黏弹性介质瑞雷波有限差分模拟与特性分析

• 作者: 宋先海 张学强 胡莹 蔡伟 袁士川 赵素涛
• 来源期刊: 地球物理学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 黏弹性介质 瑞雷波 有限差分 衰减 频散
• 年，卷（期）: 2018,（4）
• 所属期刊栏目: 应用地球物理学
• 页码范围: 1496-1507
• 页数: 12页
• 分类号: P631
• 字数: 8380字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6038/cjg2018L0532

摘要

本文通过数值模拟研究了介质黏弹性对瑞雷波传播的影响.模拟采用结合了交错Adams-Bashforth时间积分法、应力镜像法和多轴完美匹配层的标准交错网格高阶有限差分方案.通过模拟结果和理论结果对比,测试了方法的精度,验证了结果的正确性.在均匀半空间模型中,分别从波场快照、波形曲线及频散能量图三个角度,对黏弹性介质瑞雷波衰减和频散特性进行了详细分析.两层速度递增模型被用于进一步分析瑞雷波在黏弹性层状介质中的特性.结果表明:由于介质的黏弹性,瑞雷波振幅发生衰减,高频成分比低频成分衰减更剧烈,衰减程度随偏移距增大而增强;瑞雷波相速度发生频散,且随频率增大而增大,频散能量的分辨率有所降低;黏弹性波动方程中的参考频率,不会影响瑞雷波振幅衰减和相速度频散的程度,但决定了黏弹性和弹性介质瑞雷波相速度相等的频率位置.本研究有助于人们更好地理解地球介质中瑞雷波的行为,并为瑞雷波勘探的应用和研究提供了科学和有价值的参考.