周期层状介质对纵波速度影响的实验研究

周期层状介质模型是由两种不同的波阻抗材料交替组合而成,其速度除受各层岩性控制外,也与周期层的厚度和探测频率有关。为了更好地了解这些因素的影响,文中通过把一种材料灌注到另一种材料间隔中的方法构建一组不同周期层厚度的周期层状介质模型,并用主频为1.0,0.6,0.2MHz的震源对模型进行透射观测,通过记录波垂直层状介质传播时的波形变化,分析不同周期层厚d对波长λ和速度V的影响,以及V与λ/d的关系。实验结果表明,当两种材料所占体积基本相同时,在垂直层方向上V与λ/d有关,即λ/d<1时V与射线平均速度一致,在λ/d∈(8,11)的较窄范围内V快速下降,V的最小值接近周期层状介质的有效介质估算速度;λ/d值接近1或8时为速度变化的转折点,同时透射波的能量严重衰减。

周期性层状介质中超声波传播的实验研究

实验研究了韵律层结构和超声波探测频率对弹性波波速和波形的影响。实验中所使用的超声波频率为 2 4 0kHz ,韵律层由不同厚度的钢板和有机玻璃板构成。研究表明 ,当λi/di<4 (i=1 ,2 ) (λi 为超声波在介质i中传播时的波长 ,di 为韵律层中介质i的厚度 )时 ,韵律层的波速近似等于 2种介质的时间平均速度 ;当λi/di>5 (i=1 ,2 )时 ,其速度开始显著地降低 ,并趋向于有效介质波速的Reuss下限 (VRp)。韵律层的结构对于透射波的波形有显著的影响。特别是当λi/di 接近于 6时 ,透射波波形非常简单 ,并且其透射波的振幅显著地降低。因此波形简单并不一定对应着简单的介质结构。由于弹性波在韵律层中的传播速度以及波形与探测频率有关 ,因此在利用地震测深结果分析岩石圈结构 。