近似措施有()、()、()、()。
27.构造在地震作用下,引起扭转旳原因重要有()和()两个。
28.建筑构造抗震验算包括()和()。
29.构造旳变形验算包括()和()。
30.一幢房屋旳动力性能基本上取决于它旳()和()。
31.构造延性和耗能旳大小,决定于构件旳()及其()。
新人教版高一物理必修1及高中所有物理教材目录

高中物理目录新课标教材?必修1第一章运动的描述1 质点参考系和坐标系2 时间和位移3 运动快慢的描述──速度4 实验:用打点计时器测速度5 速度变化快慢的描述──加速度第二章匀变速直线运动的研究1 实验:探究小车速度随时间变化的规律2 匀变速直线运动的速度与时间的关系3 匀变速直线运动的位移与时间的关系4 自由落体运动5 伽利略对自由落体运动的研究第三章相互作用1 重力基本相互作用2 弹力3 摩擦力3 摩擦力4 力的合成5 力的分解第四章牛顿运动定律1 牛顿第一定律2 实验:探究加速度与力、质量的关系3 牛顿第二定律4 力学单位制5 牛顿第三定律6 用牛顿定律解决问题(一)7 用牛顿定律解决问题(二)高中物理目录新课标教材?必修2第五章机械能及其守恒定律1 追寻守恒量2 功3 功率4 重力势能5 探究弹性势能的表达式6 探究功与物体速度变化的关系7 动能和动能定理8 机械能守恒定律9 实验:验证机械能守恒定律10 能量守恒定律与能源第六章曲线运动1 曲线运动2 运动的合成与分解3 探究平抛运动的规律4 抛体运动的规律5 圆周运动6 向心加速度7 向心力8 生活中的圆周运动第七章万有引力与航天1 行星的运动2 太阳与行星间的引力3 万有引力定律4 万有引力理论的成就5 宇宙航行6 经典力学的局限性高中物理目录新课标教材?选修1-1 第一章电流1、电荷库仑定律2、电场3、生活中的静电现象4、电流和电源5、电流的热效应第二章磁场1、指南针与远洋航海2、电流的磁场3、磁场对通电导线的作用4、磁声对运动电荷的作用5、磁性材料第三章电磁感应1、电磁感应现象2、法拉第电磁感应定律3、交变电流4、变压器5、高压输电6、自感现象涡流7、课题研究:电在我家中第四章电磁波及其应用1、电磁波的发现2、电磁光谱3、电磁波的发射和接收4、信息化社会5、课题研究:社会生活中的电磁波高中物理目录新课标教材?选修1-2 第一章分子动理论内能1、分子及其热运动2、物体的内能3、固体和液体4、气体第二章能量的守恒与耗散1、能量守恒定律2、热力学第一定律3、热机的工作原理4、热力学第二定律5、有序、无序和熵6、课题研究:家庭中的热机第三章核能1、放射性的发现2、原子核的结构3、放射性的衰变4、裂变和聚变5、核能的利用第四章能源的开发与利用1、热机的发展和应用2、电力和电信的发展与应用3、新能源的开发4、能源与可持续发展5、课题研究:太阳能综合利用的研究高中物理目录新课标教材?选修2-1 第一章电场直流电路1、电场2、电源3、多用电表4、闭合电路的欧姆定律5、电容器第二章磁场1、磁场磁性材料2、安培力与磁电式仪表3、洛伦兹力和显像管第三章电磁感应1、电磁感应现象2、感应电动势3、电磁感应现象在技术中的应用第四章交变电流电机1、交变电流的产生和描述2、变压器3、三相交变电流第五章电磁波通信技术1、电磁场电磁波2、无线电波的发射、接收和传播3、电视移动电话4、电磁波谱第六章集成电路传感器1、晶体管2、集成电路3、电子计算机4、传感器高中物理目录新课标教材?选修2-2 第一章物体的平衡1、共点力平衡条件的应用2、平动和传动3、力矩和力偶4、力矩的平衡条件5、刚体平衡的条件6、物体平衡的稳定性第二章材料与结构1、物体的形变2、弹性形变与范性形变3、常见承重结构第三章机械与传动装置1、常见的传动装置2、能自锁的传动装置3、液压传动4、常用机构5、机械第四章热机1、热机原理热机效率2、活塞式内燃机3、蒸汽轮机燃气轮机4、喷气发动机第五章制冷机1、制冷机的原理2、电冰箱3、空调器高中物理目录新课标教材?选修2-3 第一章光的折射1、光的折射折射率2、全反射光导纤维3、棱镜和透镜4、透镜成像规律5、透镜成像公式第二章常用光学仪器1、眼睛2、显微镜和望远镜3、照相机第三章光的干涉、衍射和偏振1、机械波的稍微和干涉2、光的干涉3、光的衍射4、光的偏振第四章光源与激光1、光源2、常用照明光源3、激光4、激光的应用第五章放射性与原子核1、天然放射现象原子结构2、原子核衰变3、放射性同位素的应用4、射线的探测和防护第六章核能与反应堆技术1、核反应和核能2、核列变和裂变反应堆3、核聚变和受控热核反应高中物理新课标教材?选修3-1 第一章静电场1 电荷及其守恒定律2 库仑定律3 电场强度4 电势能和电势5 电势差6 电势差与电场强度的关系7 电容器与电容8 带电粒子在电场中的运动第二章恒定电流1 导体中的电场和电流2 电动势3 欧姆定律4 串联电路和并联电路5 焦耳定律6 电阻定律7 闭合电路欧姆定律8 多用电表9 实验:测定电池的电动势和内阻10 简单的逻辑电路第三章磁场1 磁现象和磁场2 磁感应强度3 几种常见的磁场4 磁场对通电导线的作用力5 磁场对运动电荷的作用力6 带电粒子在匀强磁场中的运动高中物理新课标教材?选修3-2 第四章电磁感应1 划时代的发现2 探究电磁感应的产生条件3 法拉第电磁感应定律4 楞次定律5 感生电动势和动生电动势6 互感和自感7 涡流第五章交变电流1 交变电流2 描述交变电流的物理量3 电感和电容对交变电流的影响4 变压器5 电能的输送第六章传感器1 传感器及其工作原理2 传感器的应用(一)3 传感器的应用(二)4 传感器的应用实例附一些元器件的原理和使用要点高中物理新课标教材?选修3-3 第七章分子动理论1 物体是由大量分子组成的2 分子的热运动3 分子间的作用力4 温度的温标5 内能第八章气体1 气体的等温变化2 气体的等容变化和等压变化3 理想气体的状态方程4 气体热现象的微观意义第九章物态和物态变化1 固体2 液体3 饱和汽和饱和汽压4 物态变化中的能量交换第十章热力学定律1 功和内能2 热和内能3 热力学第一定律能量守恒定律4 热力学第二定律5 热力学第二定律的微观解释6 能源和可持续发展高中物理新课标教材?选修3-4 第十一章机械振动1 简谐运动2 简谐运动的描述3 简谐运动的回复力和能量4 单摆5 外力作用下的振动第十二章机械波1 波的形成和传播2 波的图象3 波长、频率和波速4 波的反射和折射5 波的衍射6 波的干涉7 多普勒效应第十三章光1 光的折射2 光的干涉3 实验:用双缝干涉测量光的波长4 光的颜色色散5 光的衍射6 波的干涉7 全反射8 激光第十四章电磁波1 电磁波的发现2 电磁振荡3 电磁波的发射和接收4 电磁波与信息化社会5 电磁波谱第十五章相对论简介1 相对论诞生2 时间和空间的相对性3 狭义相对论的其他结论4 广义相对论简介高中物理新课标教材?选修3-5第十六章动量守恒定律1 实验:探究碰撞中的不变量2 动量守恒定律(一)3 动量守恒定律(二)4 碰撞5 反冲运动火箭6 用动量概念表示牛顿的第二定律第十七章波粒二象性1 能量量子化:物理学的新纪元2 科学的转折:光的粒子性3 崭新的一页:粒子的波动性4 概率波5 不确定的关系第十八章原子结构1 电子的发现2 原子的核式结构模型3 氢原子光谱4 玻尔的原子模型5 激光第十九章原子核1 原子核的组成2 放射性元素的衰变3 探测射线的方法4 放射性的应用与防护5 核力与结合能6 重核的裂变7 核聚变8 粒子和宇宙物理必修一全册学案第一章运动的描述§ 1.1 质点、参考系和坐标系【学习目标】1.掌握质点的概念,能够判断什么样的物体可视为质点。
地震灾害

发散边界 – 大西洋洋中脊(宽:1000-3000km,相对高:10003000m,长》10000km).
汇聚边界
平移(转换)边界-圣安德列斯断层
边界类型 两侧的板块
地貌特征
地质事件
示例
发散边界 海洋-海洋
大洋中脊
陆地-陆地
裂谷
海底扩张 浅源地震 岩浆溢出火山 裂开成深谷 地震 岩浆上涌火山
波长λ和周期T
正弦波两个相邻波峰间的 距离称为波长λ, 行进这一距 离所需时间称为周期 T;亦即 质点振动完成一个循回所经历 的时间。
频率和圆频率
周期的倒数 f=1/T 称 为频率;单位为赫兹,表 示在单位时间内完成的振 动循环次数。 圆频率
波速V、视波速C和波数k
• 波速V取决于波动传播介质的力学特性(密度和 弹性模量等)。 • 观察或测量波动时往往并不 沿着波动的传播方向,这时 观测到的波速称为视波速, 视波速c与真实波速v之间有简单的换算关系 C=V/sina; a为波的入射角。 • 波数k也是常用的描述波动的参数,定义为2π 长度中所包含的波长λ的个数。
灾害学概论
防灾科技学院 综合减灾研究所 李平 chinaliping1981@
第二章 地震灾害
• 地震和地震波
关于地震 地震 地震波
西方版画中记载的1805年意大利那不勒斯地震
月亮女神庙 (Izmit), 17,60年地震
土耳其卡里亚王陵, 17,60,155地震
阿波罗青铜巨像, 前225年建成,56年后倒
巴比伦空中花园, 957-8,1007年地震
宙斯雕像,344,368地震
但都看不见了!
亚历山大灯塔, 117米,885,1201,1211
金字塔, 1201,1754年地震
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如β2 > β1
SH入射波、反射波及透射波的位移可分别表示为
上面自由面的边界条件
在深度为H的地层分界面处的位移连续条件
在深度H处的应力连须在β1<c<β2 的范围内 ※由于三角函数的多值性,存在关于c的多个解 ※满足上式解的SH 型波称为Love波,记为LQ或G ※Love波是多阶波,n阶Love波的相速度cn
第四章 面波与地球自由震荡
自由界面对地震波的影响
瑞 利 波
洛 夫 波 面波的传播,相速度与群速度
地球自由振荡
三、 Love波
由层内射向层底面的SH波 将在界面上发生反射和透射
※如β2 < β1 ,则透射波的射 线将更偏向下垂线(x3 轴) 方向,这样将会有更多的S 双层地球介质模型,在半无限均匀弹性介质 H波能量透射到地下去,不 空间上覆盖了一个厚度为H的均匀弹性层。 利于SH波局限在浅层传播。 ※如β2 > β1,透射波射线将更接近水平方向。 特别是,当上层SH 波的入射角达到和超过临界入射角时,下 层的SH波将沿水平方向传播,上层的SH波将不再向地下透 射,这时上面低速的覆盖地层就成了SH波的波导层。
※瑞利波和洛夫波是面波的两种基本类型。在成层或速度随速度变化的 介质中,还存在其他类型的面波和导波。
(⊙)
实线表示(⊙)式左端的函数,虚线表示其右端的函数,实 线与虚线的交点即是方程(⊙)的解,交点的数值决定了ω和 c的联合取值,而Love波的相速度c的取值在(β1,β2) 的范围内变化。
基阶和高阶Love波的相速度频散曲线图 频率愈高的波,相速度愈趋近覆盖层介质的S波 速度; 同阶情况下,低频波相速度较大; 同频率情况下,高阶波相速度较大。 基阶波的频率范围是(0,+∞),而高阶波的 高频可以趋于很大,但低频存在截止点。 当cn→β2 时,arctan函数值→0,高阶Love波的 截止低频为
盖层中n阶Love面波振幅随深度的变化 (*)
令 盖层中节面深度(即:振幅恒为0的 深度面)x3 应该满足条件
振动节面的深度
节面深度取值只能在0和H之间
n阶洛夫波在盖层中存在n 个振幅为0的节面,各节面的 深度由上式决定
小结:
※洛夫面波可以在半无限均匀弹性介质上部存在低速覆盖层的结构中产生, 沿水平层面传播,传播速度介于上、下两层介质的S波速度之间,速度大小 与频率有关(存在频散)。 ※洛夫面波存在多阶振型,但其能量主要集中在基阶波上,基阶波的振幅在 地表最大。洛夫波振幅在盖层内随深度按余弦函数变化,在下层按指数随深 度衰减。洛夫波的质点振动方式与SH波同,是在垂直于传播方向的水平方 向上振动。
※洛夫面波是SH—SH相干面波,理论上没有垂向分量和径向分量。实际 的地壳、上地幔结构更接近多个分层的非均匀弹性半空间,这种结构的Lo ve波频散远较(*)式描述的频散方程复杂。这种结构下,不仅洛夫波存 在频散,瑞利波也有频散,并还存在有频散的高阶瑞利波。下图给出一个记 录的实例。
小结:
※由频散方程可以看到,不同频率的面波受介质影响的深度是不同的。 频率愈低(或波长愈长)的面波穿透的深度就愈深,深处的介质特性就 会对它的传播产生影响。由于地球的分层结构不一样,频散方程就不一 样。通过将观测的面波频散曲线与不同地球结构模型的理论频散曲线的 比较,可以探测地球深部的速度结构。面波频散资料是反演地下介质速 度结构的重要资料之一。
n= n= n= 0 1 3
截止波长
在上覆盖层中SH波的位移为
下层中的位移为
如果在半无限弹性介质上覆盖有低速盖层,则存在沿水平方向传播的SH型面波, 其传播速度c在低速盖层与高速下层的S波速度之间,即β1<c<β2。
英国物理学家洛夫1911年首先从理论上提出存在这种SH型面波,称为洛夫波。
下层中的洛夫波振幅是按指数单调衰减的,而上覆盖层中的洛夫波振幅是按余弦 函数变化的,自由面振幅最大。
(*) n为Love波的阶数。n=0所对应的Love波称为基阶Love波,其他称高阶 Love波。观测表明Love波的能量主要集中在基阶波上。 ※ Love波的相速度不仅与阶数有关,还与波的频率有关。即同阶Love波因频 率不同,相速度不同。这种相速度与频率有关的现象称为频散 ※称(*)为Love波的频散方程。