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研究生:鍾佳龍
研究生(外文):Chia-Lung Chung
論文名稱:剪力波在橫均向性介質之走時與反射點位置研究
論文名稱(外文):A study of the travel times and reflected points for the shear-wave reflected from transversely isotropic media
指導教授:張永孚
指導教授(外文):Young-Fo Chang
學位類別:碩士
校院名稱:國立中正大學
系所名稱:地震研究所暨應用地球物理研究所
學門:自然科學學門
學類:地球科學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:79
中文關鍵詞:走時反射點剪力波橫均向性
外文關鍵詞:reflected pointtravel timeshear-wavetransversely isotropic
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地球物質普遍存在一非均向的性質,橫均向性是其中最為常見的一種。研究橫均向性介質中壓縮波與P-SV轉型波的反射點位置已有前人討論過。因此,我們將研究剪力波在橫均向性介質中的反射走時與反射點位置。數值計算的部分是利用費馬定理計算不同對稱軸角度的橫均向性介質之反射走時與反射點位置,而物理實驗分為三部分,第一部分是為近至中展距的走時實驗,以五個不同對稱軸角度(0、30、45、60、90度)之均質且為橫均向性的電木,在其上進行反射震測的實驗。第二部分是利用一垂直橫均向性介質進行長展距的走時實驗。第三部分以實驗對費馬定理所計算出來的反射點位置進行驗證。研究結果獲得下列結論:(1)近至中展距且對稱軸非垂直或水平的橫均向性介質其走時曲線符合傳統雙曲線分析。然而在此展距下,費馬定理僅適用於SH波,並不適用於SV波。(2)在垂直橫均向性介質中,長展距的走時實驗結果證實長展距非雙曲線的走時分析方式,確實適用於SH波、SV波的走時分析。(3)反射點位置實驗結果驗證了橫均向性介質的對稱軸角度改變時,反射點不再位於在測線中點的情形。 (4)利用費馬定理計算剪力波反射點位置亦僅適用於SH波,不適用於SV波。(5)觀察SH波在對稱軸角度由0度增加到90度時,反射點位置會先由中點偏向層面傾斜的方向,接著再回到中點。且在對稱軸非垂直或水平的情況下,在同一深度時不同展距的反射點幾乎集中在同一點上,偏移中點的量隨著深度以接近正比的趨勢增加,此反射點集中的現象將使得震測資料處理與聚焦成像容易釵h。
目錄

誌謝………………………………………………………………….. I
摘要………………………………………………………………….. II
目錄………………………………………………………………….. IV
圖目………………………………………………………………….. VI
表目………………………………………………………………….. IX

第一章 序論………………………………………………………….1
1.1 研究動機………………………………………………………1
1.2 前人研究………………………………………………………3
1.3 研究目的………………………………………………………4
1.4 本文內容……………………………………………………....5
第二章 基礎理論…………………………………………………….6
2.1 非均向性概述…………………………………………………6
2.2 剪力波概述……………………………………………………7
2.3 相速角、相速和群速角、群速的定義………………………8
2.4 彈性非均向性理論……………………………………………11
2.5 剪力波在TI介質中的群速計算……………………………..12
2.6 剪力波走時與反射點位置之理論計算………………………17
2.7 傳統雙曲線與非雙曲線分析之走時方程式…………………21
第三章 儀器配置與實驗設計……………………………………….23
3.1 實驗儀器與配置………………………………………………23
3.2 實驗設計………………………………………………………27
3.2.1 走時實驗………………………………………………….27
3.2.2 反射點位置實驗………………………………………….27
第四章 實驗結果分析………………………………………………30
4.1 走時實驗結果分析…………………………………………...30
4.1.1 近中展距走時實驗結果分析..…………………………30
4.1.2 長展距走時實驗結果分析…..…………………………43
4.2 反射點位置實驗結果分析…………………………………...49
第五章 討論…………………………………………………………61
第六章 結論…………………………………………………………66
參考文獻………………………………………………………………68

圖目

圖2.1 垂直、水平橫均向性介質與方位相依非均向性介質示意圖。
……………………………………………………………………9
圖2.2 垂直剪力波和水平剪力波的質點運動方式。………………..9
圖2.3 剪波分離示意圖。…………………………………………….10
圖2.4 相角和群角的示意圖。……………………………………….10
圖2.5 剪力波於電木中之理論群速度分布圖。…………………….16
圖2.6 TI模型中剪力波的最少走時與反射點位置計算原理示意圖。
…………………………………………………………………. 19
圖2.7 以費馬定理所計算出的走時曲線。…………………………20
圖3.1 不同對稱軸角度的電木試體實物照片。…………..………..25
圖3.2 實驗儀器配置示意圖。………………………………………26
圖3.3 走時實驗之施測示意圖。……………………………………29
圖3.4 反射點位置實驗之施測示意圖。……………………………29
圖4.1 SH波在對稱軸角度0度的橫均向性介質中走時與反射點位置
示意圖。……………………………………………………….33
圖4.2 SH波在對稱軸角度30度的橫均向性介質中走時與反射點位
置示意圖。…………………………………………………….34
圖4.3 SH波在對稱軸角度45度的橫均向性介質中走時與反射點位置示意圖。…………………………………………………….35
圖4.4 SH波在對稱軸角度60度的橫均向性介質中走時與反射點位置示意圖。…………………………………………………….36
圖4.5 SH波在對稱軸角度90度的橫均向性介質中走時與反射點位置示意圖。…………………………………………………….37
圖4.6 SV波在對稱軸角度0度的橫均向性介質中走時與反射點位置示意圖。……………………………………………………….38
圖4.7 SV波在對稱軸角度30度的橫均向性介質中走時與反射點位置示意圖。…………………………………………………….39
圖4.8 SV波在對稱軸角度45度的橫均向性介質中走時與反射點位置示意圖。…………………………………………………….40
圖4.9 SV波在對稱軸角度60度的橫均向性介質中走時與反射點位置示意圖。…………………………………………………….41
圖4.10 SV波在對稱軸角度90度的橫均向性介質中走時與反射點位置示意圖。…………………………………………………….42
圖4.11 SH波在對稱軸角度0度的橫均向性介質中,長展距走時與反射點位置示意圖。………………………………………….45
圖4.12 SV波在對稱軸角度0度的橫均向性介質中,長展距走時與反射點位置示意圖。……...…………………………………. 47
圖4.13 SH波在對稱軸角度0度的橫均向性介質中反射點實驗結果與波徑計算比較示意圖。…………………………………….51
圖4.14 SH波在對稱軸角度30度的橫均向性介質中反射點實驗結果與波徑計算比較示意圖。…………………………………….52
圖4.15 SH波在對稱軸角度45度的橫均向性介質中反射點實驗結果與波徑計算比較示意圖。…………………………………….53
圖4.16 SH波在對稱軸角度60度的橫均向性介質中反射點實驗結果與波徑計算比較示意圖。…………………………………….54
圖4.17 SH波在對稱軸角度90度的橫均向性介質中反射點實驗結果與波徑計算比較示意圖。…………………………………….55
圖4.18 SV波在對稱軸角度0度的橫均向性介質中反射點實驗結果與波徑計算比較示意圖。…………………………………….56
圖4.19 SV波在對稱軸角度30度的橫均向性介質中反射點實驗結果與波徑計算比較示意圖。……………………………………57
圖4.20 SV波在對稱軸角度45度的橫均向性介質中反射點實驗結果與波徑計算比較示意圖。……………………………………58
圖4.21 SV波在對稱軸角度60度的橫均向性介質中反射點實驗結果與波徑計算比較示意圖。……………………………………59
圖4.22 SV波在對稱軸角度90度的橫均向性介質中反射點實驗結果與波徑計算比較示意圖。……………………………………60
圖5.1 SV波群速隨角度變化圖。………………………………….65
圖5.2 SH波在對稱軸30、45、60度,深度1公分至10公分反射點位置偏移趨勢圖。……………………………………………65

表目

表2.1 電木的物理性質一覽表。……………………………………16
表3.1 模型尺寸、層面對稱軸角度與走時實驗施測點數表。……25
參考文獻

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