基于彈性波動力學的檢波器耦合系統(tǒng)研究.pdf

1、檢波器與介質之間的耦合作用是影響地震記錄質量的關鍵因素。準確地描述檢波器-介質耦合系統(tǒng)的耦合響應一直是國內外地球物理學者關注的重點。本文開展了基于彈性波動力學理論的檢波器-介質耦合系統(tǒng)研究，此項工作在國內尚屬首次。
　　針對傳統(tǒng)振動力學耦合模型的局限性，提出以剛性柱狀體模型模擬實際檢波器尾錐，并定義耦合系數(shù)量化描述耦合系統(tǒng)的耦合響應?；趶椥圆▌恿W理論，結合格林函數(shù)構造點震源的速度場;利用互易定理求解剛性柱體模型表面質點的速度表

2、達，經推導得到彈性波動力學耦合系統(tǒng)耦合響應表達。
　　結合多種介質條件，開展數(shù)值模擬計算研究，考察地表介質縱波速度、泊松比、密度以及檢波器質量、尾錐長度、半徑等6種因素對耦合模型耦合響應的影響。模擬結果表明，介質縱波速度的增大，泊松比的降低以及介質密度的增加都會引起疏松（土壤）介質的高頻耦合響應，但對固結（巖石）介質耦合系統(tǒng)的影響并不明顯。增加檢波器質量及采用較粗的檢波器尾錐會使得疏松介質耦合系統(tǒng)產生低頻耦合響應，而采用長度較長或

3、半徑較細的檢波器尾錐則會引起固結介質耦合系統(tǒng)較為明顯的高頻耦合響應。
　　通過對比波動力學耦合模型與傳統(tǒng)的振動力學模型在不同介質條件下的數(shù)值計算結果，得到以下結論:(1)在疏松低速介質條件中，波動力學耦合模型的耦合響應頻率低于振動力學模型，且兩者峰值頻率隨著介質條件趨向致密而逐步接近;(2)在固結介質條件中，波動力學耦合模型與振動力學耦合模型的耦合響應較為接近;(3)兩種模型在疏松介質條件中的耦合響應差異推測為由于兩種理論采用不同