饱和黏弹性多孔介质中的平面波及能量耗散

研究了流体饱和不可压黏弹性多孔介质中的非均匀平面波及其能量流和能量耗散规律.在流相和固相物质微现不可压、固相骨架宏观服从积分型本构关系和小变形的假定下,利用Helmholtz分解,得到了饱和黏弹性多孔介质中非均匀平面波的一般解以及纵波、横波相速度和衰减率等的解析表达式,分析了平面波传播矢量和衰减矢量之间的关系.数值结果表明孔隙流体与固相骨架间的相互作用以及固相骨架的黏性对波的相速度、衰减率等有着显著的影响.同时,得到了饱和黏弹性多孔介质的能量方程,给出了能量流矢量和能量耗散率.对非均匀平面纵波和横波,推导了平均能量流矢量和平均能量耗散率的解析表达式.

黏弹性层状多孔介质中地震波传播方程的传递矩阵解法

基于Biot理论,饱和多孔介质中波的传播是一个耦合问题。由于此模型的复杂性,难以给出高效的数值解法。为此本文提出了地震波在层状饱和多孔黏弹性介质中传播的一种实用求解方法,即在所研究的层状三维模型中,对时间域用拉氏变换,对空间域用傅氏变换,将原问题变换为具有六个独立变量的常微分方程组,每个变量只是深度坐标和一个水平坐标的函数,进而得到关于每一层中波的传播问题的传递矩阵,再用数值方法求出传递矩阵的特征值和特征向量。此算法的核心是首先求出在变换后的空间中的波场,然后用FFT方法进行傅氏和拉氏反变换得到在时间域的波场。文中给出了算法的详细推导和数值算例。