半空间介质与地震波传播

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页数:306
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出版时间:2002-10
价格:45.00元
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isbn号码:9787502137656
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图书标签:
  • 地震波
  • 半空间介质
  • 地球物理学
  • 波动理论
  • 数值模拟
  • 地壳结构
  • 地震学方法
  • 介质物理
  • 边界元法
  • 弹性波
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具体描述

本书阐述了半空间四种介质模型中波动方程的建立、地震波传播的主要规律。第一篇是均匀弹性各向同性介质中的地震波,该篇内容基本体现了半空间地震波传播微分波动理论的主体内容;其后第二篇至第四篇依次是粘弹性介质中的地震波,双相介质中的地震波和各向异性介质中的地震波。书中涉及到的地震波传播的相关内容,均有系统的分析和综合,对各种问题的归纳和公式的导出都有详尽的阐述,每篇后都附有参考文献。

  阅读本书仅需高等数学、矩阵、场论矢量分析和弹性力学等方面的初级知识。本书具有一定的系统性和综合性,可以作为地球物理勘查技术各类专业科研工作的参考书。本书还可以作为本科生高年级和研究生的教材,也可以作为相关专业教师教学科研工作的参考书。

好的,以下是一份图书简介,内容涵盖了地震波传播、介质特性以及相关理论,但避开了“半空间”和特定书名中的概念。 --- 图书名称:复杂介质中的地震波传播与成像 内容简介 本书系统深入地探讨了地震波在复杂地球介质中的传播机理、理论模型构建与实际应用。面对地球内部结构日益精细化的探测需求,传统的均匀或简单分层介质模型已难以满足现代地震勘探和地球物理研究的要求。本书聚焦于非均匀、各向异性以及包含孔隙流体等复杂因素对地震波场的影响,旨在为读者提供一套严谨的理论框架和实用的数值模拟方法。 第一部分:基础理论与波动方程的推广 本书首先回顾了弹性波动力学的基础,重点阐述了在均匀各向同性介质中的经典波动方程。随后,内容迅速过渡到更具挑战性的复杂介质模型。我们详细讨论了描述岩石骨架与孔隙流体相互作用的双相介质理论,特别是Biot理论的数学形式与物理意义。针对地震勘探中常见的叠层、断层和沉积盆地等地质构造,本书深入分析了各向异性介质的本构关系,包括横向各向同性(TIV)和更一般的正交各向异性模型。这些模型不仅在描述页岩油气储层中至关重要,也是进行精细构造解释的基础。 在波动方程的求解方面,本书超越了传统的解析解方法,侧重于先进的数值方法。我们详尽介绍了有限差分法 (FDM) 在处理复杂边界条件和非均匀介质时的优化策略,包括高阶差分格式的构建和稳定性分析。此外,有限元法 (FEM) 在处理复杂几何形态,如断层带和非常规井眼环境下的波场模拟方面展现出的优势也被充分阐述。针对计算效率的考量,本书还探讨了伪谱法 (PSM) 在模拟大尺度、高精度波场传播中的应用,并对比了不同数值方法在精度、稳定性和计算成本上的权衡。 第二部分:波在不均匀和随机介质中的行为 地球的真实介质分布远非平滑,随机性与不均匀性是普遍存在的。本书专门开辟章节讨论了随机介质理论在地震波传播中的应用。通过引入介质参数(如密度、速度)的统计描述,我们运用散射理论,如瑞利散射和多次波散射理论,来量化波场中的衰减、弥散和能量耗散现象。这对于理解地震波在沉积层、风化壳或破碎带中的能量损失至关重要。 针对非均匀速度结构的描述,本书详细阐述了射线理论的局限性及其在复杂射线路径(如绕射和汇聚)下的修正方法。同时,波前成像技术,包括基于射线旅行时和波的传播时间构建速度模型的流程,被置于重要的地位。内容涵盖了从传统走时层析成像到全波形反演(FWI)的演进,特别强调了在处理强速度变化区域时,如何将波动方程模拟的结果有效地融入到反演框架中。 第三部分:多波分析与介质参数反演 现代地震技术强调利用P波、S波以及体波与导波的差异性信息。本书深入分析了P波和S波在介质中的传播差异,特别是P-S波转换现象在界面处的发生机理及其在岩性识别中的应用。针对各向异性介质,我们重点讨论了快慢S波的分离与分析,这为识别应力敏感的构造应力场提供了物理基础。 介质参数的反演是地球物理勘探的最终目标。本书提供了一套从数据采集到参数估计的完整流程。在波动方程反演部分,详细介绍了伴随状态法(Adjoint State Method)在计算模型响应梯度中的高效性,以及如何将这些梯度应用于优化算法中,以实现对速度、密度、各向异性参数乃至孔隙流体参数的精确约束。同时,本书也讨论了人工神经网络(ANN) 在辅助快速反演和建立数据驱动模型中的新兴应用,特别是在处理高维、非线性反演问题时的潜力。 第四部分:应用与前沿课题 本书的理论和方法论被广泛应用于实际的地球物理问题中。内容涵盖了深部地震探测中如何克服强衰减和复杂地质背景对信号质量的影响;油气储层评价中如何利用波阻抗、速度比和各向异性参数对岩石物理性质进行定量预测;以及在工程地震学中如何模拟近场强地面运动,为基础设施抗震提供科学依据。 总结而言,本书旨在构建一个连接基础理论、先进数值方法与实际地球物理应用的知识体系。它不仅是地球物理、油气勘探专业学生和研究人员的必备参考,也是对复杂介质中波动力学感兴趣的工程师和科学家的有力工具。全书结构严谨,公式推导详尽,并辅以丰富的案例分析,确保读者能够深入理解地震波在真实地球环境下的复杂行为。

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读后感

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用户评价

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最近偶然间读到了《半空间介质与地震波传播》这本书,这本书的题目就充满了科学探索的意味。作为一名对地球科学充满好奇的普通读者,我最想了解的,是地震波在地下是如何“旅行”的。这本书是否会详细描述地震波从震源产生后,是如何在复杂的地下介质中传播,并最终被我们感知到的?我尤其好奇,书中对于“半空间介质”的设定,是否意味着它主要研究的是地球表面以下的传播问题?那么,当地震波遇到地下深处的断层、岩浆库或者不同密度的地层时,它们的传播路径和速度会有怎样的变化?书中是否会通过图解或模拟,展示出地震波在遇到不同阻碍时的反射、折射以及衍射现象?我想了解,为什么有些地方的地震波会传播得更快,而有些地方则会变得更慢,甚至能量衰减得更快。这本书是否也会涉及到一些实际的地震数据分析,比如如何通过分析地震波的到时和波形,来反推出地震源的深度和强度?我期待这本书能够以一种引人入胜的方式,揭示地震波传播这一复杂过程背后的科学奥秘,让我能够对我们赖以生存的地球有一个更深刻的认识。

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最近翻阅了《半空间介质与地震波传播》这本书,作为一名对地球动力学略有涉猎的业余爱好者,我深切感受到了作者在物理学和地学交叉领域所付出的心血。书中对地震波传播的数学建模部分,虽然我无法完全深入理解其推导过程,但其严谨的逻辑和精密的计算,足以让我感受到理论研究的强大力量。它似乎在告诉我,每一次地壳的运动,每一次地震的发生,背后都遵循着一套精确的物理定律。书中关于波在均匀和非均匀介质中传播的对比分析,以及对于不同频率地震波响应的讨论,都给我留下了深刻的印象。特别是当涉及到复杂地质结构时,地震波的传播方式会变得异常复杂,书中是否提供了处理这些复杂情况的有效方法?比如,对于分层介质、倾斜界面,甚至是含有不规则裂隙的介质,其对地震波的散射和衰减作用又是如何描述的?我尤其希望能从书中找到一些关于地震波反演的启示,比如如何利用记录到的地震波形数据,反推出地下介质的结构和性质。虽然我可能无法成为一名专业的地震学家,但通过这本书,我希望能够更清晰地理解地震预警和灾害评估背后的科学依据,从而提升对自然灾害的认知和应对能力。

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我最近尝试阅读《半空间介质与地震波传播》这本书,尽管我并不是地质学或物理学的专业人士,但这本书中的一些概念,比如“介质”和“传播”,对我来说有着天然的吸引力。我经常在想,我们脚下的大地并非是铁板一块,而是由各种不同性质的岩石、土壤组成的复杂集合体。当地震发生时,能量是如何在这些“介质”中传递的?这本书是否会详细介绍不同地层对地震波的吸收和反射能力,以及这些差异是如何影响地震波到达地表时的振幅和频率的?我特别关注书中是否会提及一些实际的地震观测数据,以及如何利用这些数据来验证理论模型的准确性。例如,是否会分析不同地震台站记录到的波形差异,并以此来推断震源和传播路径的特点?“半空间”这个概念,让我联想到地球的表面,但又似乎比表面更深邃,它是否代表了一种简化的地壳模型,以便于我们更好地理解地震波的传播规律?我希望这本书能够帮助我理解,那些看似随机的地震现象背后,其实蕴含着深刻的物理规律,并且这些规律是可以被我们认识和研究的。

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这本书的题目读起来就很有分量,虽然我个人对地震学领域的研究兴趣并非十分深入,但“半空间介质”和“地震波传播”这两个词汇本身就透露出一种严谨的科学探索精神。想象一下,当大地发生震颤,那股强大的能量是如何在地球内部以波动的形式层层传递,最终抵达地表的?这本书的出现,似乎为我打开了一扇了解这一复杂而迷人过程的窗口。我尤其好奇,书中是如何将理论模型与实际观测相结合的?地震波的传播路径和速度会受到哪些地质因素的影响?比如,岩石的成分、密度、温度,甚至地层的结构变化,都会是影响波传播的关键。书中是否会详细阐述不同类型的地震波(纵波、横波、面波)各自的特性和传播规律?它们在穿越不同介质时,又会发生怎样的衍射、反射和散射?我期待书中能够用清晰易懂的语言,辅以精妙的图示,将这些深奥的物理现象一一剖析,让我这个门外汉也能窥见其内在的逻辑和规律。同时,书中对“半空间介质”这一概念的界定和应用,也让我产生了浓厚的兴趣。在地球科学的宏大叙事中,如何将复杂的地球内部模型简化为便于分析的“半空间”,这本身就是一种智慧的体现。我对书中是否会探讨边界条件的处理,以及不同边界效应对地震波传播的影响,充满了期待。

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坦白说,《半空间介质与地震波传播》这本书的题目对我来说,带着一丝挑战的意味。我是一名对自然现象充满好奇但缺乏专业背景的普通读者,平日里更多接触的是科普性质的读物。然而,这本书的封面设计和书名本身就透露出一种专业而神秘的气息,让我忍不住想要一探究竟。我猜测书中可能会从最基础的弹性波理论讲起,逐步深入到地震波在真实地壳模型中的传播过程。比如,当地震发生时,能量是如何以各种波动的形式向外扩散的?这些波动又会对我们的生活产生怎样的影响?书中是否会用形象的比喻来解释那些抽象的物理概念,比如“半空间”的定义,它与我们通常理解的“空间”有何不同?我非常好奇,在描述地震波传播时,书中是否会涉及一些数值模拟的方法,来模拟不同地质条件下的波场变化?这些模拟结果能否直观地展示出地震波的能量分布、传播速度以及在遇到障碍物时的反射和折射现象?我期待书中能够用一种循序渐进的方式,引导我逐步理解这些复杂的问题,让我能够从宏观层面感受到地震波传播的魅力,而不是被艰涩的公式所淹没。

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