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横波和纵波 地震波按传播方式的类型及影响范围分析、横波

更新时间:2024-04-22 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

地震波按传播方式分为三种类型:纵波、横波和面波。 纵波是在地壳中传播速度为5.5至7公里/秒的推进波。 他们是最先到达震中的。 它们也称为 P 波。 它们会导致地面上下振动,但破坏性较小。 横波是剪切波:它们在地壳中的传播速度为3.2至4.0公里/秒。 第二波到达震中的波也称为S波。 它会导致地面左右摇晃,破坏力极强。ysy物理好资源网(原物理ok网)

横波和纵波ysy物理好资源网(原物理ok网)

地震波(波)是从震源向各个方向传播的振动。 它们是指从震源产生并辐射到周围地区的弹性波。 按传播方式可分为纵波(P波)、横波(S波)(纵波和横波均属于体波)和面波(L波)三种。 地震发生时,震源区介质发生快速破裂和运动,这种扰动就构成了波源。 由于地球介质的连续性,这种波在地球内部和表面传播,在连续介质中形成弹性波。ysy物理好资源网(原物理ok网)

地震学的主要内容之一是研究地震波带来的信息。 地震波是由地球介质的弹性产生的机械运动的传播。 其性质与声波十分接近,故又称地声波。 但普通声波在流体中传播,而地震波在地球介质中传播,因此它们要复杂得多。 地震波和光波在计算上有一些相似之处。 波动光学在短波情况下可以过渡到几何光学,从而简化计算; 同样,在一定条件下,地震波的概念可以用地震射线代替,形成几何地震学。 然而,光波只有横波,而地震波既有纵波又有横波。 因此横波和纵波,在具体计算中,地震波要复杂得多。ysy物理好资源网(原物理ok网)

势力范围ysy物理好资源网(原物理ok网)

概述ysy物理好资源网(原物理ok网)

当水波遇到一个界面,例如陡峭的河岸时,它们会从边界反射回来,形成一系列向外到海岸的水波,并与向内的水波重叠。 当海浪斜向冲击浅滩时,随着水变浅,波浪的行进速度会变慢,落在较深水域的波浪后面。 结果是波浪向浅水方向弯曲。 然后,波阵面在撞击海岸之前逐渐变得与海滩平行。 术语折射描述了波传播中由于传播路径上的条件变化而导致波前方向变化的现象。 反射和折射也是光穿过透镜和棱镜时众所周知的特性。ysy物理好资源网(原物理ok网)

属性的推导ysy物理好资源网(原物理ok网)

弹性模量和波速ysy物理好资源网(原物理ok网)

均匀各向同性固体的弹性可以用两个常数来描述:k 和 μ,这两个常数都可以表示为每单位面积的力。ysy物理好资源网(原物理ok网)

k是体积模量,表示不可压缩性。ysy物理好资源网(原物理ok网)

花岗岩:k约为27×1010达因/;ysy物理好资源网(原物理ok网)

水:k约为2×1010达因/。ysy物理好资源网(原物理ok网)

μ是剪切模量,表示其刚度。ysy物理好资源网(原物理ok网)

花岗岩:μ约为1.6×1010达因/;ysy物理好资源网(原物理ok网)

水:μ为0。ysy物理好资源网(原物理ok网)

在密度为 ρ 的弹性固体中,可以传播两种类型的弹性波。ysy物理好资源网(原物理ok网)

P波,速度vP=√(k+4/3μ)/ρ。ysy物理好资源网(原物理ok网)

横波和纵波ysy物理好资源网(原物理ok网)

花岗岩:vP=5.5公里/秒;ysy物理好资源网(原物理ok网)

水:vP=1.5公里/秒。ysy物理好资源网(原物理ok网)

S波,速度vS=√μ/ρ。ysy物理好资源网(原物理ok网)

花岗岩:vS=3.0公里/秒;ysy物理好资源网(原物理ok网)

水:vS=0公里/秒。ysy物理好资源网(原物理ok网)

现象简介ysy物理好资源网(原物理ok网)

与声波、光波或水波一样,地震波也可以在边界上反射或折射,但与其他波不同的是横波和纵波,当地震波入射到地球的反射表面时物理资源网,例如,会射出P波以一定角度朝向边缘。 在界面处,不仅分为反射P波和折射P波,而且还产生反射S波和折射S波。 原因是入射点边界上的岩石不仅受到挤压,而且还受到剪切。 。ysy物理好资源网(原物理ok网)

换句话说,入射P波产生四种类型的转换波。 当 SV 波倾斜入射到内部边界时,也会发生从一种波类型到另一种波类型的波模倍增,从而产生反射和折射 P 波和 SV 波。 在这种情况下,反射和折射的S波总是SV型,因为当入射的SV波到达时,岩石颗粒在垂直于地面的入射平面内横向移动。 相反,如果入射的S波是水平偏振的SH型,则粒子将在垂直于入射面且平行于边界面的方向上来回运动。 不连续界面上不会发生挤压或垂直变形,因此不会产生相应的新P波和SV波,只有1个SH型反射波和1个折射波。 从物理图像形象地分析,垂直入射的P波在反射界面上没有剪切分量,只有反射的P波,根本没有反射的SV波或SH波。 上述波模转换的局限性对于充分理解地震动的复杂性和解释地震图中地震波的各种图像至关重要。ysy物理好资源网(原物理ok网)

建在较厚土壤上的建筑物,例如在河流沿岸冲积谷中发现的沉积物,在地震期间由于波浪的放大和加强而容易受到严重损坏。 当我们振动连接在一起的两个弹簧时,较弱的弹簧将具有较大的振动幅度。 同样,当S波从地下深处传播,穿过刚性较大的深层岩石,到达刚性较小的冲积物时,冲积谷中的软弱岩石和土壤会使振幅增加4倍或更多。 取决于波浪的频率和冲积层的厚度。 1989 年加利福尼亚州洛马普拉特地震期间,旧金山海滨区建在沙土和填土上的房屋比不远处建在坚固地基上的类似房屋遭受的破坏更大。ysy物理好资源网(原物理ok网)

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