Файл: Ямщиков В.С. Геоакустика. Раздел Упругие волны в неоднородном массиве [учеб. пособие].pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.07.2024
Просмотров: 134
Скачиваний: 0
среду, были получены следующие амплитудные графики отраженных от различных границ волн (рис. 37). Упрощенная схема отражения упругих волн от границ слоев представлена на той же рисунке.
Рис. 37. Экспериментальное определение коэф фициента мутности слоие-ой случайно неодно
родной среды
Согласно описанной выше методике была пр |
ведена статистиче |
|||
ская |
обработка |
результатов эксперимента |
[ 32 |
заключающая |
ся в |
осреднении |
графиков и в определении |
величина |
V Р п. А ( х ) . |
При этом учитывалась нѳидѳнтичность установки сейсмографов и сейсмологических условий, дающая некоторое посте"яноѳ значе
ние Ѵ Р п А 0 . Обработка |
проводилась |
для |
80% интервала доверие |
||||||
тельной вероятности |
случайной |
величины |
( 27 |
ân А - В Рп А а ) . |
|||||
Результаты |
расчетов представлены в таблице. |
|
|
||||||
|
Прѳоблад. |
Средний |
Средний |
Средни". |
|
||||
|
частота |
путь |
в |
путь |
в |
путь |
в |
|
|
Волна |
гц |
коре, |
|
слое |
|
слое |
|
Л Р пЛ -2?&> |
|
|
км |
40-80 ям, |
80-120 км, |
||||||
г? ОТр |
|
|
|
км |
|
км |
|
||
10-12 |
2xü |
|
|
|
|
|
0,060-0,077 |
||
р |
отр |
|
|
|
|
|
|||
10-12 |
145 |
|
205 |
|
|
|
0,132-0,160 |
||
Р |
ОГР |
|
|
|
|
||||
6-8 |
>145 |
|
205 |
|
225 |
0,086-0,180 |
137
Считая, что внутри каждого слон коэффициент мутности по стоянен, можно составить следующие уравнения для определения
у, - 2 /0 = |
D e n А |
~ 0 ,0 7 ' |
для |
волны |
рм orp ; |
|||
|
|
|
, |
==■O J 5 |
Д Л Я |
В О Л Н Ы |
о?у» |
|
|
- 2 0 é = n f n A |
Р |
. |
|||||
Коэффициент мутности в |
целом, |
отнесенный к частотам |
||||||
10-12 гц, получается |
равным длд первого |
слоя |
~ 0,0003 km',j |
|||||
для второго с л о я ^ л ; |
0,0005 км- *. Полученные |
значения |
коэф |
|||||
фициента мутности гораздо меньше эффективного коэффициента |
||||||||
затухания, имеющего для |
земной коры порядок 0,01-0,04 |
|
||||||
на частотах 10-12 гц. |
|
|
|
|
|
|
|
|
На основапии этого |
можно сделать вывод, |
что поглощение |
энергии в этом диапазоне частот происходит гораздо интенсив нее, чем рассеяние, вызванное случайными изменениями парамет ров среды.
Статистическая оценка средних значений акустических па раметров в случайно неоднородной среде. Определяя коэффициент мутности среды, мы определяем довольно абстрактный параметр неоднородности данной среды, который лишь очень обще монет сказать о степени ее неоднородности или об отличии реальной среды от выбранной нами той или иной физической модели. На прак тике обычно необходимо получить средние значения того или ино го акуотического параметра, характеризующего поле упругих волн в среде.
Значения акустических параметров (скорость, коэффициент затухания и т .д .) определяются на основании экспериментальных данных, которые обрабатываются в соответствии с той или иной выбранной моделью реальной среды. Однако случайные неоднород ности изменяют форму распространяющегося в среде сигнала, вы зывая модуляцию акустических параметров или, что то кѳ, внося параметрическую помеху. Поэтому при определении средних зна чений таких параметров на основании расчетных формул, соответ ствующих той или иной модели, мы совершаем ошибку, и получае мые при этом значения параметров отличаются от истинных их
138
значений. Эю несоответствие, являющееся в общем случайной величиной, необходимо статистически оценивать при. определении акустических характеристик волнового поля в случайно неодно
родной среде. |
|
среде вдоль оси х |
|
||
Пусть в упругой |
распространяется |
||||
волна, форма которой описывается функцией |
|
||||
где ё % % ••• ёп |
~ параметры формы волны. |
||||
Функция |
у> является переносчиком информации, которая |
||||
содержится в |
параметрах 6^ |
, ёг , |
|
ёп « |
|
При распространении волны в неоднородной среде ее форма, |
|||||
вследствие искажения |
сигнала неоднородностью, изменится и бу |
||||
дет в момент |
t i |
|
|
|
|
|
( х , у , л, i h & (х >У< |
^ ( х >у> г’ *ѵ ^ ' |
|||
Будем считать, что искажение |
сигнала |
неоднородностью |
|||
среды невелико, т .ѳ . |
л |
у> <■ < |
i f |
|
|
Как уже было сказано, |
модуляцию рассматривает в общем |
случае как отклонение сигнала от некоторой наперед заданной формы. Результат наложения помехи можно представить как след ствие изменения параметров переносчика. Для этого заменим
функцию |
^ |
новой функцией |
|
потребовав, |
чтобы F в |
определенном смыолё наименее отлича |
|
лась от |
У |
. Приращение |
представляет собой порой йтйую мо |
дуляцию каждого из параметров é>K .
Эффект помехи в определении средних значений параметров ёк можно оценить дисперсией или средним квадратом JJoëK . Определить B<FëK можно методом, заключающимся в нападении
â ёк из уравнения для минимального значзния сроднаго квадра та величины ее , определяемой из соотношения
139
Пусть из источника, распо.мненного в начале координат, вдоль оси X распространяется объемная монохроматическая волна частоты со , которую можно записать в виде:
if ( х ) = А 0х п е |
Л і і л (oo~t—к х ) = Аж s in |
( c ö t - ts x ) f |
|
где п - коэффициент |
расхождения волны; |
ё£ являются: |
|
В данном случае параметрами |
формы сигнала |
||
£ ,= оС> 4 = |
|
ёз = л ° , |
4 = / ? ' |
Коэффициент затухания ы. |
и скорость с |
являются опре |
деляющими характеристиками свойств среды. В данном случае рас
сматриваются средние |
значения |
ы: |
и с . |
[ |
33 ] величины |
|||||
|
’'казанным выше методам йыли найдены |
|||||||||
|
|
|
|
13âoi |
и |
13d с . |
|
|
||
|
D(5~oc—2 Я а / л л * х г ; |
|
п<Гс = 2 X 6 |
с /ѵ х а %<з>гх г, |
||||||
в которых |
G = m g x A ^ - |
величина, |
пропорциональная энергии |
|||||||
параметрической помехи-энергии |
случайной компоненты поля â~{/; |
|||||||||
д - коэффициент мутности; |
т |
- константа, |
имеющая размер |
|||||||
ность |
f А~'] . |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Выражения для дисперсии коэффициента затухания и скорос |
|||||||||
ти |
имеют вид |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
U o c ^ G j x - , |
|
|
(у ,50) |
||||
|
|
|
П |
с = |
G с |
ѵ/ о з гх |
, |
|
(У.51) |
|
где |
Cf |
= |
— |
- |
постоянная |
среды; х |
|
~ интервал осред |
||
нения, |
выбранный таким, |
что на |
его |
протяжении можно пренеб |
речь изменениями параметров при полезной модуляции. Если па
раметры |
ёк |
изменится вдоль |
х |
медленнее, чем |
то в |
качестве |
X |
можно взять интервал поперечной корреляции |
|||
или д іР(х). |
Практически X |
составляет несколько |
длин волн. |
||
Величины д |
и X являются функциями закона распределения |
упругих параметров среды и для одногодной среды являются ее константами.
При изучении акустических характеристик реальных сред обычно пользуются источниками импульсных сигналов, тогда как
140