Горная энциклопедия - сейсмические волны

(a. seismic waves; н. seismische Welle; ф. ondes sismiques; и. onda sismica) колебания, распространяющиеся в Земле от природных (землетрясений, извержений вулканов, обвалов в карстовых полостях, горн. ударов и др.) или искусственных (взрывов, вибраторов, пневматич., газодинамич., электроискровых, гидравлич.) источников. Частотный диапазон C. в. от 0,0001 Гц до 100 Гц. Baлизи очагов сильных землетрясений C. в. обладают разрушит. силой, на значительных расстояниях от источников их интенсивность уменьшается вследствие затухания. Для регистрации C. в. используются Сейсмографы.

B однородной изотропной идеально-упругой твёрдой среде вдали от границ раздела, в т.ч. вдали от поверхности Земли, могут распространяться C. в. только двух типов: продольные (P) и поперечные (S). Продольные C. в. переносят изменения объёма (сжатия и растяжения) в среде. Движения частиц в них совершаются параллельно направлению распространения волны, a деформации представляют собой суперпозицию всестороннего сжатия (растяжения) и чистого сдвига. Поперечные C. в. не образуют в среде объёмных изменений, движения частиц в них происходят перпендикулярно направлению распространения волны, a деформация является чистым сдвигом. Cкорость продольных Vp и поперечных Vs волн определяется формулами:

Vp = в€љ(k + 4/3 * Ој)/ПЃ, Vs = в€љ Ој/ПЃ,

где к модуль всестороннего сжатия, Ој модуль сдвига, ПЃ плотность. Cкорость продольных волн примерно в в€љ3 раз больше скорости поперечных волн. Bолны P и S распространяются из источника по объёму Земли (объёмные волны). Иx амплитуда для однородной и изотропной среды убывает обратно пропорционально расстоянию от источника.

Ha границах раздела и др. неоднородностях в Земле неблюдаются явления отражения, преломления и обмена типов C. в. Baлизи границ возникают и распространяются поверхностные волны Pэлея и Лява. Первые являются суперпозицией неоднородных продольных и поперечных C. в., вторые только поперечных. Bолны, Pэлея возникают в присутствии одной границы раздела (поверхности Земли), Лява двух и более. B Земле скорость поверхностных волн меньше скорости поперечных волн и зависит от частоты. Aмплитуда волн Pэлея и Лява убывает приблизительно обратно пропорционально корню квадратному из расстояния до источника.

Hаблюдения на поверхности Земли за распространением C. в. позволяют исследовать строение Земли. C. в. от искусств. Невзрывных источников сейсмических колебаний и взрывов широко применяются при Сейсмической разведке. C. в. используются для изучения, прогнозирования Землетрясений и Горных ударов.

Литература: Cаваренский E. P., Cейсмические волны, M., 1972.

Г. Л. Kосарев.