îñóäàðñòâåííûé Óíèâåðñèòåò
Ôèçè÷åñêèé àêóëüòåò
Êàåäðà èçèêè Çåìëè
Ìåòîäû àïïðîêñèìàöèè ãîäîãðàà
îáùåé öåíòðàëüíîé òî÷êè
Ìàãèñòåðñêàÿ ðàáîòà ñòóäåíòà
äíåâíîãî îòäåëåíèÿ
îíòàðÿ Þðèÿ Ñòàíèñëàâîâè÷à
Íàó÷íûé ðóêîâîäèòåëü:
ä. .-ì. í., ïðî. Êàøòàí Á. Ì.
åöåíçåíò:
ïðîåññîð êàåäðû ãåîèçè÷åñêèõ è
ãåîõèìè÷åñêèõ ìåòîäîâ ðàçâåäêè
ìåñòîðîæäåíèé ïîëåçíûõ èñêîïàåìûõ
Íàöèîíàëüíîãî ìèíåðàëüíî-ñûðüåâîãî
óíèâåðñèòåòà ¾
îðíûé¿ Òåëåãèí À.Í.
Ñàíêò-Ïåòåðáóðã
2016 ã.
Ñîäåðæàíèå
1
2
Ââåäåíèå
2
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
2
4
6
7
9
NIP òåîðåìà
2.1
2.2
3
Ìåòîä îáùåé öåíòðàëüíîé òî÷êè . . . . . . . . . . . . . . .
Ôîðìóëû äëÿ ãîäîãðàîâ â ñëó÷àå ñèììåòðè÷íûõ îòðàæåíèé
Âëèÿíèå àíèçîòðîïèè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
îäîãðà ÎÏÂ îäíîêðàòíî îòðàæåííûõ âîëí . . . . . . . .
îäîãðà ÎÖÒ îäíîêðàòíî îòðàæåííûõ âîëí . . . . . . . .
12
Ââåäåíèå . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Âûâîä óðàâíåíèé NIP òåîðåìû . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Àïïðîêñèìàöèÿ ãîäîãðàà ÎÖÒ âîëíîé NIP â èçîòðîïíîì ñëó÷àå
3.1
3.2
4
14
Âûâîä îðìóë . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
×èñëåííîå ìîäåëèðîâàíèå è âûâîäû . . . . . . . . . . . . . 17
Àïïðîêñèìàöèÿ ãîäîãðàà ÎÖÒ âîëíîé NIP â àíèçîòðîïíîì ñëó÷àå
4.1
4.2
4.3
5
Îòðàæåíèå îò îêðóæíîñòè
5.1
5.2
6
24
Ïîñòàíîâêà çàäà÷è . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
×èñëåííîå ìîäåëèðîâàíèå è âûâîäû . . . . . . . . . . . . . 28
Ïðèëîæåíèÿ
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
7
17
Îïðåäåëåíèå êîîðäèíàò òî÷êè îñíîâàíèÿ öåíòðàëüíîãî ëó÷à 20
Îïðåäåëåíèå êîîðäèíàò òî÷êè îòðàæåíèÿ . . . . . . . . . . 22
×èñëåííîå ìîäåëèðîâàíèå è âûâîäû . . . . . . . . . . . . . 23
32
Ïîíÿòèå àíèçîòðîïèè . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Óðàâíåíèå Êðèñòîåëÿ è ñâîéñòâà ïëîñêèõ âîëí .
ðóïïîâàÿ (ëó÷åâàÿ) ñêîðîñòü . . . . . . . . . . . . .
Àíèçîòðîïíûå ñèñòåìû ñèììåòðèè . . . . . . . . . .
Òðàíñâåðñàëüíî-èçîòðîïíàÿ ñðåäà . . . . . . . . . . .
àñïðîñòðàíåíèå âîëí â òðàíñâåðñàëüíî-èçîòðîïíîé
ñðåäå . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Çàêëþ÷åíèå
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
32
33
35
36
36
. . . . 37
41
1
1
1.1
Ââåäåíèå
Ìåòîä îáùåé öåíòðàëüíîé òî÷êè
Îäíèì èç ãëàâíûõ äîñòîèíñòâ ìåòîäà îáùåé öåíòðàëüíîé òî÷êè (ÎÖÒ),
òàêæå èçâåñòíîãî êàê ìåòîä îáùåé ñðåäíåé òî÷êè (ÎÑÒ), ïî ñðàâíåíèþ
ñ òðàäèöèîííûì ìåòîäîì îäíîêðàòíîãî ïðîèëèðîâàíèÿ ïî ìåòîäó îòðàæåííûõ âîëí (ÌÎÂ) ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî îí ïîçâîëÿåò ðåøàòü çàäà÷è âûäåëåíèÿ îäíîêðàòíî - îòðàæåííûõ âîëí íà îíå ðàçëè÷íîãî ðîäà ïîìåõ
(êàê ðåãóëÿðíûõ, òàê è íåðåãóëÿðíûõ). Îäíîé èç ñàìûõ ñåðüåçíûõ ïðîáëåì ñîâðåìåííîé ñåéñìîðàçâåäêè ÿâëÿåòñÿ ïðèñóòñòâèå â çàïèñè ìíîãîêðàòíî - îòðàæåííûõ âîëí. Èõ âëèÿíèå íà ñåéñìè÷åñêóþ çàïèñü ðàñòåò ñ
óâåëè÷åíèåì âðåìåíè ðåãèñòðàöèè. Ïîñêîëüêó ñòàâèòñÿ çàäà÷à êàê ïîâûøåíèÿ ãëóáèííîñòè èññëåäîâàíèé, òàê è ïîâûøåíèÿ êà÷åñòâà âîëíîâîé
êàðòèíû, ÷òî ñâÿçàíî ñ ïðîñëåæèâàíèåì ïîëåçíûõ îäíîêðàòíî - îòðàæåííûõ âîëí íà áîëüøèõ âðåìåíàõ (t > 3 − 4 c) è óìåíüøåíèÿ êðàòíûõ,
èñïîëüçîâàíèå ìåòîäà ÎÖÒ â ðÿäå ñëó÷àåâ ñòàíîâèòñÿ áîëåå ïðåäïî÷òèòåëüíûì.
Ñïåöèè÷åñêèå îñîáåííîñòè ìåòîäà ÎÖÒ îñíîâûâàþòñÿ íà íàïðàâëåííîñòè ñèñòåìû íàáëþäåíèÿ è ñòàòèñòè÷åñêèì ýåêòîì ñóììèðîâàíèÿ òðàññ [1℄. Ñóòü ìåòîäà çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî ñåéñìè÷åñêèå êîëåáàíèÿ, âîçáóæäåííûå â n èñòî÷íèêàõ, ðåãèñòðèðóþòñÿ â n ïðèåìíèêàõ,
ðàñïîëîæåííûõ òàêèì îáðàçîì ïî îòíîøåíèþ ê èñòî÷íèêàì, ÷òîáû ïðè
óñëîâèè ãîðèçîíòàëüíîãî çàëåãàíèÿ ãðàíèö ðàçäåëà âûïîëíÿëàñü ðåãèñòðàöèÿ îòðàæåííûõ âîëí îò îáùåé äëÿ êàæäîé ãðàíèöû ðàçäåëà òî÷êè.
 ïðîöåññå âûïîëíåíèÿ îáðàáîòêè, èñïðàâëåííàÿ íà âåëè÷èíó ñòàòè÷åñêèõ è êèíåìàòè÷åñêèõ ïîïðàâîê, çàïèñü ñóììèðóåòñÿ. Ïîñêîëüêó îïðåäåëåíèå êèíåìàòè÷åñêèõ ïîïðàâîê ïðîèñõîäèò íà îñíîâàíèè ïðèðàùåíèè
âðåìåí ãîäîãðàîâ ïîëåçíûõ âîëí (â ñèëó òàê íàçûâàåìîãî ñåéñìè÷åñêîãî ñíîñà), îñè ñèíàçíîñòè ïîñëåäíèõ òðàíñîðìèðóþòñÿ â ïðÿìûå
ëèíèè t0 = const, ÷òî îáåñïå÷èâàåò ñóììèðîâàíèå êîëåáàíèé ïðàêòè÷åñêè èñêëþ÷àÿ àçîâûå ñäâèãè. Îòëè÷àþùèåñÿ ïî êèíåìàòèêå ðåãóëÿðíûå âîëíû-ïîìåõè ñóììèðóþòñÿ ñ àçîâûìè ñäâèãàìè è ,ñîîòâåòñòâåííî,
îñëàáëÿþòñÿ.
Âîïðîñû, ñâÿçàííûå ñ ïîñòðîåíèåì ìîäåëåé, îïèñûâàþùèõ äàííûå
ìåòîäà îòðàæåííûõ âîëí (ÌÎÂ) êàê áàçû äëÿ ìåòîäà ÎÖÒ, çàíèìàþò
öåíòðàëüíîå ìåñòî â ñåéñìîðàçâåäêå. Íà÷èíàÿ ñ ïèîíåðñêèõ ðàáîò [2, 15℄
áûëè ðàçðàáîòàíû ðàçëè÷íûå àïïðîêñèìàöèîííûå îðìóëû, îïèñûâàþùèå âðåìåíà ïðèõîäà îòðàæåííûõ âîëí, âêëþ÷àþùèå â ñåáÿ ÷ëåíû âòîðîãî è ÷åòâåðòîãî ïîðÿäêà ðàçëîæåíèÿ âðåìåíè â ðÿä Òåéëîðà (ïî ïàðàìåòðó âûíîñà íàáëþäåíèé) â ïðåäïîëîæåíèè ãåîìåòðèè íàáëþäåíèÿ
2
ÎÖÒ è ìîíîòèïíûõ âîëí. Ñóùåñòâåííûì îãðàíè÷åíèåì ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî
âñå ýòè îðìóëû ïðèìåíèìû òîëüêî äëÿ íåáîëüøèõ âûíîñîâ. Ñ òåõ ïîð,
äëÿ òåõ æå óñëîâèé íàáëþäåíèÿ ñ öåëüþ èñïîëüçîâàíèÿ áîëüøèõ âûíîñîâ
è ó÷åòà ýåêòà âîçìîæíîé àíèçîòðîïèè ñðåäû, áûë ïðåäëîæåí öåëûé
ðÿä óëó÷øåííûõ îðìóë (àïïðîêñèìàöèé), óæå âêëþ÷àþùèõ â ñåáÿ ñëåäóþùèå ÷ëåíû ðàçëîæåíèÿ â ðÿä Òåéëîðà [4, 5, 6, 7, 8, 9, 10℄ Ïîõîæèå
îðìóëû, òîëüêî ñ äðóãèì ïîäõîäîì ê èíòåðïðåòàöèè íåãèïåðáîëè÷åñêèõ ÷ëåíîâ áûëè ïðåäëîæåíû â ðàáîòå [11℄ äëÿ àíàëèçà âðåìåí ïðèõîäà
îòðàæåííûõ âîëí â ñëó÷àå àçèìóòàëüíî-àíèçîòðîïíûõ ñðåä. Âñåîáúåìëþùèé àíàëèç ðàçëè÷íûõ àïïðîêñèìàöèîííûõ îðìóë ìîæåò áûòü íàéäåí â ìîíîãðàèè [12℄.
Îáùåé ÷åðòîé, ïðèñóùåé áîëüøèíñòâó àïïðîêñèìàöèîííûõ îðìóë,
ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî îíè òàê èëè èíà÷å âûðàæåíû ÷åðåç ïàðàìåòðû öåíòðàëüíîãî ëó÷à (ëó÷, âûïóùåííûé ê ãðàíèöå èç öåíòðàëüíîé òî÷êè). Ýòè
ïàðàìåòðû ñâÿçàíû ñî ñòåïåíüþ îòêëîíåíèÿ (êîòîðàÿ îïðåäåëÿåò ñîîòâåòñòâóþùèé ïîðÿäîê ïðîèçâîäíûõ) âðåìåíè õîäà âîëíû ïî ïðîèçâîëüíîé òðàåêòîðèè ïî îòíîøåíèþ ê âðåìåíè õîäà âîëíû âäîëü öåíòðàëüíîãî
ëó÷à. Âûáîð êîíêðåòíûõ ïàðàìåòðîâ è èõ êîëè÷åñòâî çàâèñèò îò óñëîâèé
çàäà÷è äëÿ êîòîðûõ ñòðîèòñÿ àïïðîêñèìàöèÿ (ïðÿìàÿ çàäà÷à, îáðàòíàÿ
çàäà÷à, ìèãðàöèÿ è äð.)
Ìîäåëü â êîòîðîé öåíòðàëüíûé ëó÷ ñîâïàäàåò ñ ëó÷îì íóëåâîãî âûíîñà (zero-oset ray) èãðàåò óíäàìåíòàëüíóþ ðîëü â ñåéñìîðàçâåäêå.
 ýòîì ñëó÷àå öåíòðàëüíûé ëó÷ ÿâëÿåòñÿ íîðìàëüíûì ëó÷îì ê îòðàæàþùåé ãðàíèöå (äëÿ èçîòðîïíûõ ñðåä), à ëó÷è, íàõîäÿùèåñÿ â íåïîñðåäñòâåííîé áëèçîñòè öåíòðàëüíîãî íîñÿò íàçâàíèå ïàðàêñèàëüíûõ. Ñèñòåìà ýòèõ ëó÷åé îáðàçóåò òàê íàçûâàåìûé "íîðìàëüíûé ñåéñìè÷åñêèé
ñíîñ"(normal moveout) è èçâåñòíà êàê ïàðàêñèàëüíîå ïðèáëèæåíèå.
Âàæíî îòìåòèòü ñëåäóþùåå. Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî ïîâåðõíîñòíûå äàííûå íàáëþäåíèé (çàïèñè ñåéñìîãðàìì) ñîäåðæàò íàðÿäó ñ âðåìåíàìè
ïðèõîäà ñèãíàëîâ òàêæå èíîðìàöèþ îá èõ àìïëèòóäàõ è àçàõ, âñå
äàëüíåéøèå âûâîäû è ïðåäïîëîæåíèÿ áóäóò ó÷èòûâàòü òîëüêî âðåìåíà ïðèõîäà, òàê êàê áàçèðóþòñÿ íà âûñîêî÷àñòîòíîì ïðèáëèæåíèè [13℄.
 äàííîì ïðèáëèæåíèè ïî àíàëîãèè ñ ãåîìåòðè÷åñêîé îïòèêîé, ðàñïðîñòðàíåíèå ñåéñìè÷åñêîé ýíåðãèè îïèñûâàåòñÿ ñ ïîìîùüþ ëó÷åé è âîëíîâûõ ðîíòîâ, ïðåíåáðåãàÿ èíîðìàöèåé î àçå è àìïëèòóäå ñèãíàëà.
Ïîñêîëüêó ëó÷ ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê èíòåãðàëüíóþ õàðàêòåðèñòèêó âîëíîâîãî ïðîöåññà, ñîäåðæàùóþ âñþ èíîðìàöèþ î åãî ïðîøëîì,
òî åãî î÷åíü óäîáíî èñïîëüçîâàòü èìåííî äëÿ îïèñàíèÿ âðåìåí ïðèõîäà
ðàçëè÷íûõ òèïîâ âîëí.
3
1.2
Ôîðìóëû äëÿ ãîäîãðàîâ â ñëó÷àå ñèììåòðè÷íûõ îòðàæåíèé
Äëÿ çàäàííîãî ïîëîæåíèÿ ðåëåêòîðà ýëåìåíòàðíîå ñèììåòðè÷íîå îòðàæåíèå - ýòî ïðîöåññ ðàñïðîñòðàíåíèÿ âîëíû ïðè êîòîðîì õîä ëó÷à îò
èñòî÷íèêà äî ðåëåêòîðà ïîëíîñòüþ ñîâïàäàåò ñ õîäîì ëó÷à îò ðåëåêòîðà äî ïðèåìíèêà â îáðàòíîì ïîðÿäêå. àññìàòðèâàÿ âðåìÿ ïðèõîäà
âîëíû êàê óíêöèþ îò êîîðäèíàòû öåíòðàëüíîé òî÷êè è âûíîñà (ïîëîâèíû áàçû íàáëþäåíèé ðàâíîé ðàññòîÿíèþ ìåæäó èñòî÷íèêîì è ïðèåìíèêîì), ëåãêî çàìåòèòü, ÷òî íà îñíîâàíèè ïðèíöèïà âçàèìíîñòè äàííàÿ
óíêöèÿ îáÿçàòåëüíî äîëæíà áûòü ÷åòíîé. Êàê ñëåäñòâèå, ëþáîå ðàçëîæåíèå äàííîé óíêöèè â ðÿä (ïî îòíîøåíèþ ê âûíîñó) áóäåò ñîäåðæàòü
òîëüêî ÷åòíûå ñòåïåíè. Î÷åâèäíî, ÷òî ýòî óñëîâèå âûïîëíÿåòñÿ äëÿ ïåðâè÷íî îòðàæåííûõ âîëí. Ïðè ýòîì, â ïðîöåññå ðàñïðîñòðàíåíèÿ ìîãóò
ïðîèñõîäèòü ìíîãîêðàòíûå îòðàæåíèÿ è îáðàçîâûâàòüñÿ îáìåííûå âîëíû êàê ïîêàçàíî íà èñ. 1.
Xs
0
Xg
P
P
P
S
S
S
S
P
S
S
P
P
1
2
P
P
P
3
NIP
èñ. 1: Ñèììåòðè÷íûå îòðàæåíèÿ ñ îáðàçîâàíèåì îáìåííûõ âîëí (÷åðíàÿ ëèíèÿ) è öåíòðàëüíûé ëó÷, ñîîòâåòñòâóþùèé íóëåâîìó âûíîñó (ñåðàÿ òðàåêòîðèÿ), ïðèõîäÿùèé â òî÷êó íîðìàëüíîãî ïàäåíèÿ (Normal
In
iden
e Point - NIP). Èç ðàáîòû [14℄.
4
 ñëó÷àå ìîíîòèïíûõ, îäíîêðàòíî îòðàæåííûõ P - âîëí è ãîðèçîíòàëüíîé îòðàæàþùåé ãðàíèöû íàèáîëåå ïðîñòûì è èçâåñòíûì âûðàæåíèåì, îïèñûâàþùèì ñåéñìè÷åñêèé ñíîñ â ãåîìåòðèè ÎÖÒ, ÿâëÿåòñÿ òàê íàçûâàåìîå óðàâíåíèå íîðìàëüíîãî ñåéñìè÷åñêîãî ñíîñà (Normal
moveout equation):
T (h)2 = T02 + Ch2 ,
(1.1)
ãäå T - âðåìÿ õîäà, ñîîòâåòñòâóþùåå ïóòè èñòî÷íèê-ðåëåêòîð-ïðèåìíèê,
T0 - äâîéíîå âðåìÿ õîäà âäîëü öåíòðàëüíîãî ëó÷à, âûïóùåííîãî èç ñðåäíåé òî÷êè è h - âûíîñ (ïîëîæèòåëüíûé èëè îòðèöàòåëüíûé â çàâèñèìîñòè îò âûáîðà ñèñòåìû êîîðäèíàò) ðàâíûé ïîëîâèíå ðàññòîÿíèÿ ìåæäó
èñòî÷íèêîì è ïðèåìíèêîì. Ïîñòîÿííàÿ C ðàâíà:
C=
4
2
Vnmo
(1.2)
,
ãäå Vnmo - ñêîðîñòíîé ïàðàìåòð. Óðàâíåíèå (1.1) ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ðàçëîæåíèå âðåìåíè ïðèõîäà âîëíû â ðÿä Òåéëîðà ïî ïàðàìåòðó h ñ òî÷íîñòüþ äî ÷ëåíà âòîðîãî ïîðÿäêà.  äàííîì ñëó÷àå ýòî óðàâíåíèå ÿâëÿåòñÿ
ãèïåðáîëè÷åñêîé àïïðîêñèìàöèåé âðåìåíè è åñòü òî÷íîå âûðàæåíèå äëÿ
ãîäîãðàà â ñëó÷àå ïëîñêîé, ãîðèçîíòàëüíîé ãðàíèöû è îäíîðîäíîé, èçîòðîïíîé ñðåäû.
Äëÿ áîëüøèõ âûíîñîâ (ïðåâûøàþùèõ ðàññòîÿíèå äî ðåëåêòîðà) è
ñëó÷àåâ, ãäå ïîâåäåíèå ãîäîãðàà îòëè÷àåòñÿ îò ãèïåðáîëè÷åñêîãî, íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü ñëåäóþùèå ÷ëåíû ðàçëîæåíèÿ [15℄:
T (h)2 = T02 + Ch2 + Dh4 ,
(1.3)
ãäå êîýèöèåíò D îòâå÷àåò çà îòêëîíåíèå çàâèñèìîñòè îò ãèïåðáîëè÷åñêîé. Ïîäðîáíûé àíàëèç âëèÿíèÿ ÷ëåíà ÷åòâåðòîãî ïîðÿäêà â ñëó÷àå
ñëîèñòîé èçîòðîïíîé ñðåäû ìîæåò áûòü íàéäåí â [16℄.
Äàëüíåéøàÿ ìîäèèêàöèÿ óðàâíåíèÿ (1.3) áûëà ïðåäñòàâëåíà â ðàáîòå [17℄ â âèäå ñëåäóþùåãî âûðàæåíèÿ:
T (h)2 = T02 + Ch2 +
Dh4
,
1 + Eh2
(1.4)
ãäå C , D èçâåñòíûå ðàíåå êîýèöèåíòû, à E - âíîâü ââåäåííûé ïàðàìåòð. Öåëü ââåäåíèÿ äîïîëíèòåëüíûõ ïàðàìåòðîâ - óëó÷øèòü ðåçóëüòàòû ñóììèðîâàíèÿ òðàññ ïðè óñëîâèè áîëüøèõ âûíîñîâ, à òàêæå ó÷åòà
âëèÿíèÿ àíèçîòðîïèè.
Òàêæå ñëåäóåò óïîìÿíóòü, ÷òî â ïîñëåäíåå âðåìÿ äîñòàòî÷íî ìíîãî
âíèìàíèÿ óäåëÿåòñÿ âîïðîñó àïïðîêñèìàöèè ïîâåðõíîñòíûõ ãîäîãðàîâ
5
îòðàæåííûõ âîëí íå îáÿçàòåëüíî îãðàíè÷èâàÿñü ãåîìåòðèåé ÎÖÒ (NonCMP moveout). Ýòî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî äàííûõ ïîäõîä ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü âñþ èíîðìàöèþ, íàêîïëåííóþ â ïðîöåññå íàáëþäåíèé, äëÿ öåëåé
ñóììèðîâàíèÿ è ïîñëåäóþùåé îáðàáîòêè [18℄.  äàííîì ñëó÷àå îðìóëà äëÿ ãîäîãðàà â ïðåäïîëîæåíèè ãèïåðáîëè÷åñêîé àïïðîêñèìàöèè è
ìîíîòèïíûõ âîëí ìîæåò áûòü ïðåäñòàâëåíà â âèäå:
T (m, h) = (T0 + Am)2 + Bm2 + Ch2 ,
(1.5)
ãäå m îáîçíà÷àåò êîîðäèíàòó öåíòðàëüíîé òî÷êè. Óðàâíåíèå (1.5) ñïðàâåäëèâî äëÿ ïðîèçâîëüíîãî ðàñïîëîæåíèÿ èñòî÷íèêà è ïðèåìíèêà. Ëåãêî çàìåòèòü, ÷òî îíî ïðåîáðàçóåòñÿ â óðàâíåíèå (1.1) äëÿ êîíèãóðàöèè
ÎÖÒ ïðè m = 0.
1.3
Âëèÿíèå àíèçîòðîïèè
Ìåòîä îòðàæåííûõ âîëí è åãî ìîäèèêàöèÿ â âèäå ìåòîäà ÎÖÒ ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü íàèáîëåå íàäåæíûå è äîñòîâåðíûå ñâåäåíèÿ äëÿ ïîñòðîåíèÿ
ñêîðîñòíûõ ìîäåëåé ñ èñïîëüçîâàíèåì äàííûõ ïîâåðõíîñòíûõ íàáëþäåíèé êàê â èçîòðîïíîì, òàê è â àíèçîòðîïíîì ñëó÷àÿõ. Åñëè ñðåäà ÿâëÿåòñÿ àíèçîòðîïíîé, òî ïîïûòêà àïïðîêñèìàöèè ãîäîãðàà ñ èñïîëüçîâàíèåì èçîòðîïíûõ ïàðàìåòðîâ ìîæåò ïðèâåñòè ê îøèáêàì â ñóììèðîâàíèè
òðàññ è èñêàæåíèþ ñåéñìè÷åñêèõ èçîáðàæåíèé (äàííûé âîïðîñ ïîäðîáíî îáñóæäàåòñÿ â ðàáîòå [12℄). Êàê ñëåäñòâèå, ïîíèìàíèå òîãî êàêèì
îáðàçîì àíèçîòðîïèÿ âëèÿåò íà êèíåìàòèêó îòðàæåííûõ âîëí èãðàåò
ñóùåñòâåííóþ ðîëü â àíàëèçå è îáðàáîòêå ñåéñìè÷åñêèõ äàííûõ.
Ïî àíàëîãèè ñ ïðåäûäóùèì ðàçäåëîì îáùåå ïðåäñòàâëåíèå äëÿ âðåìåíè ïðèõîäà îòðàæåííîé âîëíû ìîæíî çàïèñàòü â âèäå ðÿäà:
t2 = A0 + A2 h2 + A4 h4 + ...,
(1.6)
ãäå h - âûíîñ, à ñîîòâåòñòâóþùèå êîýèöèåíòû äàþòñÿ îðìóëàìè:
A0 = t20 ; A2 =
1 d h d(t2 ) i
,
4
d(h2 ) h=0
2 d(h2 ) d(h2 ) h=0
(1.7)
Êàê ãîâîðèëîñü ðàíåå, íàèáîëåå ÷àñòî óïîòðåáèòåëüíûì ïàðàìåòðîì,
õàðàêòåðèçóþùèì âåëè÷èíó ñåéñìè÷åñêîãî ñíîñà, ÿâëÿåòñÿ Vnmo (normal
- moveout velo
ity), êîòîðûé îïðåäåëÿåò ãèïåðáîëè÷åñêóþ îðìó ãîäîãðàà îòðàæåííîé âîëíû íà íåáîëüøèõ âûíîñàõ (íå ïðåâûøàþùèõ ãëó-
6
áèíó çàëåãàíèÿ ðåëåêòîðà).
h2
2
Vnmo
d(h2 )
d(t2 ) h=0
t2hyp = t20 +
2
Vnmo
(1.8)
(1.9)
Åñëè ïîñòðîèòü ãðàèê âðåìåíè ïðèõîäà îòðàæåííîé âîëíû â êîîðäè2
áóäåò îïðåäåëÿòü íà÷àëüíûé íàíàòàõ t2 − h2 , òî êîýèöèåíò 1/Vnmo
2 2
êëîí êðèâîé. Ñ óâåëè÷åíèåì âûíîñà t (h ) áóäåò âñå áîëåå îòëè÷àåòñÿ
îò ïðÿìîé ëèíèè â ñèëó âëèÿíèÿ ñëåäóþùèõ ÷ëåíîâ ðàçëîæåíèÿ - ÷ëåíà
÷åòâåðòîé ñòåïåíè (A4 h4 ) è ñëåäóþùèõ ÷ëåíîâ áîëåå âûñîêîãî ïîðÿäêà.
Ñåéñìè÷åñêàÿ àíèçîòðîïèÿ âíîñèò äâà ãëàâíûõ âêëàäà âî âðåìåííóþ
êàðòèíó îòðàæåííûõ âîëí. Ïåðâûé - â îòëè÷èå îò èçîòðîïíîé ñðåäû
ñêîðîñòü Vnmo ìîæåò îòëè÷àòüñÿ îò âåðòèêàëüíîé ñêîðîñòè (äëÿ îäíîãî
ñëîÿ) èëè îò ýåêòèâíîé ñêîðîñòè Vrms äëÿ ñëîèñòî-îäíîðîäíîé ñðåäû. Ýòî ñòàíîâèòñÿ îäíîé èç îñíîâíûõ ïðè÷èí ïîëó÷åíèÿ èñêàæåííîé
èíîðìàöèè ïðè ïðèìåíåíèè ìèãðàöèîííûõ ïðîöåäóð ïî ãëóáèíå è âîçíèêíîâåíèÿ îøèáîê â îïðåäåëåíèè ãëóáèí çàëåãàíèÿ ñåéñìè÷åñêèõ ãðàíèö. Âòîðîé - àíèçîòðîïèÿ ìîæåò ñóùåñòâåííî óâåëè÷èòü îòêëîíåíèÿ
ïîâåðõíîñòíîãî ãîäîãðàà îò ãèïåðáîëè÷åñêîé çàâèñèìîñòè, ïîñêîëüêó
äàæå â îäíîì îäíîðîäíîì, àíèçîòðîïíîì ñëîå ãîäîãðà t(h) óæå íå îïèñûâàåòñÿ ãèïåðáîëè÷åñêîé çàâèñèìîñòüþ [12℄.
1.4
îäîãðà ÎÏÂ îäíîêðàòíî îòðàæåííûõ âîëí
Òàê êàê, ñåéñìîãðàììû, îáðàáàòûâàåìûå ïî ìåòîäó ÎÖÒ, ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé âûáîðêó êàíàëîâ ñ ñåéñìîãðàìì îáùåãî ïóíêòà âîçáóæäåíèÿ
(ÎÏÂ), ïîëó÷åííûõ â ïðîöåññå ìíîãîêðàòíîãî ïðîèëèðîâàíèÿ ÌÎÂ,
ðàññìîòðèì èçâåñòíîå óðàâíåíèå ãîäîãðàà îäíîêðàòíî îòðàæåííîé âîëíû äëÿ äâóõñëîéíîé ìîäåëè ñðåäû ñ ïëîñêîé îòðàæàþùåé ãðàíèöåé. Ñêîðîñòü áóäåì ñ÷èòàòü ïîñòîÿííîé. Íàáëþäåíèÿ ïðîâîäÿòñÿ â êîíèãóðàöèè ÎÏÂ.  ñîîòâåòñòâèè ñ [19℄ ìîæíî çàïèñàòü:
1p 2
t(x) =
x + 4dx sin φ + 4d2 ,
(1.10)
V1
ãäå V1 - ñêîðîñòü, x - ðàññòîÿíèå ìåæäó èñòî÷íèêîì è ïðèåìíèêîì, d ãëóáèíà çàëåãàíèÿ îòðàæàþùåé ãðàíèöû, îïðåäåëåííàÿ èç öåíòðàëüíîé
òî÷êè, φ - óãîë íàêëîíà ãðàíèöû. Äàííîå óðàâíåíèå åñòü óðàâíåíèå ãîäîãðàà îòðàæåííîé ìîíîòèïíîé âîëíû îò ïëîñêîé, íàêëîííîé ãðàíèöû,
èãðàþùåå âàæíóþ ðîëü â ñåéñìîðàçâåäêå. Åãî ïðèíÿòî íàçûâàòü ãîäîãðàîì îáùåãî ïóíêòà âîçáóæäåíèÿ (ÎÏÂ). Îíî ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé â
7
êîîðäèíàòàõ t − x óðàâíåíèå ãèïåðáîëû ñ îñüþ ñèììåòðèè â âèäå ïðÿìîé
ëèíèè: x = −2d sin φ. Óðàâíåíèÿìè àñèìïòîò ýòîé ãèïåðáîëû áóäóò äâå
ïðÿìûå ëèíèè:
x
t=±
(1.11)
V1
Äëÿ òî÷åê íàáëþäåíèÿ, ðàñïîëîæåííûõ ñðàâíèòåëüíî áëèçêî ê èñòî÷íèêó (x < d) óðàâíåíèå (1.10) ìîæåò áûòü ïðåäñòàâëåíî â âèäå ðÿäà ïî
ñòåïåíÿì x:
t(x) = t0 +
sin φ
cos φ 2 sin 2φ cos 2φ 3
x+
x +
x + ...
V1
2V12 t0
4V13 t20
(1.12)
Îáû÷íî áûâàåò äîñòàòî÷íûì îãðàíè÷èòüñÿ ïåðâûìè òðåìÿ ÷ëåíàìè ðÿäà, àïïðîêñèìèðóÿ ãèïåðáîëè÷åñêèé ãîäîãðà êâàäðàòè÷íîé ïàðàáîëîé.
Òàêæå ïðè íåáîëüøèõ óãëàõ ïàäåíèÿ îòðàæàþùåé ãðàíèöû (φ ≈ 0)
ñïðàâåäëèâî ïðèáëèæåíèå:
t(x) = t0 +
sin φ
1
x+
x2 + . . .
V1
2V12 t0
(1.13)
Òî÷êà ìèíèìóìà ãîäîãðàà, ñîîòâåòñòâóþùàÿ ìèíèìàëüíîìó âðåìåíè ïðîáåãà âîëíû îò ãðàíèöû è îáðàòíî, îïðåäåëÿåòñÿ êîîðäèíàòàìè:
xmin = −
2d cos φ
2d
; tmin =
sin φ
V1
Âàæíóþ ðîëü â ñåéñìîðàçâåäêå ÌÎÂ èãðàåò âðåìÿ ïðîáåãà âîëíû îò
èñòî÷íèêà ïî íîðìàëè äî ãðàíèöû è îáðàòíî, êîòîðîå ïðèíÿòî íàçûâàòü
âðåìåíåì íîðìàëüíîãî îòðàæåíèÿ:
= t0 =
(1.14)
x=0
V1
Âàæíî îòìåòèòü, ÷òî âðåìÿ íîðìàëüíîãî îòðàæåíèÿ áóäåò ìèíèìàëüíûì âðåìåíåì ãîäîãðàà òîëüêî äëÿ ñëó÷àÿ ãîðèçîíòàëüíîãî çàëåãàíèÿ
îòðàæàþùåé ãðàíèöû (φ = 0)
C ó÷åòîì ââåäåííîãî îáîçíà÷åíèÿ äëÿ ïëîñêîé ãîðèçîíòàëüíîé ãðàíèöû (φ = 0) óðàâíåíèå ãîäîãðàà ìîæíî çàïèñàòü:
s
1√ 2
x2
t(x) =
x + 4d2 = t20 + 2
(1.15)
V1
V1
 ýòîì ñëó÷àå ãîäîãðà îòðàæåííîé âîëíû èìååò âèä ãèïåðáîëû, ñèììåòðè÷íîé îòíîñèòåëüíî íà÷àëà êîîðäèíàò.
8
Ïðèâåäåííîå óðàâíåíèå ãîäîãðàà îáùåãî ïóíêòà âîçáóæäåíèÿ ñîâåðøåííî àíàëîãè÷íî ïî âèäó ãîäîãðàó îáùåé òî÷êè ïðèåìà â ñèëó
äåéñòâèÿ èçâåñòíîãî ïðèíöèïà âçàèìíîñòè, óòâåðæäàþùåãî, ÷òî çàìåíà
èñòî÷íèêîâ è ïðèåìíèêîâ íå âëèÿåò íà âðåìÿ ðàñïðîñòðàíåíèÿ âîëíû.
îäîãðà ÎÏ ïðèîáðåòàåò áîëåå ñëîæíóþ îðìó, îòëè÷íóþ îò ãèïåðáîëû, êîãäà îòðàæàþùàÿ ãðàíèöà èìååò êðèâîëèíåéíóþ îðìó [21℄.
Íàèìåíüøèå èñêàæåíèÿ îðìû ãîäîãðàà îòðàæåííîé âîëíû íàáëþäàþòñÿ äëÿ âûïóêëûõ (â ñòîðîíó ïîâåðõíîñòè íàáëþäåíèé) ñåéñìè÷åñêèõ
ãðàíèö. Êàê ïðàâèëî, â ýòîì ñëó÷àå íàðóøàåòñÿ ãèïåðáîëè÷åñêàÿ îðìà
ãîäîãðàà. Ñóùåñòâåííî áîëüøèå èñêàæåíèÿ íàáëþäàþòñÿ äëÿ ñëó÷àÿ
âîãíóòûõ ñåéñìè÷åñêèõ ãðàíèö. Ñòåïåíü ýòèõ èñêàæåíèé è èõ õàðàêòåð
çàâèñèò îò ñîîòíîøåíèÿ ñðåäíåé ãëóáèíû çàëåãàíèÿ ãðàíèöû è ðàäèóñà
åå êðèâèçíû. Êîãäà ðàäèóñ êðèâèçíû ïðèáëèæåííî ðàâåí ñðåäíåé ãëóáèíå çàëåãàíèÿ ãðàíèöû èëè ìåíüøå åå, òî âîçíèêàþò ñèëüíûå îñëîæíåíèÿ íà ãîäîãðàå â âèäå ïîÿâëåíèÿ íà íåì ïåòåëü, ñêà÷êîâ, ðàçðûâîâ è
ò.ï. ÿâëåíèé.
1.5
îäîãðà ÎÖÒ îäíîêðàòíî îòðàæåííûõ âîëí
Àíàëîãè÷íî ïðåäûäóùåìó ðàçäåëó ðàññìîòðèì ïëîñêóþ îòðàæàþùóþ
ãðàíèöó, çàëåãàþùóþ ïîä óãëîì φ ê ãîðèçîíòó. Ïîêðûâàþùàÿ òîëùà
îäíîðîäíà è õàðàêòåðèçóåòñÿ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ V1 .
 îòëè÷èè îò ãåîìåòðèè ÎÏ íà÷àëî êîîðäèíàò ïîìåñòèì íà ïîâåðõíîñòè íàáëþäåíèé â òî÷êå O , êîòîðóþ áóäåì íàçûâàòü îáùåé ñðåäíåé
òî÷êîé - ÎÑÒ. Ëèíèþ íàáëþäåíèé íà ïîâåðõíîñòè îïðåäåëÿåòñÿ îñüþ
Ox. Ïîëîæèòåëüíîå íàïðàâëåíèå îñè Ox íàïðàâèì ïàðàëëåëüíî ïðîåêöèè ëèíèè ïàäåíèÿ îòðàæàþùåé ãðàíèöû íà ïëîñêîñòü íàáëþäåíèé.
ëóáèíà ïî íîðìàëè èç öåíòðà ñèñòåìû êîîðäèíàò äî ãðàíèöû ðàçäåëà ðàâíà
d.  ïðîèçâîëüíîé òî÷êå O íà ïðîèëå íàáëþäåíèé, èìåþùåé êîîðäèíàòó −l/2, ïîìåñòèì èñòî÷íèê êîëåáàíèé.  òî÷êå ïðîèëÿ ñ êîîðäèíàòîé
l/2 (ðàñïîëîæåííîé ñèììåòðè÷íî îòíîñèòåëüíî ÎÑÒ) ïîìåñòèì ïðèåìíèê êîëåáàíèé.
Óðàâíåíèå ãîäîãðàà ÎÖÒ ìîæåò áûòü ïîëó÷åíî èç óðàâíåíèÿ ÎÏÂ
ïóòåì ñäâèãà ñèñòåìû êîîðäèíàò. Âðåìåííî ñîâìåñòèì íà÷àëî íîâîé ñèñòåìû êîîðäèíàò ñ ïóíêòîì âçðûâà O1 .
ëóáèíà ïî íîðìàëè â ýòîé òî÷êå
ïðîèëÿ áóäåò ðàâíà:
x
d1 = d0 − sin φ
(1.16)
2
Êàê áûëî ïîêàçàíî â ïðåäûäóùåì ðàçäåëå ãîäîãðàà óðàâíåíèå ÎÏÂ
(1.10), îïðåäåëÿþùåå âðåìÿ ïðîáåãà âîëíû ïî òðàåêòîðèè O1 DM â ýòîé
9
ñèñòåìå êîîðäèíàò ïðèìåò âèä:
q
1
t(x) =
x2 + 4d1x sin φ + 4d21
V1
(1.17)
Ïîäñòàâèì âûðàæåíèå äëÿ d1 èç (1.16):
1
t(x) =
V1
r
x
x
x2 + 4x(d0 − sin φ) + 4(d0 − sin φ)2 =
2
2
q
q
1
1
2
2
2
2
x − x sin φ + 4d =
4d20 + x2 cos2 φ (1.18)
V1
V1
Ñ ó÷åòîì ñëåäóþùèõ îáîçíà÷åíèé:
2d0
V1
V1
=
cos φ
t0 =
Vcmp
Âûðàæåíèå (1.18) ïðåîáðàçóåòñÿ ê âèäó:
s
s
2 cos2 φ
x
x2
2
=
t(x) = t20 +
t
+
0
2
V12
Vcmp
(1.19)
Ôîðìóëà (1.19) ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé àíàëèòè÷åñêîå âûðàæåíèå äëÿ ãîäîãðàà ÎÖÒ â ñëó÷àå ïëîñêîé îòðàæàþùåé ãðàíèöû è îäíîêðàòíî îòðàæåííîé, ìîíîòèïíîé âîëíû.
Àíàëèç äàííîãî óðàâíåíèÿ ïîêàçûâàåò, ÷òî ãîäîãðà ïðåäñòàâëÿåò
ñîáîé ãèïåðáîëó, ñèììåòðè÷íóþ îòíîñèòåëüíî öåíòðàëüíîé òî÷êè. Ïðè
èêñèðîâàííîì çíà÷åíèè âðåìåíè íîðìàëüíîãî îòðàæåíèÿ t0 îðìà (êðóòèçíà) ãîäîãðàà îïðåäåëÿåòñÿ åäèíñòâåííûì ïàðàìåòðîì Vcmp (
mp
ommon midpoint). Îí èìååò ðàçìåðíîñòü ñêîðîñòè, íî ñóùåñòâåííî îòëè÷àåòñÿ îò èñòèííîé ñêîðîñòè: Vcmp - ÿâëÿåòñÿ èêòèâíûì ñêîðîñòíûì
ïàðàìåòðîì, ïîñêîëüêó çàâèñèò îò êàæóùåãîñÿ óãëà ïàäåíèÿ ãðàíèöû
âäîëü ëèíèè íàáëþäåíèÿ. Òàêæå ñëåäóåò çàìåòèòü, ÷òî ââèäó ïðèíöèïà
âçàèìíîñòè îðìà ãîäîãðàà ÎÖÒ íå çàâèñèò îò çíàêà óãëà.
2
2φ
≤ 1 âûðàæåíèå (1.19) ìîæåò áûòü ðàçëîæåíî
Ïðè óñëîâèè, ÷òî x Vcos
2 2
1 t0
â ðÿä ïî ñòåïåíÿì x:
t(x) = t0 +
1 cos2 φ 2 1 cos4 φ 4
x −
x + ...
2 V12 t20
8 V14 t20
(1.20)
Ïðè ãîðèçîíòàëüíîì çàëåãàíèè îòðàæàþùåé ãðàíèöû îòðàæåíèå ïðîèñõîäèò îò îäíîé îáùåé ãëóáèííîé òî÷êè äëÿ êàæäîé ïàð "èñòî÷íèê 10
ïðèåìíèê".  òî æå âðåìÿ, ïðè íàêëîííîì çàëåãàíèè ãðàíèöû äëÿ êàæäîé ïàðû "èñòî÷íèê - ïðèåìíèê"ïîëîæåíèå òî÷êè îòðàæåíèÿ ìåíÿåòñÿ. Äåéñòâèòåëüíî, êîãäà èñòî÷íèê è ïðèåìíèê ñîâïàäàþò, òî îòðàæåíèå ïðîèñõîäèò îò òî÷êè, îïðåäåëÿåìîé îñíîâàíèåì íîðìàëè ê ãðàíèöå,
ïðîâåäåííîé èç îáùåé öåíòðàëüíîé òî÷êè. Ïðè èíîì ðàñïîëîæåíèè èñòî÷íèêà è ïðèåìíèêà òî÷êà îòðàæåíèÿ áóäåò ñìåùàòüñÿ ïî îòðàæàþùåé
ãðàíèöå â ñòîðîíó åå âîññòàíèÿ. èñ.2 èëëþñòðèðóåò ñêàçàííîå âûøå.
èñ. 2: Õîä ëó÷åé ïðè îòðàæåíèè îò íàêëîííîé ãðàíèöû â ãåîìåòðèè
ÎÖÒ. Îòìå÷åíû ðàçëè÷íûå òî÷êè îòðàæåíèÿ, ñîîòâåòñòâóþùèå ðàçëè÷íîìó ðàññòîÿíèþ ìåæäó èñòî÷íèêîì è ïðèåìíèêîì.
Êàê ïîêàçàíî â [19, 20℄ äëÿ îöåíêè ñìåùåíèÿ òî÷êè îòðàæåíèÿ îò
îñíîâàíèÿ öåíòðàëüíîãî ëó÷à ñ èñïîëüçîâàíèåì òîëüêî ãåîìåòðè÷åñêèõ
ñîîáðàæåíèé ìîãóò áûòü ïîëó÷åíû êîîðäèíàòû àêòè÷åñêîé òî÷êè îòðàæåíèÿ äëÿ íàêëîííîé ãðàíèöû. Ïðèâåäåì çäåñü ýòè âûðàæåíèÿ:
x2
cos2 φ sin φ
xD = − d +
4d
x2
zD = d cos φ −
sin2 φ cos φ
4d
(1.21)
(1.22)
 òîæå âðåìÿ âåëè÷èíà ñìåùåíèÿ òî÷êè îòðàæåíèÿ îòíîñèòåëüíî òî÷êè
îñíîâàíèÿ öåíòðàëüíîãî ëó÷à ñîãëàñíî [21℄ ïðîïîðöèîíàëüíî h2 è îïðåäåëÿåòñÿ îðìóëîé:
h2 sin 2φ
∆ρ =
(1.23)
,
8d
ãäå ∆ρ - ñìåùåíèå îòíîñèòåëüíî òî÷êè íîðìàëüíîãî îòðàæåíèÿ, h - âûíîñ, φ - óãîë íàêëîíà ãðàíèöû, d - ãëóáèíà.
11
2
2.1
NIP òåîðåìà
Ââåäåíèå
Ïðè èíòåðïðåòàöèè ïàðàìåòðîâ ÎÖÒ â ñëó÷àå ñëîæíî-ïîñòðîåííûõ ñðåä
äîñòàòî÷íî ýåêòèâíûì ìîæåò îêàçàòüñÿ ïîäõîä, ïðè êîòîðîì ãîäîãðà ÎÖÒ ñîïîñòàâëÿåòñÿ ñ ãîäîãðàîì èêòèâíîé âîëíû, ðàñïðîñòðàíÿþùåéñÿ îò îñíîâàíèÿ öåíòðàëüíîãî ëó÷à êàê îò èñòî÷íèêà. Îñíîâíàÿ
èäåÿ äàííîãî ñïîñîáà çàêëþ÷àåòñÿ â ñëåäóþùåì ãîäîãðà ÎÖÒ (â ìàëîé îêðåñòíîñòè åãî öåíòðàëüíîé òî÷êè) ìîæåò áûòü àïïðîêñèìèðîâàí
ïàðàìåòðàìè íåêîòîðîé èêòèâíîé âîëíû, ïðèøåäøåé îò îñíîâàíèÿ öåíòðàëüíîãî ëó÷à êàê îò èñòî÷íèêà. Ñêàçàííîå âûøå ïîçâîëÿåò ïåðåéòè îò
ðàññìîòðåíèÿ òðàåêòîðèè âîëíû ïî ïóòè ïóíêò âçðûâà îòðàæàþùàÿ
ãðàíèöà ïîâåðõíîñòü íàáëþäåíèé ê òðàåêòîðèè âîëíû èêòèâíûé èñòî÷íèê - ïîâåðõíîñòü íàáëþäåíèé. Ïðàâîìåðíîñòü óêàçàííîãî ïîäõîäà
ê èíòåðïðåòàöèè ïàðàìåòðîâ ãîäîãðàà ÎÖÒ íåïîñðåäñòâåííî ñëåäóåò
èç èçâåñòíîãî àêòà ñîâïàäåíèÿ â öåíòðàëüíîé òî÷êå âòîðîé ïðîèçâîäíîé ãîäîãðàà ÎÖÒ è ïîëîâèíû âòîðîé ïðîèçâîäíîé ãîäîãðàà âîëíû
îò èêòèâíîãî èñòî÷íèêà íà îòðàæàþùåé ãðàíèöå. Ýòî ñîîòíîøåíèå èçâåñòíî êàê NIP (normal in
iden
e point) òåîðåìà[22, 23, 24℄
Òàêèì îáðàçîì, ñëåäóÿ ðàáîòàì [23, 24℄ ìîæíî ââåñòè ïîíÿòèå âèðòóàëüíîãî èñòî÷íèêà NIP-âîëíû. Ïîñêîëüêó îïèñàíèå ðàñïðîñòðàíåíèÿ
èñòèííîãî âîëíîâîãî ðîíòà ÿâëÿåòñÿ äîñòàòî÷íî ñëîæíîé çàäà÷åé äàæå
â èçîòðîïíîì è îäíîðîäíîì ñëó÷àå, òàê êàê âîëíîâîé ðîíò ìîæåò ñóùåñòâåííî ìåíÿòü ñâîþ îðìó ïðè âçàèìîäåéñòâèè ñ ãðàíèöåé (ïðåëîìëåíèå, äèðàêöèÿ), òî ïåðåõîä ê ðàññìîòðåíèþ îäíîé èêòèâíîé âîëíû
îò ãðàíèöû ìîæåò ñóùåñòâåííî óïðîñòèòü çàäà÷ó. Ýòà êîíöåïöèÿ âìåñòå ñ èñïîëüçîâàíèåì ïðèíöèïà âçàèìíîñòè è ñèììåòðè÷íûõ îòðàæåíèé,
óïîìÿíóòûõ ðàíåå, ïîçâîëÿåò ðàññìàòðèâàòü çíà÷èòåëüíî áîëåå ïðîñòóþ
çàäà÷ó íà ðàñïðîñòðàíåíèå îäíîé èêòèâíîé âîëíû îò ãðàíèöû âìåñòî
äîñòàòî÷íî ñëîæíîé ãåîìåòðèè, âêëþ÷àþùåé â ñåáÿ ïàäàþùóþ è îòðàæåííóþ âîëíû, ÷òî ïðîèëëþñòðèðîâàíî íà èñ. 3
2.2
Âûâîä óðàâíåíèé NIP òåîðåìû
Îñíîâûâàÿñü íà ðåçóëüòàòàõ ðàáîò [22, 25℄ ïðèâåäåì êðàòêèé âûâîä óðàâíåíèé, ñâÿçûâàþùèõ ïðîèçâîäíûå îò âðåìåíè ïðèõîäà îòðàæåííîé âîëíû, è âîëíû, ðàñïðîñòðàíÿþùåéñÿ îò èêòèâíîãî èñòî÷íèêà íà îòðàæàþùåé ãðàíèöå. Âðåìÿ ïðîáåãà îòðàæåííîé âîëíû ìîæåò áûòü îïèñàíî
êàê óíêöèÿ îò êîîðäèíàò, çàäàþùèõ ïîëîæåíèå èñòî÷íèêà è ïðèåìíè-
12
èñ. 3: Âèðòóàëüíûé èñòî÷íèê NIP-âîëíû â îáùåé òî÷êå îòðàæåíèÿ
êà: s è r , à òàêæå ìåñòîïîëîæåíèÿ òî÷êè îòðàæåíèÿ x íà ãðàíèöå:
t(y, h) = F (y, h, x(y, h)),
(2.1)
), h - ïîëîâèíà âûíîñà
ãäå y - êîîðäèíàòà ñåðåäèííîé òî÷êè (y = s+r
2
s−r
(h = 2 ), à óíêöèÿ F ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ðàçëîæåíèå âðåìåíè ïðîáåãà
íà äâà ñëàãàåìûõ, îòâå÷àþùèõ âðåìåíàì õîäà ïàäàþùåé è îòðàæåííîé
âîëíû ñîîòâåòñòâåííî:
F (y, h, x) = T (y − h, x) + T (y + h, x)
(2.2)
t(y, 0) = 2T (y, x),
(2.3)
Î÷åâèäíî, ÷òî â öåíòðàëüíîé òî÷êå (h = 0) :
ãäå x = x(y, 0) ñîîòâåòñòâóåò òî÷êå îòðàæåíèÿ öåíòðàëüíîãî ëó÷à. Äèåðåíöèðóÿ óðàâíåíèå (2.1) ïî h ïîëó÷èì:
∂F
∂F ∂x
∂t
=
+
(2.4)
∂h
∂h
∂h ∂h
 ñîîòâåòñòâèè ñ ïðèíöèïîì Ôåðìà òðàåêòîðèÿ ëó÷à îòðàæåííîé âîëíû
ñîîòâåòñòâóåò ìèíèìàëüíîìó çíà÷åíèþ âðåìåíè õîäà. Òðàåêòîðèÿ ýòîãî ëó÷à áóäåò îïðåäåëÿòüñÿ ïîëîæåíèåì íà ãðàíèöå òî÷êè îòðàæåíèÿ
x, ñëåäîâàòåëüíî, ïðåäïîëàãàÿ óíêöèþ F ãëàäêîé óíêöèåé îò x, ìû
ìîæåì çàïèñàòü ïðèíöèï Ôåðìà â ñëåäóþùåì âèäå:
∂F
=0
∂x
13
(2.5)
Óðàâíåíèå (2.5) äîëæíî âûïîëíÿòüñÿ äëÿ âñåõ çíà÷åíèé x è h. Èñïîëüçóÿ
ýòî âûðàæåíèå â óðàâíåíèè (2.4) ïîëó÷èì:
∂t
∂F
(2.6)
=
∂h
∂h
Äèåðåíöèðóåì óðàâíåíèå (2.6) ïî h åùå ðàç ïðèäåì ê óðàâíåíèþ:
∂2F
∂ 2 F ∂x
∂2t
=
+
(2.7)
∂h2
∂h2
∂h∂x ∂h
 ñîîòâåòñòâèè ñ ïðèíöèïîì âçàèìíîñòè çàìåíà èñòî÷íèêà è ïðèåìíèêà
íå äîëæíà ïîâëèÿòü íà ïîëîæåíèå òî÷êè îòðàæåíèÿ èç ÷åãî ñëåäóåò, ÷òî
x äîëæíà áûòü ÷åòíîé óíêöèåé ïî h. Òàêèì îáðàçîì, óðàâíåíèå (2.7)
ìîæåò áûòü çàïèñàíî ñëåäóþùèì îáðàçîì:
∂ 2 t
∂h2 h=0
∂h2 h=0
Ïîäñòàâëÿÿ âûðàæåíèå äëÿ óíêöèè F èç (2.2) ïðèõîäèì ê âûðàæåíèþ:
∂ 2 t
∂h2 h=0
∂h2 h=0
Ôîðìóëà (2.9) ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ìàòåìàòè÷åñêóþ îðìóëèðîâêó NIP
òåîðåìû, êîòîðàÿ óòâåðæäàåò, ÷òî âòîðàÿ ïðîèçâîäíàÿ îò âðåìåíè õîäà
îòðàæåííîé âîëíû ïî h ðàâíà âòîðîé ïðîèçâîäíîé ïðÿìîé âîëíû ïî h,
ðàñïðîñòðàíÿþùåéñÿ îò îñíîâàíèÿ öåíòðàëüíîãî ëó÷à êàê îò èñòî÷íèêà. Òàê êàê ïðè âûâîäå ýòèõ óðàâíåíèé èñïîëüçîâàëèñü òîëüêî ïðèíöèï
Ôåðìà, ïðèíöèï âçàèìíîñòè è ïðàâèëà äèåðåíöèàëüíîãî èñ÷èñëåíèÿ,
ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî ýòîò ïîäõîä ïðèìåíèì è â ñëó÷àå àíèçîòðîïíûõ
ñðåä ïðè óñëîâèè, ÷òî âðåìÿ õîäà òàêæå îïèñûâàåòñÿ ãëàäêîé óíêöèåé.
 ðàáîòàõ [25, 26℄ ïðàêòè÷åñêè àíàëîãè÷íûì ñïîñîáîì ïîëó÷åíû îðìóëû äëÿ ïðîèçâîäíûõ ÷åòâåðòîãî ïîðÿäêà, à òàêæå ðåêóððåíòíûå àëãåáðàè÷åñêèå ñîîòíîøåíèÿ äëÿ ðàñ÷åòà ïðîèçâîäíûõ ëþáîãî ïîðÿäêà.
3
3.1
Àïïðîêñèìàöèÿ ãîäîãðàà ÎÖÒ âîëíîé NIP
â èçîòðîïíîì ñëó÷àå
Âûâîä îðìóë
Ïðîâåðèì òî÷íîñòü àïïðîêñèìàöèè ãîäîãðàà ÎÖÒ NIP-âîëíîé â ñëó÷àå èçîòðîïíîé, îäíîðîäíîé ñðåäû ñ ïëîñêîé ãðàíèöåé. Äëÿ ýòîãî ñðàâíèì ïðîèçâîäíûå îò ïîëíîãî âðåìåíè õîäà îòðàæåííîé âîëíû, ïðîõîäÿùåé ïóòü èñòî÷íèê - îòðàæàþùàÿ ãðàíèöà - ïðèåìíèê è âðåìåíè õîäà
14
èêòèâíîé âîëíû (NIP-âîëíû), ðàñïðîñòðàíÿþùåéñÿ îò îñíîâàíèÿ öåíòðàëüíîãî ëó÷à êàê îò èñòî÷íèêà äî ïîâåðõíîñòè íàáëþäåíèé. Ñõåìà
õîäà ëó÷åé, óïîìÿíóòûõ âûøå âîëí, ïðåäñòàâëåíà íà èñ. 5.
S
O
xs
d
D
R
h
x
xg
φ
N
φ
Z
èñ. 4: Ñõåìà íàáëþäåíèÿ îòðàæåííîé è NIP âîëí.
Ïóñòü çàäàíà ïëîñêàÿ ãðàíèöå ñ ãëóáèíîé çàëåãàíèÿ d (îïðåäåëÿåòñÿ ïî
íîðìàëè ê ãðàíèöå èç íà÷àëà êîîðäèíàò) è óãëîì íàêëîíà φ. Îäíîðîäíàÿ ñðåäà çàäàåòñÿ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ v . Îáîçíà÷èì òî÷êîé N(xN , zN )
îñíîâàíèå öåíòðàëüíîãî ëó÷à íà ãðàíèöå.  ðàññìàòðèâàåìîì èçîòðîïíîì ñëó÷àå ëó÷ áóäåò ïåðïåíäèêóëÿðåí ê ãðàíèöå. Ïîëîæåíèå èñòî÷íèêà,
ïðèåìíèêà è âûíîñ îïðåäåëÿþòñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì:
x
x
x
xs = − , xg = , h = ,
2
2
2
(3.1)
ãäå x - ðàññòîÿíèå ìåæäó èñòî÷íèêîì è ïðèåìíèêîì (áàçà íàáëþäåíèÿ).
Ñ ó÷åòîì ãåîìåòðèè ìîäåëè êîîðäèíàòû òî÷êè N ìîãóò áûòü îïðåäåëåíû
ñëåäóþùèì îáðàçîì:
xN = −d sin φ, zN = d cos φ
Òîãäà ðàññòîÿíèå |NS| è |NR| ðàâíû ñîîòâåòñòâåííî:
r
r
x2
x
− xd sin φ + d2
|NS| = (− + d sin φ)2 + (d cos φ)2 =
2
4
r
r
x2
x
|NR| = ( + d sin φ)2 + (d cos φ)2 =
+ xd sin φ + d2
2
4
15
(3.2)
(3.3)
(3.4)
Ñëåäîâàòåëüíî, ïîëíîå âðåìÿ äëÿ âîëíû, ðàñïðîñòðàíÿþùåéñÿ îò N òî÷êè, ðàâíî:
r
r
1
x2
1 x2
2
2
TN (x) = (|NS| + |NR|) =
− xd sin φ + d +
+ xd sin φ + d
v
v
4
4
(3.5)
Ïåðåéäåì ê îáîçíà÷åíèÿì ÷åðåç âûíîñ (x ≡ 2h):
p
1 p 2
TN (h) =
h − 2hd sin φ + d2 + h2 + 2hd sin φ + d2
(3.6)
v
Ñîñ÷èòàåì ïåðâóþ è âòîðóþ ïðîèçâîäíóþ ïî h îò âûðàæåíèÿ (3.6):
h − d sin φ
∂TN
1
h + d sin φ
p
=
(3.7)
+p
∂h
v
h2 − 2hd sin φ + d2
h2 + 2hd sin φ + d2
∂ 2 TN
2
d2 cos2 φ
=
∂h2
v (h2 + 2hd sin φ + d2 )3/2
Çíà÷åíèå âòîðîé ïðîèçâîäíîé â òî÷êå h = 0:
∂ 2 TN
∂h2 h=0
dv
(3.8)
(3.9)
Òåïåðü ñðàâíèì ïîëó÷åííûå ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ñ òî÷íîé îðìóëîé
äëÿ ãîäîãðàà ÎÖÒ (
ommon midpoint) (1.19):
tcmp (x) =
1p 2
4d + x2 cos2 φ
v
Òàêæå ïåðåéäåì ê îáîçíà÷åíèÿì ÷åðåç âûíîñ:
2p 2
tcmp (h) =
d + h2 cos2 φ
v
(3.10)
(3.11)
Ñîñ÷èòàåì ïåðâóþ è âòîðóþ ïðîèçâîäíóþ ïî h îò âûðàæåíèÿ (1.19)
2
h cos2 φ
∂tcmp
= p
∂h
v d2 + h2 cos2 φ
∂ 2 tcmp
2
d2 cos2 φ
=
∂h2
v (d2 + h2 cos2 φ)3/2
Çíà÷åíèå âòîðîé ïðîèçâîäíîé â òî÷êå h = 0:
∂ 2 tcmp
∂h2 h=0
dv
16
(3.12)
(3.13)
(3.14)
Òàêèì îáðàçîì, ìû óáåäèëèñü, ÷òî â îêðåñòíîñòè öåíòðàëüíîãî ëó÷à
h = 0 âòîðàÿ ïðîèçâîäíàÿ îò òî÷íîãî âðåìåíè õîäà îòðàæåííîé âîëíû, âûðàæåííàÿ ÷åðåç îðìóëó ãîäîãðàà ÎÖÒ, è âòîðàÿ ïðîèçâîäíàÿ
îò âðåìåíè õîäà èêòèâíîé âîëíû èç N òî÷êè ñîâïàäàþò :
∂ 2 TN
∂h2 h=0
∂h2 h=0
Äàííîå ðàâåíñòâî ïîçâîëÿåò ãîâîðèòü î òîì, ÷òî ãîäîãðà ÎÖÒ ìîæåò
áûòü àïïðîêñèìèðîâàí ãîäîãðàîì NIP âîëíû â îêðåñòíîñòè öåíòðàëüíîãî ëó÷à ñ òî÷íîñòüþ äî âòîðîãî ïîðÿäêà ïðè ðàçëîæåíèè âðåìåí ïðèõîäà ñîîòâåòñòâóþùèõ âîëí â ðÿä ïî ïàðàìåòðó h.
3.2
×èñëåííîå ìîäåëèðîâàíèå è âûâîäû
Íèæå ïðåäñòàâëåíî ñðàâíåíèå ãîäîãðàîâ îòðàæåííîé è NIP âîëí â çàâèñèìîñòè îò ñîîòíîøåíèÿ âûíîñ/ãëóáèíà è ðàçëè÷íûõ óãëîâ íàêëîíà
(15 è 30 ãðàäóñîâ).
Angle = 15 degrees
Angle = 30 degrees
1.8
1.8
CMP time
NIP time
1.7
1.7
1.6
1.6
1.5
1.5
two-way traveltime
two-way traveltime
CMP time
NIP time
1.4
1.3
1.4
1.3
1.2
1.2
1.1
1.1
1
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1
-1.5
1.5
h/d
-0.5
0
0.5
1
1.5
h/d
èñ. 5: Íàêëîí ãðàíèöû 15
ãðàäóñîâ.
4
-1
èñ. 6: Íàêëîí ãðàíèöû 30
ãðàäóñîâ.
Àïïðîêñèìàöèÿ ãîäîãðàà ÎÖÒ âîëíîé NIP
â àíèçîòðîïíîì ñëó÷àå
Ïîíÿòèå àíèçîòðîïèè è îñíîâíûå îðìóëû íåîáõîäèìûå äëÿ äàëüíåéøåãî ðàññìîòðåíèÿ ïðåäñòàâëåíû â ïðèëîæåíèè. Ñèòóàöèÿ â êîòîðîé
ïîâåðõíîñòü ìåäëåííîñòè (ãðàèê âåêòîðà ìåäëåííîñòè â çàâèñèìîñòè
îò óãëà íàáëþäåíèé) èìååò îðìó ýëëèïñà íîñèò íàçâàíèå ýëëèïòè÷åñêîé àíèçîòðîïèè.
17
Äàííàÿ ñèòóàöèÿ ðåàëèçóåòñÿ â ñëó÷àå ðàñïðîñòðàíåíèÿ SH -âîëíû
â äâóìåðíîé àíèçîòðîïíîé, îäíîðîäíîé ñðåäå. Ñêîðîñòíûå õàðàêòåðèñòèêè ñðåäû îïðåäåëÿþòñÿ ñëåäóþùèìè àíèçîòðîïíûìè ïàðàìåòðàìè:
(a1 , a3 ). Îñü ñèììåòðèè çàäà÷è ñîâïàäàåò ñ îñüþ z , íàïðàâëåííîé âåðòèêàëüíî âíèç. Òàêèì îáðàçîì, ìîæíî ïîñòðîèòü âåêòîð ìåäëåííîñòè,
êîòîðûé áóäåò óäîâëåòâîðÿòü óðàâíåíèþ ýéêîíàëà â àíèçîòðîïíîì ñëó÷àå:
sin(θ)
v(θ)
cos(θ)
p3 =
v(θ)
p1 =
a21 p21 + a23 p23 = 1,
(4.1)
ãäå v(θ) àçîâàÿ ñêîðîñòü â çàâèñèìîñòè îò àçîâîãî óãëà, êîòîðûé
ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé óãîë ìåæäó íîðìàëüþ ê ðîíòó âîëíû è íàïðàâëåíèåì îñè z .
ðóïïîâàÿ ñêîðîñòü äëÿ äàííîãî òèïà âîëí óäîâëåòâîðÿåò ñëåäóþùèì óðàâíåíèÿì:
ξ1 = a21 p1
ξ = a2 p
3 3 3
p~, ξ~ = 1
Äàëåå ïîëó÷èì ñâÿçü ìåæäó çíà÷åíèÿìè àçîâîé è ãðóïïîâîé ñêîðîñòåé:
v(θ) = a21 sin2 (θ) + a23 cos2 (θ)
a41 tan2 (θ) + a43
a41 sin2 (θ) + a43 cos2 (θ)
2
~
= 2
|ξ| = 2 2
a1 tan2 (θ) + a23
a1 sin (θ) + a23 cos2 (θ)
(4.2)
Ïðåäïîëîæèì, ÷òî ãðóïïîâàÿ ñêîðîñòü îïðåäåëÿåòñÿ óãëîì ìåæäó íàïðàâëåíèåì ñåéñìè÷åñêîãî ëó÷à è îñüþ z . Òîãäà âûðàæåíèå (4.2) ïðèìåò
âèä:
tan(ψ) =
a2 p1
a2
ξ1
= 12 = 21 tan(θ)
ξ3
a3 p3
a3
18
(4.3)
Ñ ó÷åòîì ýòîãî ïîëíûé âåêòîð ãðóïïîâîé ñêîðîñòè ìîæåò áûòü çàïèñàí êàê:
~2 =
|ξ|
a21 a23
a21 sin2 (ψ) + a23 cos2 (ψ)
1
sin2 (ψ) cos2 (ψ)
=
+
~2
a21
a23
|ξ|
(4.4)
Ñ èñïîëüçîâàíèåì ïîëó÷åííûõ îðìóë ìîæíî ñîñ÷èòàòü âðåìÿ ðàñïðîñòðàíåíèÿ âîëíû îò òî÷êè, ðàñïîëîæåííîé íà ãðàíèöå, äî ïîâåðõíîñòè íàáëþäåíèé ñëåäóþùèì îáðàçîì. Ïóñòü òî÷êà íàáëþäåíèé íà ãðàíèöå îïðåäåëÿåòñÿ êîîðäèíàòàìè (x0 , z0 ), à ïîâåðõíîñòü íàáëþäåíèé çàäàåòñÿ âûðàæåíèåì x3 = z = 0, òîãäà íàïðàâëåíèå ðàñïðîñòðàíåíèå âîëíû
áóäåò îïðåäåëÿòüñÿ åäèíè÷íûì âåêòîðîì:
1
x − x0
~e = p
(4.5)
−z0
(x − x0 )2 + z02
Ïóñòü îñü ñèììåòðèè çàäà÷è ñîñòàâëÿåò óãîë α ñ âåðòèêàëüíîé îñüþ z
è îïðåäåëÿåòñÿ åäèíè÷íûì âåêòîðîì ~es = (sin α, cos α), òîãäà ãðóïïîâîé
óãîë ìåæäó îñüþ ñèììåòðèè è íàïðàâëåíèåì ðàñïðîñòðàíåíèÿ âîëíû
ìîæåò áûòü îïðåäåëåí êàê:
1
cos(ψ) = (~e, ~es ) = [(x − x0 ) sin(α) − z0 cos(α)] p
(x − x0 )2 + z02
1
cos2 (ψ) = [(x − x0 ) sin(α) − z0 cos(α)]2
(x − x0 )2 + z02
1
sin2 (ψ) = [(x − x0 ) cos(α) + z0 sin(α)]2
(x − x0 )2 + z02
Èñïîëüçóÿ ïîëó÷åííóþ ðàíåå îðìóëó äëÿ ãðóïïîâîé ñêîðîñòè (4.4) âðåìÿ ðàñïðîñòðàíåíèÿ âîëíû îò òî÷êè x íà ãðàíèöå äî ïîâåðõíîñòè íàáëþäåíèé äàåòñÿ âûðàæåíèåì:
τ2 =
(x − x0 )2 + z02
~2
|ξ|
2
cos2 (α)
sin2 (α) cos2 (α)
2 sin (α)
+
+
+
z
+
τ = (x − x0 )
0
a23
a21
a23
a21
1
1
2z0 (x − x0 ) 2 − 2 sin(α) cos(α)
a1 a3
2
(4.6)
2
19
(4.7)
Ââîäÿ ñëåäóþùèå îáîçíà÷åíèÿ:
sin2 (α) cos2 (α)
+
a23
a21
1
1
b = 2(x − x0 ) 2 − 2 sin(α) cos(α)
a1 a3
sin2 (α) cos2 (α)
c = z02
+
a23
a21
a=
Ôîðìóëà äëÿ ïîëíîãî âðåìåíè ìîæåò áûòü çàïèñàíà â ñëåäóþùåì âèäå:
τ = a(x − x0 )2 + b(x − x0 )z0 + c,
(4.8)
ãäå êîýèöèåíòû a, b, c çàâèñÿò îò ïàðàìåòðîâ àíèçîòðîïèè è îðèåíòàöèè îñè ñèììåòðèè.
Òàêèì îáðàçîì, ïîëíîå âðåìÿ ïðîáåãà îòðàæåííîé âîëíû, ïðîõîäÿùåé ïóòü: èñòî÷íèê (xs , 0) - òî÷êà îòðàæåíèÿ (x0 , z0 ) - ïðèåìíèê (xg , 0)
îïðåäåëÿåòñÿ âûðàæåíèåì:
p
τ (xs , xg |x0 , z0 ) = a(xs − x0 )2 + b(xs − x0 )z0 + c+
q
a(xg − x0 )2 + b(xg − x0 )z0 + c
(4.9)
4.1
Îïðåäåëåíèå êîîðäèíàò òî÷êè îñíîâàíèÿ öåíòðàëüíîãî ëó÷à
Äëÿ òîãî, ÷òîáû ðàññ÷èòàòü ïîëîæåíèå èñòî÷íèêà èêòèâíîé âîëíû íà
îòðàæàþùåé ãðàíèöå íåîáõîäèìî îïðåäåëèòü êîîðäèíàòû îñíîâàíèÿ öåíòðàëüíîãî ëó÷à N(xr , zr ). ×òîáû ðåøèòü ýòó çàäà÷ó âîñïîëüçóåìñÿ ïðèíöèïîì Ôåðìà, êîòîðûé óòâåðæäàåò, ÷òî âðåìÿ ïðîáåãà âäîëü öåíòðàëüíîãî ëó÷à áóäåò íàèìåíüøèì, ñëåäîâàòåëüíî, èñêîìûå êîîðäèíàòû ìîãóò
áûòü íàéäåíû ÷åðåç ìèíèìèçàöèþ ñîîòâåòñòâóþùåãî âðåìåíè õîäà:
∂τzo
= 0,
∂xr
(4.10)
ãäå τzo âðåìÿ õîäà öåíòðàëüíîãî ëó÷à (zo - zero oset), xr êîîðäèíàòà
íåèçâåñòíîé òî÷êè íà ãðàíèöå.
Òîãäà âåêòîð, îïðåäåëÿþùèé íàïðàâëåíèå ðàñïðîñòðàíåíèÿ, ïðèìåò
âèä:
1
−xr
~e = p
(4.11)
x2r + zr2 −zr
20
Ïðåäïîëîæèì, ÷òî îñü ñèììåòðèè çàäà÷è ñîâïàäàåò ñ âåðòèêàëüíîé êîîðäèíàòíîé îñüþ (α = 0) è îïðåäåëÿåòñÿ âåêòîðîì:
0
sin α
=
e~s =
(4.12)
1
cos α
Òàêæå ïðåäïîëîæèì, ÷òî îòðàæàþùàÿ ãðàíèöà ÿâëÿåòñÿ ïëîñêîé ñ óãëîì ïàäåíèÿ φ è ãëóáèíîé çàëåãàíèÿ d (îïðåäåëåííîé èç íà÷àëà êîîðäèíàò (0,0) ïî íîðìàëè ê ãðàíèöå), ò.å. ñâÿçü ìåæäó xr è zr ëèíåéíà è
ìîæåò áûòü ïàðàìåòðèçîâàíà óðàâíåíèåì ïðÿìîé â êîîðäèíàòàõ (z, x)
ñëåäóþùèì îáðàçîì:
zr = kxr + b
(4.13)
k = tan(φ), b =
d
cos(φ)
(4.14)
Ñëåäîâàòåëüíî, âðåìÿ õîäà (4.8) äëÿ öåíòðàëüíîãî ëó÷à ïðèìåò âèä:
x2r + zr2
x2 z 2
= 2r + r2
~2
a1 a3
|ξ|
s
s
x2r zr2
x2r (kxr + b)2
+
=
+
=
a21 a23
a21
a23
2
τzo
=
τzo
Ïðîâîäÿ óïðîùåíèå âûðàæåíèÿ (4.15) ïîëó÷èì:
s
1
k2
2kb
b
τzo = x2r 2 + 2 + xr 2 + 2
a1 a3
a3
a3
(4.15)
(4.16)
Ïðèìåíÿÿ óñëîâèå (4.10) äëÿ ïîèñêà ìèíèìóìà âðåìåíè ïîëó÷èì ëèíåéíîå àëãåáðàè÷åñêîå óðàâíåíèå èç êîòîðîãî ìîæíî îïðåäåëèòü xr :
1
k 2 kb
xr 2 + 2 + 2 = 0
a1 a3
a3
−kba21
xr = 2
a3 + a21 k 2
Èñïîëüçóÿ ïðèíÿòûå ðàíåå îáîçíà÷åíèÿ (4.13), (4.14) ïîëó÷èì êîîðäèíàòû îñíîâàíèÿ öåíòðàëüíîãî ëó÷à íà ãðàíèöå:
−da21 sin(φ)
a21 sin2 (φ) + a23 cos2 (φ)
da2 cos(φ)
zr = kxr + b = 2 2 3
a1 sin (φ) + a23 cos2 (φ)
xr =
21
(4.17)
(4.18)
4.2
Îïðåäåëåíèå êîîðäèíàò òî÷êè îòðàæåíèÿ
Êîîðäèíàòû òî÷êè èñòèííîãî îòðàæåíèÿ D(x0 , z0 ) òàêæå ìîãóò áûòü
íàéäåíû èç óñëîâèÿ ìèíèìóìà âðåìåíè õîäà îòðàæåííîé âîëíû òîëüêî íà ýòî ðàç áóäåì ìèíèìèçèðîâàòü ïîëíîå âðåìÿ õîäà, êîòîðîå äàåòñÿ
âûðàæåíèåì (4.9), ïîëàãàÿ, ÷òî xs 6= 0, xg 6= 0.
Íà îñíîâàíèè îðìóëû (4.8) âðåìÿ ïðèõîäà âîëíû îò òî÷êè D(x0 , z0 )
â èñòî÷íèê (xs , 0) è ïðèåìíèê (xg , 0) ìîæåò áûòü çàïèñàíî:
τs2 = a(xs − x0 )2 + b(xs − x0 )z0 + c
τg2 = a(xg − x0 )2 + b(xg − x0 )z0 + c
Ïðè óñëîâèè, ÷òî îñü ñèììåòðèè çàäà÷è ñîâïàäàåò ñ âåðòèêàëüíîé îñüþ
ñèììåòðèè (α = 0) ïîëíîå âðåìÿ ïðèìåò âèä:
s
s
1
1
1
1
(xs − x0 )2 + 2 (kx0 + b)2 +
(xg − x0 )2 + 2 (kx0 + b)2 (4.19)
T =
2
2
a1
a3
a1
a3
Ââåäåì ñëåäóþùèå îáîçíà÷åíèÿ: xs = −h, xg = h, ãäå h - âûíîñ. Àíàëîãè÷íî (4.10) ïðèìåíèì óñëîâèå äëÿ ïîèñêà ìèíèìóìà ïîëíîãî âðåìåíè:
∂T
(4.20)
=0
∂x0
Ïîñëå ïðèìåíåíèÿ óêàçàííîãî óñëîâèÿ ïîëó÷èì àëãåáðàè÷åñêîå óðàâíåíèå èç êîòîðîãî ìîæíî íàéòè êîîðäèíàòû èñòèííîé òî÷êè îòðàæåíèÿ
D(x0 , z0 ):
h
i2
a23 (x + h) + a21 k(kx + b) (a21 a43 (x − h)2 + a41 a23 (kx + b)2 )−
h
i2
a23 (x − h) + a21 k(kx + b) (a21 a43 (x + h)2 + a41 a23 (kx + b)2 ) = 0
a1 a3 h(b + kx)(a23 (h2 k + bx) + a21 bk(b + kx)) = 0
(4.21)
Êîðíè ýòîãî óðàâíåíèÿ:
k(a21 b2 + a23 h2 )
b (2)
(1)
x0 = − ; x0 = −
k
b(a21 k 2 + a23 )
(4.22)
(1)
d
äîëæåí áûòü îòáðîøåí êàê íå èìåþùèé
Êîðåíü x0 = − kb = − sin(φ)
ñìûñëà ïðè φ = 0 Òîãäà âûðàæåíèå äëÿ êîîðäèíàòû òî÷êè D(x0 , z0 )
ïðèìóò âèä:
k(a21 b2 + a23 h2 )
b(a21 k 2 + a23 )
a2 (b2 − k 2 h2 )
z0 = 3 2 2
b(a1 k + a23 )
x0 = −
22
(4.23)
Äëÿ ïðîâåðêè óêàçàííûõ îðìóë ðàññìîòðèì ÷àñòíûé ñëó÷àé ýëëèïòè÷åñêîé àíèçîòðîïèè a1 = a3 , ò.å. ñëó÷àé èçîòðîïíîé ñðåäû. Ïîñëå ïîäñòàíîâêè çíà÷åíèé ïàðàìåòðîâ k è b èç (4.14) â îðìóëû (4.23) ïîëó÷èì:
k(b2 + h2 )
= −d sin(φ) −
b(k 2 + 1)
k(b2 + h2 )
+ b = d cos(φ) −
z0 = −
b(k 2 + 1)
x0 = −
h2
cos2 (φ) sin(φ)
d
h2
sin2 (φ) cos(φ)
d
(4.24)
Äàííûå âûðàæåíèÿ ñîâïàäàþò ñ ñîîòâåòñòâóþùèìè çíà÷åíèÿìè äëÿ êîîðäèíàò òî÷êè îòðàæåíèÿ, ïîëó÷åííûìè äëÿ ñëó÷àÿ èçîòðîïíîé óïðóãîé
ñðåäû è ïëîñêîé îòðàæàþùåé ãðàíèöû. Ñì. îðìóëû (1.21).
4.3
×èñëåííîå ìîäåëèðîâàíèå è âûâîäû
×òîáû îöåíèòü ïðèìåíèìîñòü NIP òåîðåìû ê çàäà÷àì àïïðîêñèìàöèè
ãîäîãðàîâ ÎÖÒ âûïîëíåíî ÷èñëåííîå ìîäåëèðîâàíèå âðåìåí ïðèõîäà
îòðàæåííûõ âîëí äëÿ ñëó÷àÿ SH -âîëíû è ïëîñêîé äâóìåðíîé îòðàæàþùåé ãðàíèöû ñ èçâåñòíîé ãëóáèíîé çàëåãàíèÿ è óãëîì ïàäåíèÿ. Ïðîâåäåíî ñðàâíåíèå âðåìåí ïðèõîäà èêòèâíîé âîëíû, ðàñïðîñòðàíÿþùåéñÿ
îò òî÷êè N (îñíîâàíèå öåíòðàëüíîãî ëó÷à) êàê îò èñòî÷íèêà è âîëíû,
ïðîáåãàþùåé ïî òðàåêòîðèè èñòî÷íèê òî÷êà îòðàæåíèÿ D ïðèåìíèê ïðè ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèÿõ óãëà çàëåãàíèÿ îòðàæàþùåé ãðàíèöû è
ñîîòíîøåíèÿõ h/d (âûíîñ/ãëóáèíà).
Íà îñíîâàíèè ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ ìîæíî ñäåëàòü âûâîä, ÷òî àïïðîêñèìàöèÿ ãîäîãðàà îòðàæåííîé âîëíû èêòèâíîé âîëíîé ðàñïðîñòðàíÿþùåéñÿ îò îñíîâàíèÿ öåíòðàëüíîãî ëó÷à, ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíà ñ äîñòàòî÷íîé ñòåïåíüþ òî÷íîñòè â äèàïàçîíå ñîîòíîøåíèé âûíîñ/ãëóáèíà îò 0 äî 1.5 åä. Ïðè âûõîäå çà ýòè ïðåäåëû ðàçëè÷èå ñòàíîâèòñÿ íàìíîãî áîëåå ñóùåñòâåííûì ïîñêîëüêó ïîëîæåíèå èñòèííîé òî÷êè îòðàæåíèÿ è îñíîâàíèÿ öåíòðàëüíîãî ëó÷à ñóùåñòâåííî ðàçëè÷àþòñÿ.
23
6
4.5
4
5
3.5
4
3
3
2.5
2
2
1.5
1
1
0
0.5
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
0
2
5.1
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
èñ. 8: Íàêëîí ãðàíèöû 45
ãðàäóñîâ.
èñ. 7: Íàêëîí ãðàíèöû 30
ãðàäóñîâ.
5
0.2
Îòðàæåíèå îò îêðóæíîñòè
Ïîñòàíîâêà çàäà÷è
Çàäà÷à ïîèñêà òî÷êè îòðàæåíèÿ ñâåòîâîãî ëó÷à íà ñåðè÷åñêîì çåðêàëå
(òàêæå èçâåñòíàÿ êàê ïðîáëåìà Àëüõàöåíà, Dorrie 1965) èìååò äëèííóþ
èñòîðèþ. Êàê ñëåäóåò èç ïèñüìåííûõ èñòî÷íèêîâ âïåðâûå äàííàÿ ïðîáëåìà óïîìÿíóòà â òðóäàõ Ïòîëåìåÿ [30℄. Ñ òåõ ïîð â ðàáîòàõ ðàçëè÷íûõ
àâòîðîâ ïîêàçàíî, ÷òî çàäà÷à ïîèñêà êîîðäèíàò òî÷êè îòðàæåíèÿ ïðè
çàäàííîì ðàñïîëîæåíèè èñòî÷íèêà è ïðèåìíèêà ìîæåò áûòü ñâåäåíà ê
íàõîæäåíèþ êîðíåé ïîëèíîìîâ ÷åòâåðòîé ñòåïåíè (íàïðèìåð, â ðàáîòå
[31℄).
Èñõîäÿ èç ïðîñòûõ ãåîìåòðè÷åñêèõ ðàññóæäåíèé è ïðèìåíåíèè ïðèíöèïà íàèìåíüøåãî âðåìåíè Ôåðìà áóäåò ðàññìîòðåí ïîäõîä ê ðåøåíèþ
äàííîé çàäà÷è, ïîçâîëÿþùèé ñ èñïîëüçîâàíèåì èòåðàöèîííîé ïðîöåäóðû îïðåäåëèòü ïîëîæåíèå òî÷êè îòðàæåíèÿ. Äàííàÿ çàäà÷à áóäåò ðåøàòüñÿ â ïðåäïîëîæåíèè èçîòðîïíîé, îäíîðîäíîé ñðåäû ñ ïîñòîÿííîé
ñêîðîñòüþ è îäíîé îòðàæàþùåé ãðàíèöåé â îðìå îêðóæíîñòè ñ çàäàííûìè ïàðàìåòðàìè. èñ. 9 èëëþñòðèðóåò ïîñòàíîâêó çàäà÷è è ñõåìó íàáëþäåíèé. Ñ ó÷åòîì ãåîìåòðèè çàäà÷è ïîëîæåíèå òî÷êè îòðàæåíèÿ íà
îêðóæíîñòè ìîæåò áûòü ïàðàìåòðèçîâàíî ÷åðåç ïàðàìåòðû îêðóæíîñòè:
xr = xr (xc , H, R, θ),
ãäå xc - êîîðäèíàòà öåíòðà îêðóæíîñòè, H - ãëóáèíà çàëåãàíèÿ öåíòðà
îêðóæíîñòè, R - ðàäèóñ îêðóæíîñòè, θ - ïîëÿðíûé óãîë, çàäàþùèé ïîëîæåíèå òî÷êè îòðàæåíèÿ è îòñ÷èòûâàåìûé ïî âåðòèêàëè.
Êîîðäèíàòû òî÷åê, ïðèíàäëåæàùèõ îêðóæíîñòè, ñâÿçàíû ìåæäó ñî24
èñ. 9: Ñõåìà íàáëþäåíèé ïðè ðàññìîòðåíèè çàäà÷è îòðàæåíèÿ îò
îêðóæíîñòè.
áîé ñëåäóþùèì óðàâíåíèåì:
(xr − xc )2 + (H − zr )2 = R2
(5.1)
Òàêæå ýòó æå ñàìóþ îêðóæíîñòü ñ ó÷åòîì ïðèíÿòîé ãåîìåòðèè íàáëþäåíèé ìîæíî îïèñàòü ïàðàìåòðè÷åñêèìè óðàâíåíèÿìè:
xr = xc + R sin(θ)
zr = H − R cos(θ)
(5.2)
Çàäàäèì ïîëîæåíèå èñòî÷íèêà xs , ïðèåìíèêà xg è öåíòðàëüíîé òî÷êè
25
xm :
xs + xg
2
xs = xm − h
xg = xm + h
∆xm = xm − x0
∆xc = xc − x0 ,
xm =
(5.3)
(5.4)
ãäå h - âûíîñ, à x0 - îïðåäåëÿåò íà÷àëî êîîðäèíàò. Òàêèì îáðàçîì, ñîîòâåòñòâóþùèå ðàññòîÿíèÿ ïðèìóò âèä:
(vts )2 = (xs − xr )2 + zr2
(vtg )2 = (xg − xr )2 + zr2
(5.5)
Êàê è â ïðåäûäóùèõ ñëó÷àÿõ ïîëíîå âðåìÿ T ìîæåò áûòü ðàçäåëåíî íà
äâà ñëàãàåìûõ:
T = ts + tg ,
(5.6)
ãäå ts - âðåìÿ èç èñòî÷íèêà äî òî÷êè îòðàæåíèÿ è tg - âðåìÿ îò òî÷êè
îòðàæåíèÿ äî ïðèåìíèêà.
Ïîäñòàâëÿÿ ïðåäñòàâëåíèÿ (5.2) è (5.3) â (5.5) âûðàæåíèÿ äëÿ ñëàãàåìûõ ts è tg , îïðåäåëÿþùèõ âðåìÿ õîäà âîëíû â èñòî÷íèê è ïðèåìíèê
ñîîòâåòñòâåííî, ìîãóò áûòü çàïèñàíû â ñëåäóþùåì âèäå:
1p
(∆xm − h − ∆xc − R sin(θ))2 + (H − R cos(θ))2
v
1p
tg =
(∆xm + h − ∆xc − R sin(θ))2 + (H − R cos(θ))2
v
ts =
Òîãäà ïîëíîå âðåìÿ:
1 p
T =
(∆xm − h − ∆xc − R sin(θ))2 + (H − R cos(θ))2 +
v
p
(∆xm + h − ∆xc − R sin(θ))2 + (H − R cos(θ))2 (5.7)
Ïðèíöèï íàèìåíüøåãî âðåìåíè Ôåðìà òðåáóåò, ÷òîáû â òî÷êå îòðàæåíèÿ, ïîëîæåíèå êîòîðîé çàäàåòñÿ óãëîì θ, ïîëíîå âðåìÿ õîäà áûëî ìèíèìàëüíûì. Äëÿ îòûñêàíèÿ ýòîé òî÷êè íåîáõîäèìî ðåøèòü óðàâíåíèå:
∂T
=0
∂θ
26
(5.8)
Ïîñëå ïîäñòàíîâêè âûðàæåíèÿ äëÿ T è ñ ó÷åòîì îðìóë äëÿ ts è tg ýòî
óðàâíåíèå ïðåîáðàçóåòñÿ ê âèäó:
R sin θ(H − R cos θ) − R cos θ(∆xm − h − ∆xc − R sin θ)
+
ts
R sin θ(H − R cos θ) − R cos θ(∆xm + h − ∆xc − R sin(θ))
=0
tg
Ïðè óñëîâèè, ÷òî ts 6= 0, tg 6= 0 è θ 6= π2 :
[R sin θ(H − R cos θ) − R cos θ(∆xm − h − ∆xc − R sin θ]tg +
[R sin θ(H − R cos θ) − R cos θ(∆xm + h − ∆xc − R sin θ)]ts = 0
[HR tan θ − R(∆xm − h − ∆xc )]tg + [HR tan θ − R(∆xm + h − ∆xc )]ts = 0
Ïðè óñëîâèè, ÷òî R 6= 0:
[H tan θ − (∆xm − h − ∆xc )]tg + [H tan θ − (∆xm + h − ∆xc )]ts = 0
H tan θ(ts + tg ) = (∆xm + h − ∆xc )ts + (∆xm − h − ∆xc )tg
Ïðèõîäèì ê âûðàæåíèþ äëÿ tan θ:
tan θ =
h ts − tg
∆xm − ∆xc
+
H
H ts + tg
(5.9)
Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî íåñìîòðÿ íà ðàçäåëåíèå ïåðåìåííûõ â ýòîì âûðàæåíèè, îíî ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íåÿâíóþ çàâèñèìîñòü, ïîñêîëüêó óãîë
θ çàâèñèò îò âðåìåí ts , tg è ñàìè âðåìåíà ts , tg çàâèñÿò îò óãëà θ.
àññìîòðèì âàæíûé ÷àñòíûé ñëó÷àé îðìóëû (5.9) - ñëó÷àé íóëåâîãî âûíîñà h = 0, ò.å. êîãäà èñòî÷íèê ñîâïàäàåò ñ ïðèåìíèêîì.  äàííîì
ñëó÷àå (5.9) ñòàíîâèòñÿ ÿâíûì âûðàæåíèåì, ñâÿçûâàþùèì óãîë θ0 ñ ïàðàìåòðàìè çàäà÷è:
∆xm − ∆xc
tan θ0 =
(5.10)
H
Òàê êàê tan θ0 çàâèñèò îò êîîðäèíàòû öåíòðàëüíîé òî÷êè, êîòîðîé îïðåäåëÿþòñÿ ïàðàìåòðû öåíòðàëüíîãî ëó÷à, òî ïðåäñòàâëÿåòñÿ âîçìîæíûì
äëÿ íåáîëüøèõ çíà÷åíèé θ ≈ θ0 àïïðîêñèìèðîâàòü âûðàæåíèå (5.9) èòåðàöèîííîé îðìóëîé, ïðåäñòàâëåííîé íèæå [32℄:
tan θn = tan θ0 +
h ts (θn−1 ) − tg (θn−1 )
H ts (θn−1 ) + tg (θn−1 )
27
(5.11)
Òàêèì îáðàçîì, óêàçàííàÿ âûøå ðåêóððåíòíàÿ îðìóëà ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíà äëÿ ÷èñëåííîãî îïðåäåëåíèÿ óãëà θ èòåðàöèîííûì ñïîñîáîì ñ
çàðàíåå çàäàííûìè ïàðàìåòðàìè òî÷íîñòè. Êàê óòâåðæäàåòñÿ â ðàáîòàõ
[32, 33℄ ñïðàâåäëèâî ñîîòíîøåíèå:
lim θn = θ
n→∞
(5.12)
Ñ äðóãîé ñòîðîíû, äëÿ ïîèñêà òî÷êè îòðàæåíèÿ ìîæíî ïðèìåíèòü ñëåäóþùóþ ÷èñëåííóþ ñõåìó:
1. Ïðè çàäàííûõ ïàðàìåòðàõ íàáëþäåíèÿ âû÷èñëèòü çíà÷åíèÿ óíêöèè T â çàâèñèìîñòè îò óãëà θ: T = T (θ|xc , xm , H, R)
2. ×èñëåííî îïðåäåëèòü ìèíèìàëüíîå çíà÷åíèå T è çíà÷åíèå óãëà θ
ïðè êîòîðîì îíî äîñòèãàåòñÿ
3. Ïðîäåëàòü àíàëîãè÷íóþ îïåðàöèþ äëÿ ðàçëè÷íûõ ïàðàìåòðîâ çàäà÷è
Öåëüþ ñëåäóþùåãî ðàçäåëà ÿâëÿåòñÿ ñðàâíåíèå ðåçóëüòàòîâ ðàáîòû äâóõ
óïîìÿíóòûõ ðàíåå ïðîöåäóð íàõîæäåíèÿ êîîðäèíàò òî÷êè îòðàæåíèÿ.
5.2
×èñëåííîå ìîäåëèðîâàíèå è âûâîäû
Ïðè çàäàííûõ ïàðàìåòðàõ íàáëþäåíèÿ îïðåäåëåíà òî÷êà îòðàæåíèÿ íà
îêðóæíîñòè, êîòîðàÿ ñîîòâåòñòâóåò ìèíèìàëüíîìó âðåìåíè õîäà îòðàæåííîé âîëíû (5.6). Îáîçíà÷èì ýòó òî÷êó D . Âèä óíêöèè T = T (θ)
ïðåäñòàâëåí íà èñ. 10
Çàòåì
èñïîëüçîâàíèåì îðìóëû (5.10) îïðåäåëåíà òî÷êà íà îêðóæíîñòè, ñîîòâåòñòâóþùàÿ îñíîâàíèþ öåíòðàëüíîãî ëó÷à. Îáîçíà÷èì ýòó
òî÷êó N .
Äàëåå ïî îðìóëå (5.7) äëÿ äâóõ òî÷åê D è N îïðåäåëåíî ïîëíîå âðåìÿ ïðèõîäà îòðàæåííîé âîëíû T íà ïîâåðõíîñòü íàáëþäåíèé êàê óíêöèÿ îò âûíîñà h, ò.å. ïîëó÷åíû ñîîòâåòñòâóþùèå ïîâåðõíîñòíûå ãîäîãðàû äëÿ äâóõ òèïîâ âîëí.
28
T = Ts + Tg
3.8
3.6
3.4
3.2
T
3
2.8
2.6
2.4
2.2
2
1.8
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
ThetaRad
èñ. 10:
ðàèê çàâèñèìîñòè ïîëíîãî âðåìåíè õîäà îòðàæåííîé âîëíû
T â çàâèñèìîñòè îò óãëà, îïðåäåëÿþùåãî ïîëîæåíèå òî÷êè îòðàæåíèÿ.
29
2.6
Traveltime from D point
Traveltime from N point
2.5
2.4
traveltime
2.3
2.2
2.1
2
1.9
1.8
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
h/H
èñ. 11:
ðàèê çàâèñèìîñòè ïîëíîãî âðåìåíè õîäà îòðàæåííîé âîëíû
è âðåìåíè õîäà èêòèâíîé âîëíû îò N òî÷êè â çàâèñèìîñòè îò ñîîòíîøåíèÿ âûíîñ/ãëóáèíà.
30
3.8
3.6
3.4
3.2
T
3
2.8
2.6
2.4
2.2
2
1.8
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
thetaRad
èñ. 12:
ðàèêè T = T (θ) äëÿ ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèé âûíîñà.
31
2
6
6.1
Ïðèëîæåíèÿ
Ïîíÿòèå àíèçîòðîïèè
àññìàòðèâàåìàÿ ñðåäà íàçûâàåòñÿ àíèçîòðîïíîé ïî îòíîøåíèþ ê âûáðàííîìó ïàðàìåòðó â òîì ñëó÷àå, åñëè ýòîò ïàðàìåòð ìåíÿåòñÿ â çàâèñèìîñòè îò íàïðàâëåíèÿ åãî èçìåðåíèÿ.  ñëó÷àå àíèçîòðîïíîé óïðóãîé
ñðåäû ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ñåéñìè÷åñêèå âîëíû áóäóò ðàñïðîñòðàíÿòüñÿ â
ðàçëè÷íûõ íàïðàâëåíèÿõ ñ ðàçëè÷íûìè ñêîðîñòÿìè, ÷òî ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ òàê íàçûâàåìîé àíèçîòðîïèè ñêîðîñòåé. Ýòîò âèä àíèçîòðîïèè
óêàçûâàåò íà òî, ÷òî â ðàññìàòðèâàåìîé ñðåäå ñóùåñòâóåò íåêîòîðûé
ñòðóêòóðíûé ïîðÿäîê ìàñøòàáà äëèíû âîëíû, âîçíèêàþùèé áëàãîäàðÿ
ðàçëè÷íûì èçè÷åñêèì ïðîöåññàì.
Âîëíîâîå óðàâíåíèå äëÿ ïðîèçâîëüíî àíèçîòðîïíîé, íåîäíîðîäíîé
ñðåäû ìîæåò áûòü çàïèñàíî â ñëåäóþùåì âèäå [34, 35℄:
ρ
∂ 2 ui ∂τij
−
= fi ,
∂t2
∂xj
(6.1)
ãäå ρ - ïëîòíîñòü, u = (u1 , u2 , u3 ) âåêòîð ñìåùåíèÿ, f = (f1 , f2 , f3 ) - ïëîòíîñòü âíåøíåé ñèëû, t - âðåìÿ, xj - äåêàðòîâû êîîðäèíàòû, τij - òåíçîð
íàïðÿæåíèé.
Äëÿ ñðåäû ñ çàäàííîé ïëîòíîñòüþ è èçâåñòíûì ïðîñòðàíñòâåííûì
ðàñïðåäåëåíèåì âíåøíèõ ñèë f(x) â óðàâíåíèå (6.1) âõîäèò äâà íåèçâåñòíûõ: ïîëå ñìåùåíèÿ u è òåíçîð äåîðìàöèé τij . Òàêèì îáðàçîì, äëÿ ðåøåíèÿ äàííîãî âîëíîâîãî óðàâíåíèÿ íåîáõîäèìî îïðåäåëèòü ñâÿçü ìåæäó íàïðÿæåíèåì è äåîðìàöèåé (èëè íàïðÿæåíèåì è ñìåùåíèåì). Ïðè
óñëîâèè áåñêîíå÷íî ìàëûõ ñìåùåíèé òàêàÿ ñâÿçü ìåæäó íàïðÿæåíèåì è
äåîðìàöèåé ëèíåéíà è îïèñûâàåòñÿ çàêîíîì
óêà â îáîáùåííîì âèäå:
τij = cijkl ekl ,
(6.2)
ãäå cijkl - òåíçîð óïðóãèõ ïîñòîÿííûõ, îïðåäåëÿþùèõ ìàòåðèàëüíûå ñâîéñòâà ñðåäû, à ekl - òåíçîð äåîðìàöèé, êîòîðûé îïðåäåëÿåòñÿ ñëåäóþùèì
îáðàçîì:
∂ul
1 ∂uk
+
ekl =
(6.3)
2 ∂xl
∂xk
Ïîäñòàâëÿÿ âûðàæåíèå äëÿ çàêîíà
óêà (6.2) è îïðåäåëåíèå äëÿ òåíçîðà äåîðìàöèé (6.3) â âîëíîâîå óðàâíåíèå (6.1) è ïðåäïîëàãàÿ, ÷òî
óïðóãèå ïàðàìåòðû ïðàêòè÷åñêè íå ìåíÿþòñÿ ïî ïðîñòðàíñòâó ïðèõîäèì ê ñëåäóþùåìó óðàâíåíèþ äâèæåíèÿ:
ρ
∂ 2 uk
∂ 2 ui
−
c
= fi
ijkl
∂t2
∂xj ∂xl
32
(6.4)
Äàííîå óðàâíåíèå îïèñûâàåò ëèíåéíî óïðóãóþ, ïðîèçâîëüíî àíèçîòðîïíóþ, íåîäíîðîäíóþ (èëè ñëàáî íåîäíîðîäíóþ) ñðåäó.
6.2
Óðàâíåíèå Êðèñòîåëÿ è ñâîéñòâà ïëîñêèõ âîëí
Äëÿ òîãî, ÷òîáû ïîëó÷èòü àíàëèòè÷åñêèå âûðàæåíèÿ äëÿ îïèñàíèÿ ïëîñêèõ âîëí â àíèçîòðîïíîé ñðåäå ïîëîæèì â óðàâíåíèè (6.4) f~ = 0, ò.å.
ïåðåéäåì ê ðàññìîòðåíèþ îäíîðîäíîãî óðàâíåíèÿ.
ρ
∂ 2 uk
∂ 2 ui
=0
−
c
ijkl
∂t2
∂xj ∂xl
(6.5)
Ñ èçè÷åñêîé òî÷êè çðåíèÿ, îäíîðîäíîå âîëíîâîå óðàâíåíèå îïèñûâàåò
ñðåäó áåç èñòî÷íèêîâ óïðóãîé ýíåðãèè.  êà÷åñòâå òðèâèàëüíîãî ðåøåíèÿ
óðàâíåíèÿ (6.5) áóäåì èñïîëüçîâàòü ãàðìîíè÷åñêóþ âîëíó â ñëåäóþùåì
ïðåäñòàâëåíèè:
uk = Uk eiω(nj xj /V −t) ,
(6.6)
~ , ω êðóãîâàÿ ÷àñòîòà, V ñêîãäå Uk êîìïîíåíòû âåêòîðà ïîëÿðèçàöèè U
ðîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ âîëíû (îáû÷íî íàçûâàåìàÿ àçîâîé ñêîðîñòüþ)
è ~n åäèíè÷íûé âåêòîð, îðòîãîíàëüíûé âîëíîâîìó ðîíòó. Ñàì âîëíîâîé
ðîíò îïðåäåëÿåòñÿ óðàâíåíèåì nj xj − V t = const.
Ïîäñòàâëÿÿ âûðàæåíèå äëÿ ïëîñêîé âîëíû (6.6) â âîëíîâîå óðàâíåíèå
(6.5) ïðèõîäèì ê òàê íàçûâàåìîìó óðàâíåíèþ Êðèñòîåëÿ äëÿ àçîâîé
~:
ñêîðîñòè V è âåêòîðà ïîëÿðèçàöèè U
U1
G11 − ρV 2
G12
G13
U2 = 0
G21
G22 − ρV 2
G23
(6.7)
2
U3
G31
G32
G33 − ρV
Çäåñü Gik îáîçíà÷àåò ìàòðèöó Êðèñòîåëÿ, ýëåìåíòû êîòîðîé çàâèñèò
îò ñâîéñòâ ñðåäû ÷åðåç óïðóãèå ïàðàìåòðû è íàïðàâëåíèÿ ðàñïðîñòðàíåíèÿ âîëíû.
Gik = cijkl nj nl
(6.8)
Êàê ñëåäóåò èç èçâåñòíûõ ñâîéñòâ ñèììåòðèè òåíçîðà óïðóãèõ ïàðàìåòðîâ:
cijkl = cjikl = cijlk = cklij
33
ìàòðèöà Êðèñòîåëÿ ÿâëÿåòñÿ ñèììåòðè÷íîé ìàòðèöåé Gik = Gki . Òàêèì îáðàçîì, óðàâíåíèå (6.7) ìîæåò áûòü ïåðåïèñàíî â ñëåäóþùåì êîìïàêòîì âèäå:
[Gik − ρV 2 δik ]Uk = 0,
(6.9)
ãäå δik ñèìâîë Êðîíåêåðà (δik = 1 äëÿ i = k , δik = 0 äëÿ i 6= k )
Óðàâíåíèå Êðèñòîåëÿ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñòàíäàðòíóþ çàäà÷ó íà
~ . Ïîñêîëüêó ìàòðèöà
ñîáñòâåííûå çíà÷åíèÿ (ρV 2 ) è ñîáñòâåííûé âåêòîð U
Gik ÿâëÿåòñÿ ïîëîæèòåëüíî îïðåäåëåííîé [35℄, òî åå òðè ñîáñòâåííûõ
çíà÷åíèÿ âåùåñòâåííû è ïîëîæèòåëüíû. Ñîáñòâåííûå çíà÷åíèÿ ìîãóò
áûòü íàéäåíû êàê ðåøåíèÿ ñëåäóþùåãî óðàâíåíèÿ:
det[Gik − ρV 2 δik ] = 0
(6.10)
Äàííîå âûðàæåíèå ïðèâîäèò ê êóáè÷åñêîìó óðàâíåíèþ íà ρV 2 . Äëÿ êàæäîãî íàïðàâëåíèÿ ~n â àíèçîòðîïíîé ñðåäå óðàâíåíèå Êðèñòîåëÿ äàåò
òðè ïîëîæèòåëüíûõ çíà÷åíèÿ ñêîðîñòè V , êîòîðûå ñîîòâåòñòâóþò P âîëíå è äâóì S - âîëíàì. Òàêèì îáðàçîì, àíèçîòðîïèÿ ðàçäåëÿåò âîëíû
ñäâèãà íà äâå ìîäû ñ ðàçëè÷íûìè ñêîðîñòÿìè è ïîëÿðèçàöèÿìè.
Åñëè ïîñòðîèòü ãðàèê àçîâîé ñêîðîñòè êîíêðåòíîé âîëíû â çàâèñèìîñòè îò ðàäèóñà-âåêòîðà äëÿ âñåõ âîçìîæíûõ íàïðàâëåíèé ðàñïðîñòðàíåíèÿ, òî ìû ïîëó÷èì ïîâåðõíîñòü àçîâîé ñêîðîñòè. Àíàëîãè÷íî,
åñëè îòëîæèòü îáðàòíîå çíà÷åíèå 1/V (ìåäëåííîñòü), òî ìû ïîëó÷èì
ïîâåðõíîñòü ìåäëåííîñòè îðìà êîòîðîé íàïðÿìóþ ñâÿçàíà ñ îðìîé
âîëíîâîãî ðîíòà îò òî÷å÷íîãî èñòî÷íèêà.
Ïîñëå òîãî, êàê îïðåäåëåíû ñîáñòâåííûå çíà÷åíèÿ, ìîãóò áûòü íàéäå~ äëÿ êàæäîé ìîäû. Íåñìîòðÿ
íû ñîîòâåòñòâóþùèå ñîáñòâåííûå âåêòîðà U
íà òî, ÷òî âåëè÷èíà êàæäîãî ñîáñòâåííîãî âåêòîðà îïðåäåëÿåòñÿ ñ òî÷íîñòüþ äî êîíñòàíòû, èõ íàïðàâëåíèå áóäåò îïðåäåëÿòü ïîëÿðèçàöèþ ïëîñêèõ âîëí (6.6), ðàñïðîñòðàíÿþùèõñÿ â íàïðàâëåíèè ~n.  ñëó÷àå èçîòðîïíîé ñðåäû âåêòîð ïîëÿðèçàöèè ëèáî ïàðàëëåëåí âåêòîðó ìåäëåííîñòè (P
- âîëíà), ëèáî îðòîãîíàëåí åìó (S - âîëíû). Îäíàêî, â ñëó÷àå íàëè÷èÿ
àíèçîòðîïèè, âåêòîð ïîëÿðèçàöèè îïðåäåëÿåòñÿ íå òîëüêî íàïðàâëåíèåì
~n, íî è óïðóãèìè ïîñòîÿííûìè ñðåäû, êîòîðûå â ñâîþ î÷åðåäü îïðåäåëÿþò âèä ìàòðèöû Êðèñòîåëÿ Gik .
Ïîñêîëüêó, êàê óòâåðæäàëîñü ðàíåå, ìàòðèöà Gik âåùåñòâåííà è ñèììåòðè÷íà, òî âåêòîðà ïîëÿðèçàöèè äëÿ òðåõ ìîä âñåãäà âçàèìíî îðòîãîíàëüíû, íî íè îäèí èç íèõ íå îáÿçàí áûòü ïàðàëëåëüíûì èëè ïåðïåíäèêóëÿðíûì ê âåêòîðó ~n. Ñëåäîâàòåëüíî, çà èñêëþ÷åíèåì ñïåöèè÷åñêèõ íàïðàâëåíèé ðàñïðîñòðàíåíèÿ, â àíèçîòðîïíîé óïðóãîé ñðåäå îòñóòñòâóþò ÷èñòî ïðîäîëüíûå è ïîïåðå÷íûå âîëíû. Ïî ýòîé ïðè÷èíå, â
34
ïðèñóòñòâèè àíèçîòðîïèè, ðàññìîòðåííûå âûøå ìîäû íàçûâàþòñÿ "êâàçè - P "äëÿ ñàìîé áûñòðîé ìîäû è "êâàçè - S1 "êâàçè - S2 "äëÿ áîëåå
ìåäëåííûõ ìîä.
6.3
ðóïïîâàÿ (ëó÷åâàÿ) ñêîðîñòü
Âåêòîð ãðóïïîâîé (ëó÷åâîé) ñêîðîñòè îïðåäåëÿåò íàïðàâëåíèå è ñêîðîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ ýíåðãèè è êàê ñëåäñòâèå èãðàåò ïåðâîñòåïåííóþ
ðîëü â êèíåìàòè÷åñêèõ çàäà÷àõ. àçëè÷èå ìåæäó àçîâîé è ãðóïïîâîé
ñêîðîñòüþ ìîæåò âîçíèêàòü êàê èç-çà çàâèñèìîñòè ñêîðîñòè îò ÷àñòîòû
(äèñïåðñèÿ ñêîðîñòè), òàê è èç-çà çàâèñèìîñòè ñêîðîñòè îò íàïðàâëåíèÿ
ðàñïðîñòðàíåíèÿ (àíèçîòðîïèÿ). Êàê ïîêàçàíî íà èñ. 13 âåêòîð ãðóïïîâîé ñêîðîñòè â îäíîðîäíîé ñðåäå íàïðàâëåí ïî ëèíèè îò èñòî÷íèêà
ê ïðèåìíèêó (îïðåäåëÿåòñÿ óãëîì θ), à âåêòîð àçîâîé ñêîðîñòè èëè
ìåäëåííîñòè íàïðàâëåí ïî íîðìàëè ê âîëíîâîìó ðîíòó (îïðåäåëÿåòñÿ
óãëîì φ). Ïîñêîëüêó, â ñëó÷àå àíèçîòðîïèè îðìà âîëíîâîãî ðîíòà îòëè÷àåòñÿ îò ñåðè÷åñêîé, òî âåêòîðà ãðóïïîâîé è àçîâîé ñêîðîñòè â
îáùåì ñëó÷àå ðàçëè÷àþòñÿ.
Source
φ
ray
θ
vef
wa
al
orm
ent
g
tan
t
ron
tn
ron
vef
wa
Wavefront
èñ. 13: Èçîáðàæåí âèä âîëíîâîãî ðîíòà â ñëó÷àå ýëëèïòè÷åñêîé àíèçîòðîïèè è îäíîðîäíîé ñðåäû, à òàêæå âåêòîðà àçîâîé è ãðóïïîâîé
ñêîðîñòè. Èç ðàáîòû [12℄.
 îòëè÷èå îò àçîâîé ñêîðîñòè, êîòîðàÿ ìîæåò áûòü ïîëó÷åíà íàïðÿìóþ èç óðàâíåíèÿ Êðèñòîåëÿ, ãðóïïîâàÿ ñêîðîñòü çàâèñèò îò òåíçîðà
óïðóãèõ ïîñòîÿííûõ, âåêòîðà ïîëÿðèçàöèè è íàïðàâëåíèÿ ðàñïðîñòðàíåíèÿ. Â íàèáîëåå îáùåì âèäå ýòó çàâèñèìîñòü ìîæíî ïðåäñòàâèòü êàê:
1
cijkl Ui Uk nl ,
ξj =
(6.11)
ρV
35
~ íîðìèðîâàí íà åäèíèöó.
ãäå âåêòîð ïîëÿðèçàöèè U
6.4
Àíèçîòðîïíûå ñèñòåìû ñèììåòðèè
Âêëàä ñèììåòðèè ñðåäû îïðåäåëÿåòñÿ òåíçîðîì óïðóãèõ ïîñòîÿííûõ cijkl ,
êîòîðûé âõîäèò â âîëíîâîå óðàâíåíèå (6.4) è â óðàâíåíèå Êðèñòîåëÿ
(6.7) ÷åðåç ìàòðèöó Êðèñòîåëÿ (6.8). Òàêèì îáðàçîì, âèä ñèììåòðèè
îïðåäåëÿåò ñêîðîñòü è ïîëÿðèçàöèþ ïëîñêèõ âîëí â çàâèñèìîñòè îò íàïðàâëåíèÿ ðàñïðîñòðàíåíèÿ.
 îáùåì ñëó÷àå òåíçîð óïðóãèõ ïîñòîÿííûõ cijkl ñîäåðæèò 34 = 81
ýëåìåíò. Áëàãîäàðÿ èçâåñòíûì ñîîòíîøåíèÿì ñèììåòðèè ýòîãî òåíçîðà
[34℄, à òàêæå ñèììåòðèè òåíçîðîâ äåîðìàöèè è íàïðÿæåíèÿ ÷èñëî íåçàâèñèìûõ ýëåìåíòîâ òåíçîðà óïðóãèõ ïîñòîÿííûõ ìîæåò áûòü óìåíüøåíî
äî 21.
cijkl = cjikl = cijlk = cklij
(6.12)
Èñïîëüçóÿ òàê íàçûâàåìûå îáîçíà÷åíèÿ Ôîéãòà òåíçîð cijkl ìîæåò áûòü
ïðåäñòàâëåí â âèäå ñèììåòðè÷íîé ìàòðèöû Cαβ ðàçìåðíîñòè 6 õ 6 èíäåêñû ýëåìåíòîâ êîòîðîé îïðåäåëÿþòñÿ ïî ñëåäóþùèì ïðàâèëàì çàìåíû
èíäåêñîâ:
11 → 1, 22 → 2, 33 → 3, 23 → 4, 13 → 5, 12 → 6
(6.13)
 âèäó ñîîòíîøåíèé ñèììåòðèè (6.12) ïîëó÷èâøàÿñÿ ìàòðèöà Cαβ áóäåò
òàêæå ñèììåòðè÷íîé.
Êàæäàÿ ñèñòåìà ñèììåòðèè îïðåäåëÿåòñÿ ñïåöèè÷åñêîé ñòðóêòóðîé
òåíçîðà óïðóãèõ ïîñòîÿííûõ, ïðè ýòîì ÷èñëî íåçàâèñèìûõ ýëåìåíòîâ
òåíçîðà áóäåò óìåíüøàòüñÿ ñ ðîñòîì ñòåïåíè ñèììåòðèè.
6.5
Òðàíñâåðñàëüíî-èçîòðîïíàÿ ñðåäà
Ïîäàâëÿþùåå áîëüøèíñòâî ñóùåñòâóþùèõ èññëåäîâàíèé ñåéñìè÷åñêîé
àíèçîòðîïèè âûïîëíÿåòñÿ â êëàññå ìîäåëåé, îïèñûâàåìûõ â ïðèáëèæåíèè òðàíñâåðñàëüíî èçîòðîïíîé ñðåäû, ñîñòîÿùåé èç ïëîñêîñòè (èëè ïëîñêîñòåé) èçîòðîïèè è îñè âðàùàòåëüíîé ñèììåòðèè. Òàêèì îáðàçîì, ñâîéñòâà ñðåäû, îáëàäàþùåé òðàíñâåðñàëüíîé èçîòðîïèåé, îñòàþòñÿ íåèçìåííûìè ïðè ïîâîðîòå íà ïðîèçâîëüíûé óãîë îòíîñèòåëüíî íåêîòîðîé îñè
ñèììåòðèè (íàïðèìåð, òðåòüåé) è ïðè ëþáîì îòðàæåíèè îòíîñèòåëüíî
ïëîñêîñòè (ïëîñêîñòè çåðêàëüíîé ñèììåòðèè), ñîäåðæàùåé ýòó îñü.
Ñ ïîìîùüþ ìîäåëè òðàíñâåðñàëüíîé èçîòðîïèè ìîãóò áûòü äîñòàòî÷íî õîðîøî îïèñàíû èçè÷åñêèå ñâîéñòâà ïîðîä, ñëàãàþùèõ ñåäèìåíòàöèîííûå áàññåéíû, à òàêæå ðàçëè÷íûå òèïû ñëàíöåâ [12℄. Ïî ýòîé ïðè36
÷èíå äàííûé òèï ñèììåòðèè íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåí ïðè âûïîëíåíèè
ìîäåëèðîâàíèÿ ðàñïðîñòðàíåíèÿ óïðóãèõ âîëí â ñåéñìîðàçâåäêå.
Ìàòðèöà óïðóãèõ ïîñòîÿííûõ äëÿ ñëó÷àÿ òðàíñâåðñàëüíî èçîòðîïíîé
ñðåäû â ñëó÷àå, êîãäà îñü ñèììåòðèè ñîâïàäàåò ñ âåðòèêàëüíîé îñüþ,
èìååò âèä:
λ + 2µ
λ
λ−l
0
0
0
λ
λ + 2µ
λ−l
0
0
0
λ−l
λ
−
l
λ
+
2µ
−
p
0
0
0
C=
(6.14)
0
0
0
µ−m
0
0
0
0
0
0
µ − m 0
0
0
0
0
0
µ
 äîïîëíåíèè ê ïàðàìåòðàì λ è µ èçîòðîïíîé ñðåäû, òðàíñâåðñàëüíîèçîòðîïíàÿ ñðåäà õàðàêòåðèçóåòñÿ åùå òðåìÿ íîâûìè óïðóãèìè ïàðàìåòðàì l, m, p, ââåäåííûìè òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû ïåðåõîä ê ñëó÷àþ èçîòðîïèè îñóùåñòâëÿëñÿ ïðè çíà÷åíèÿõ l = m = p = 0. Ïîñëåäíåå îáñòîÿòåëüñòâî ïîçâîëÿåò óïðîñòèòü ñîïîñòàâëåíèå ÿâëåíèé ðàñïðîñòðàíåíèÿ
âîëí â òðàíñâåðñàëüíî-èçîòðîïíîé è èçîòðîïíîé óïðóãèõ ñðåäàõ. Òàêæå
äàííûé âûáîð óäîáåí ïðè àíàëèçå ñðåä ñî ñëàáî âûðàæåííîé ñòåïåíüþ
àíèçîòðîïèè.
6.6
àñïðîñòðàíåíèå âîëí â òðàíñâåðñàëüíî-èçîòðîïíîé
ñðåäå
Ôàçîâûå ñêîðîñòè ïëîñêèõ âîëí è èõ ïîëÿðèçàöèè â ñëó÷àå òðàíñâåðñàëüíî - èçîòðîïíîé ñðåäû ìîãóò áûòü ïîëó÷åíû èç óðàâíåíèÿ Êðèñòîåëÿ (6.7) äëÿ ñëó÷àÿ òåíçîðà óïðóãèõ ïîñòîÿííûõ (6.14). Íåñìîòðÿ íà
òî, ÷òî âèä ýòîãî òåíçîðà ïðèâåäåí äëÿ ñëó÷àÿ âåðòèêàëüíîé òðàíñâåðñàëüíîé èçîòðîïèè (îñü ñèììåòðèè ñîâïàäàåò ñ âåðòèêàëüíîé îñüþ) îðèåíòàöèÿ îñè ñèììåòðèè ïî îòíîøåíèþ ê ñèñòåìå êîîðäèíàò ìîæåò áûòü
âûáðàíà ïðîèçâîëüíî, ïîñêîëüêó ðàññìàòðèâàåìàÿ ñðåäà ïðåäïîëàãàåòñÿ
îäíîðîäíîé.
Âûïèøåì êîìïîíåíòû ìàòðèöû Êðèñòîåëÿ ñ ó÷åòîì âûðàæåíèÿ
37
(6.14):
G11 = c11 n21 + c66 n22 + c55 n23
G22 = c66 n21 + c11 n22 + c55 n23
G33 = c55 (n21 + n22 ) + c33 n23
G12 = (c11 − c66 )n1 n2
G13 = (c13 + c55 )n1 n3
G23 = (c13 + c55 )n2 n3
(6.15)
Ïîñêîëüêó, â ñëó÷àå òðàíñâåðñàëüíîé ñèììåòðèè âñå ïëîñêîñòè, ñîäåðæàùèå îñü ñèììåòðèè ýêâèâàëåíòíû, òî äîñòàòî÷íî ðàññìîòðåòü ðàññìîòðåòü ðàñïðîñòðàíåíèå âîëí òîëüêî â îäíîé âåðòèêàëüíîé ïëîñêîñòè. Äëÿ
ýòîãî âûáåðåì ïëîñêîñòü (n2 = 0) è ïîäñòàâèì âûðàæåíèÿ äëÿ êîìïîíåíò
ìàòðèöû Êðèñòîåëÿ (6.15) â óðàâíåíèå (6.7). Ïîëó÷èì ñëåäóþùóþ
ñèñòåìó óðàâíåíèé:
U1
c11 n21 + c55 n23 − ρV 2
0
(c13 + c55 )n1 n3
U2
0
c66 n21 + c55 n23 − ρV 2
0
U3
(c13 + c55 )n1 n3
0
c11 n21 + c55 n23 − ρV 2
= 0 (6.16)
 ïëîñêîñòè [x1 , x3 ]: G12 = G23 = 0, ñëåäîâàòåëüíî, óêàçàííàÿ âûøå ñèñòåìà óðàâíåíèé ðàçäåëÿåòñÿ íà íåçàâèñèìûå óðàâíåíèÿ, îïèñûâàþùèå ÷èñòî òðàíñâåðñàëüíîå äâèæåíèå (U1 = U3 = 0) è äâèæåíèÿ â
ïëîñêîñòè (U2 = 0) ñîîòâåòñòâåííî. Ôàçîâàÿ ñêîðîñòü êàê ñîáñòâåííîå
çíà÷åíèå ìîæåò áûòü íàéäåíà ÷åðåç ðåøåíèå óðàâíåíèÿ:
det[Gik − ρV 2 δik ] = 0
(6.17)
Âûðàçèì åäèíè÷íûé âåêòîð íîðìàëè ~n ÷åðåç àçîâûé óãîë θ ñ îñüþ
ñèììåòðèè:
n1 = sin θ, n3 = cos θ
Òîãäà àçîâóþ ñêîðîñòü äëÿ òðàíñâåðñàëüíî-ïîëÿðèçîâàííîé ìîäû ñî
ñëåäóþùèìè çíà÷åíèÿìè âåêòîðà ïîëÿðèçàöèè: U2 6= 0, U1 = U3 = 0
ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå:
s
c66 sin2 θ + c55 cos2 θ
VSH (θ) =
(6.18)
ρ
38
Óðàâíåíèå (6.18) åñòü âûðàæåíèå äëÿ ñêîðîñòè SH -âîëíû ñ âåêòîðîì
ïîëÿðèçàöèè, ëåæàùèì â ãîðèçîíòàëüíîé ïëîñêîñòè. Äëÿ
q âåðòèêàëüíîãî ðàñïðîñòðàíåíèÿ (θ = 0) ñêîðîñòü SH -âîëíû ðàâíà cρ55 , à äëÿ ãîðèq
c66
çîíòàëüíîãî ðàñïðîñòðàíåíèÿ
. Òàêèì îáðàçîì, âåëè÷èíà ñêîðîñòè
ρ
áóäåò îïðåäåëÿòüñÿ ñîîòíîøåíèåì óïðóãèõ ïàðàìåòðîâ c55 è c66 .
Åñëè îòëîæèòü ìåäëåííîñòü (âåëè÷èíà, îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíàÿ
ñêîðîñòè) 1/VSH êàê ðàäèóñ-âåêòîð â çàâèñèìîñòè îò óãëà θ , òî êàê
ñëåäóåò èç âûðàæåíèÿ (6.18) áóäåò ïîëó÷åíà òàê íàçûâàåìàÿ ïîâåðõíîñòü
ìåäëåííîñòè, èìåþùàÿ ýëëèïòè÷åñêóþ îðìó ñ ãëàâíûìè îñÿìè âäîëü
âåðòèêàëüíîãî è ãîðèçîíòàëüíîãî íàïðàâëåíèé. Òàêæå ìîæíî ïîêàçàòü
[12, 35℄, ÷òî ýëëèïòè÷åñêàÿ îðìà ïîâåðõíîñòè ìåäëåííîñòè ïðèâîäèò ê
ýëëèïñîèäàëüíîìó âîëíîâîìó ðîíòó îò òî÷å÷íîãî èñòî÷íèêà. Ïî ýòîé
ïðè÷èíå, àíèçîòðîïèÿ ñêîðîñòè SH -âîëíû â òðàíñâåðñàëüíî èçîòðîïíîé
ñðåäå íàçûâàåòñÿ ýëëèïòè÷åñêîé.  òîæå âðåìÿ, ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî
àíèçîòðîïèÿ P - è SV -âîëí òàêîâîé íå ÿâëÿåòñÿ.
 ñâîþ î÷åðåäü âîëíû, ïîëÿðèçîâàííûå â ïëîñêîñòè (P − SV ) îïèñûâàþòñÿ ïåðâûì è òðåòüèì óðàâíåíèÿìè ñèñòåìû (6.16):
U1
c11 sin2 θ + c55 cos2 θ − ρV 2
(c13 + c55 ) sin θ cos θ
= 0
2
2
2
U3
(c13 + c55 ) sin θ cos θ
c55 sin θ + c33 cos θ − ρV
(6.19)
Îòñþäà âèäíî, ÷òî àçîâûå ñêîðîñòè è ïîëÿðèçàöèè P - è SV - âîëí çàâèñÿò óæå îò ÷åòûðåõ óïðóãèõ ïàðàìåòðîâ - c11 , c33 , c55 , c13 , ïÿòûé ïàðàìåòð
66 âëèÿåò òîëüêî íà ðàñïðîñòðàíåíèå SH -âîëíû.
Ê ñîæàëåíèþ, íåñìîòðÿ íà ñðàâíèòåëüíóþ ïðîñòîòó óðàâíåíèÿ Êðèñòîåëÿ ÿâíûå âûðàæåíèÿ äëÿ àçîâûõ ñêîðîñòåé P − è SV − âîëí
â çàâèñèìîñòè îò ïðîèçâîëüíîãî íàïðàâëåíèÿ ðàñïðîñòðàíåíèÿ îïèñûâàþòñÿ äîñòàòî÷íî ñëîæíî. Ïîýòîìó, èìååò ñìûñë ðàññìîòðåòü ïðîñòåéøèå
÷àñòíûå ñëó÷àè.
àñïðîñòðàíåíèå âäîëü îñè ñèììåòðèè θ = 0.  äàííîì ñëó÷àå
ñèñòåìà (6.19) ïðåîáðàçóåòñÿ ê âèäó:
U1
c55 − ρV 2
0
(6.20)
=0
2
U3
0
c33 − ρV
Îäíî èç ðåøåíèé ñèñòåìû (6.20) ñîîòâåòñòâóåò P -âîëíå ïîëÿðèçîâàííîé
â íàïðàâëåíèè ðàñïðîñòðàíåíèÿ:
r
c33
VP (θ = 0) =
(6.21)
ρ
U1 = 0, U3 = 1
39
Äðóãîå ðåøåíèå ñîîòâåòñòâóåò SV - âîëíå ñ ãîðèçîíòàëüíîé ïîëÿðèçàöèåé â ïëîñêîñòè:
r
c55
VSV (θ = 0) =
(6.22)
ρ
U1 = 1, U3 = 0
Ñðàâíèâàÿ âûðàæåíèÿ äëÿ ñêîðîñòåé SV - è SH - âîëí ìîæíî çàìåòèòü
èõ êîëè÷åñòâåííîå ñîâïàäåíèå, ÷òî ÿâëÿåòñÿ ïðè÷èíîé âîçíèêíîâåíèÿ
òàê íàçûâàåìîé ñèíãóëÿðíîñòè âîëí ñäâèãà (shear-wave singularity) â íàïðàâëåíèè îñè ñèììåòðèè [12℄. Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî ñîáñòâåííûå çíà÷åíèÿ (ñêîðîñòè) äëÿ SV - è SH - âîëí ðàâíû èç ýòîãî íå ñëåäóåò, ÷òî áóäóò
ñîâïàäàòü âåêòîðà èõ ïîëÿðèçàöèé. Ìîæíî ïîêàçàòü [?℄, ÷òî âåêòîðà ïîëÿðèçàöèè ýòèõ âîëí ìîãóò èìåòü ëþáîå íàïðàâëåíèå â ãîðèçîíòàëüíîå
ïëîñêîñòè.
àñïðîñòðàíåíèå â ïëîñêîñòè èçîòðîïèè (θ = 900 ).  ýòîé ïëîñêîñòè ñèñòåìà óðàâíåíèé (6.19) ïðèâîäèò ê ñëåäóþùèì çíà÷åíèÿì ñêîðîñòåé:
r
c11
o
VP (θ = 90 ) =
(6.23)
ρ
U1 = 1, U3 = 0
c55
ρ
U1 = 0, U3 = 1
o
VSV (θ = 90 ) =
r
(6.24)
Ââèäó íàëè÷èÿ îñè ñèììåòðèè âðàùåíèÿ óðàâíåíèÿ (6.23) è (6.24) âåðíû
äëÿ ïðîèçâîëüíî âûáðàííîãî ãîðèçîíòàëüíîãî íàïðàâëåíèÿ ðàñïðîñòðàíåíèÿ.
Âàæíî îòìåòèòü ñëåäóþùåå - íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî ñêîðîñòè êàæäîé
ìîäû â ïëîñêîñòè èçîòðîïèè íå çàâèñÿò îò íàïðàâëåíèÿ, êàê ñëåäóåò èç
óðàâíåíèé âûøå, SV - è SH -âîëíû áóäóò ðàñïðîñòðàíÿòñÿ ñ ðàçëè÷íîé
ñêîðîñòüþ, ÷òî è ÿâëÿåòñÿ ïðè÷èíîé èçâåñòíîãî ðàñùåïëåíèÿ âîëí ñäâèãà íà äâå ìîäû (shear-wave splitting) â ïðèñóòñòâèè àíèçîòðîïèè.
40
7
Çàêëþ÷åíèå
 õîäå âûïîëíåíèÿ äàííîé ðàáîòû èññëåäîâàëàñü ïðèìåíèìîñòü NIP òåîðåìû ê çàäà÷àì àïïðîêñèìàöèè ïîâåðõíîñòíîãî ãîäîãðàà îòðàæåííîé
âîëíû êàê äëÿ ðàçëè÷íûõ òèïîâ ãðàíèö: äâóìåðíàÿ ïëîñêàÿ è êðèâîëèíåéíàÿ (àïïðîêñèìàöèÿ îêðóæíîñòüþ), òàê è ðàçëè÷íûõ òèïîâ îäíîðîäíûõ ñðåä: èçîòðîïíàÿ è àíèçîòðîïíàÿ, îïèñûâàåìàÿ ìîäåëüþ òðàíñâåðñàëüíî - èçîòðîïíîé ñðåäû (Verti
al Transverse Isotropy, VTI). Âûáîð
ýòîé ìîäåëè îáóñëîâëåí òåì, ÷òî øèðîêî ðàñïðîñòðàíåííûå â ïðèðîäå
îñàäî÷íûå ïîðîäû, ñëîæåííûå ÷åðåäîâàíèåì ñëîåâ ñ ðàçëè÷íûìè óïðóãèìè ñâîéñòâàìè, ïðîÿâëÿþò çàìåòíóþ àíèçîòðîïèþ, êîòîðàÿ äîñòàòî÷íî õîðîøî îïèñûâàþòñÿ èìåííî â ýòîì êëàññå ìîäåëåé.
Íà îñíîâàíèè ïîëó÷åííûõ â ðàáîòå ðåçóëüòàòîâ ìîæíî ñäåëàòü âûâîä, ÷òî àïïðîêñèìàöèÿ ãîäîãðàà îòðàæåííîé âîëíû èêòèâíîé âîëíîé ðàñïðîñòðàíÿþùåéñÿ îò îñíîâàíèÿ öåíòðàëüíîãî ëó÷à êàê îò èñòî÷íèêà, ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíà ñ äîñòàòî÷íîé ñòåïåíüþ òî÷íîñòè äëÿ
ïëîñêèõ äâóìåðíûõ îòðàæàþùèõ ãðàíèö êàê â èçîòðîïíîì ñëó÷àå, òàê
è â ñëó÷àå ýëëèïòè÷åñêîé àíèçîòðîïèè. Ñ öåëüþ êîëè÷åñòâåííî îöåíèòü
ïðèìåíèìîñòü ýòîãî ïîäõîäà áûëî âûïîëíåíî ÷èñëåííîå ìîäåëèðîâàíèå
âðåìåí ïðèõîäà îòðàæåííûõ âîëí äëÿ ñëó÷àÿ SH -âîëíû è ïëîñêîé äâóìåðíîé îòðàæàþùåé ãðàíèöû ñ èçâåñòíîé ãëóáèíîé çàëåãàíèÿ è óãëîì
ïàäåíèÿ. Ïðîâåäåíî ñðàâíåíèå âðåìåí ïðèõîäà èêòèâíîé âîëíû, ðàñïðîñòðàíÿþùåéñÿ îò òî÷êè N (îñíîâàíèå öåíòðàëüíîãî ëó÷à) êàê îò èñòî÷íèêà è âîëíû, ïðîáåãàþùåé ïî òðàåêòîðèè èñòî÷íèê òî÷êà îòðàæåíèÿ D ïðèåìíèê ïðè ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèÿõ óãëà çàëåãàíèÿ îòðàæàþùåé ãðàíèöû è ñîîòíîøåíèÿõ h/d. åçóëüòàòû ìîäåëèðîâàíèÿ ïîçâîëÿþò óòâåðæäàòü, ÷òî ïðåäëàãàåìàÿ àïïðîêñèìàöèÿ ãîäîãðàà îòðàæåííîé âîëíû ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíà ñ äîñòàòî÷íîé ñòåïåíüþ òî÷íîñòè â
äèàïàçîíå ñîîòíîøåíèé âûíîñ/ãëóáèíà îò 0 äî 1.5 åä.
Ñ öåëüþ îáîáùåíèÿ äàííîãî ìåòîäà íà ñëó÷àé êðèâîëèíåéíûõ îòðàæàþùèõ ãðàíèö ðåøàëàñü çàäà÷à ïî îïðåäåëåíèþ âðåìåí ïðèõîäà îòðàæåííûõ îò îêðóæíîñòè âîëí, ïîñêîëüêó êðèâîëèíåéíàÿ îòðàæàþùàÿ
ãðàíèöà ìîæåò áûòü ëîêàëüíî àïïðîêñèìèðîâàí ñîïðèêàñàþùåéñÿ îêðóæíîñòüþ ñ êîíå÷íûì ðàäèóñîì êðèâèçíû.  ðåçóëüòàòå ýòîé ðàáîòû ïðåäëîæåí èòåðàöèîííûé ìåòîä, ïîçâîëÿþùèé àïïðîêñèìèðîâàòü âðåìÿ õîäà
îòðàæåííîé âîëíû èñïîëüçóÿ ïàðàìåòðû öåíòðàëüíîãî ëó÷à â êà÷åñòâå
íà÷àëüíîãî ïðèáëèæåíèÿ. Äëÿ ïðîâåðêè ïðèìåíèìîñòè äàííîãî ïîäõîäà áûëî âûïîëíåíî ÷èñëåííîå ìîäåëèðîâàíèå, èç ðåçóëüòàòîâ êîòîðîãî
ñëåäóåò, ÷òî äàííûé ìåòîä äåìîíñòðèðóåò õîðîøóþ òî÷íîñòü è ñõîäèìîñòü, à òàêæå ìîæåò áûòü äîñòàòî÷íî ýåêòèâíî ðåàëèçîâàí â âèäå
âû÷èñëèòåëüíîãî àëãîðèòìà.
41
Íàðÿäó ñ ýòèì, îäíèì èç âàæíûõ ïðåèìóùåñòâ ïðåäëàãàåìîãî ïîäõîäà ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî îí ïîçâîëÿåò ïåðåéòè ê ðàññìîòðåíèþ îäíîé èêòèâíîé âîëíû îò ìíèìîãî èñòî÷íèêà íà ãðàíèöå âìåñòî îïèñàíèÿ äîñòàòî÷íî ñëîæíîãî ïðîöåññà âçàèìîäåéñòâèÿ ïàäàþùåé âîëíû ñ ãðàíèöåé
(ýåêòû äèðàêöèè, ïðåëîìëåíèÿ è äð.)
Ñêàçàííîå âûøå ïîçâîëÿåò óòâåðæäàòü, ÷òî ïðåäëîæåííûé ïîäõîä
ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàí ñ äîñòàòî÷íîé ñòåïåíüþ òî÷íîñòè äëÿ àïïðîêñèìàöèè ïîâåðõíîñòíûõ ãîäîãðàîâ îòðàæåííûõ âîëí êàê äëÿ ðàçëè÷íûõ
òèïîâ ãðàíèö (ïëîñêèõ è êðèâîëèíåéíûõ), òàê è äëÿ ðàçëè÷íûõ òèïîâ
ñðåä: èçîòðîïíûõ è àíèçîòðîïíûõ.
 çàêëþ÷åíèè õî÷ó ïîáëàãîäàðèòü ñâîåãî íàó÷íîãî ðóêîâîäèòåëÿ, ïðîåññîðà êàåäðû èçèêè Çåìëè ÑÏá
Ó, çàâåäóþùåãî Ëàáîðàòîðèåé äèíàìèêè óïðóãèõ ñðåä Êàøòàíà Áîðèñà Ìàðêîâè÷à çà íåîöåíèìóþ ïîìîùü ïðè ïîäãîòîâêå äàííîé ðàáîòû, à òàêæå àñïèðàíòà êàåäðû èçèêè Çåìëè ÑÏá
Ó Ïàâëà Çíàêà çà öåííûå êîíñóëüòàöèè è ïðåäëîæåíèÿ.
42
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû
[1℄ Ìåøáåé Â. È. Ñåéñìîðàçâåäêà ìåòîäîì îáùåé ãëóáèííîé òî÷êè. Ì.,
"Íåäðà 1973.
[2℄ Dix C.H., 1955. Seismi
velo
ities from surfa
e measurements.
Geophysi
s, 20, 68-86.
[3℄ Irvine B., Townsend D. How to evaluate sta
king velo
ities. - "Oil and
Gas Journal 1971, vol. 69, No. 7
[4℄ Tsvankin I. and Thomsen L., 1994. Nonhyperboli
ree
tion moveout in
anisotropi
media. Geophysi
s, 59, 1290-1304.
[5℄ Alkhalifah T., 1997. Velo
ity analysis using nonhyperboli
moveout in
transversely isotropi
media. Geophysi
s, 62, 1839-1854.
[6℄ Alkhalifah T., 2000. The oset-midpoint traveltime pyramid in
transversely isotropi
media. Geophysi
s, 65, 1316-1325.
[7℄ Pe
h A., Tsvankin I. and Gre
hka V., 2003. Quarti
moveout
oe
ient:
3D des
ription and appli
ation to tilted TI media. Geophysi
s, 68, 16001610.
[8℄ Pe
h A., Tsvankin I. and Gre
hka V., 2004. Quarti
moveout
oe
ient
for a dipping azimuthally anisotropi
layer. Geophysi
s, 69, 699-707.
[9℄ Fomel S., 2004. On anellipti
approximations for qP velo
ities in VTI
media. Geophys. Prospe
t., 52, 247-259.
[10℄ Ursin B. and Stovas A., 2006. Traveltime approximations for a layered
transversely isotropi
medium. Geophysi
s, 71, D23-D33.
[11℄ Sayers C.M. and Ebrom D.A., 1997. Seismi
traveltime analysis for
azimuthally anisotropi
media: Theory and experiment. Geophysi
s, 62,
1570-1582.
[12℄ Tsvankin I., 2001. Seismi
Signatures and Analysis of Ree
tion Data in
Anisotropi
Media. Elsevier S
ien
e Publ., Amsterdam, The Netherlands.
[13℄ Cerveny, V. (2001). Seismi
ray theory. Cambridge University Press.
[14℄ M. Tygel and L.T. Santos, 2007, Quadrati
normal moveouts of
symmetri
ree
tions in elasti
media: A qui
k tutorial. Studia
Geophysi
a et Geodaeti
a 51 (1), 185-206
43
[15℄ Taner M.T. and Koehler F., 1969. Velo
ity spe
tra - digital
omputer
derivation and appli
ations of velo
ity fun
tions. Geophysi
s, 34, 859-881.
[16℄ Al-Chalabi M., 1973. Series approximation in velo
ity and traveltime
omputations. Geophys. Prospe
t., 21, 783-795.
[17℄ Tsvankin I. and Thomsen L., 1994. Nonhyperboli
ree
tion moveout in
anisotropi
media. Geophysi
s, 59, 1290-1304.
[18℄ Tygel M., M
uller T., Hubral P. and S
hlei
her J., 1997. Eigenwave
based multiparameter traveltime expansions. SEG Expanded Abstra
ts,
16, 1770-1773.
[19℄ Áîíäàðåâ Â.È., 2003. Îñíîâû ñåéñìîðàçâåäêè. Åêàòåðèíáóðã: Èçäàòåëüñòâî Ó
À.
[20℄ Øïååðñîí Ì.Á. Îñîáåííîñòè ãîäîãðàîâ îòðàæåííûõ âîëí â ìåòîäå
îáùåé ãëóáèííîé òî÷êè ïðè íåãîðèçîíòàëüíûõ ãðàíèöàõ ðàçäåëà.
 êí.: àçâåäî÷íàÿ ãåîèçèêà, âûï. 53. Ì., ¾Íåäðà¿, 1972.
[21℄ Áîãàíèê
óðâè÷ È.È, 2006. Ñåéñìîðàçâåäêà. Òâåðü: Èçäàòåëüñòâî ÀÈÑ
[22℄ ×åðíÿê Â. Ñ,
ðèöåíêî Ñ. À. Èíòåðïðåòàöèÿ ýåêòèâíûõ ïàðàìåòðîâ ÎÖÒ äëÿ ïðîñòðàíñòâåííîé ñèñòåìû îäíîðîäíûõ ñëîåâ ñ êðèâîëèíåéíûìè ãðàíèöàìè.
åîë. è ãåîèç., 1979, 12
[23℄ Hubral, P., and T. Krey, 1980, Interval velo
ities from seismi
ree
tion
time measurements: SEG.
[24℄ Hubral, P., 1983, Computing true amplitude ree
tions in a laterally
inhomogeneous earth: Geophysi
s, 48, 1051-1062.
[25℄ Fomel S. and Gre
hka V., 2013, Nonhyperboli
ree
tion moveout of
P-waves: An overview and
omparison of reasons: Center for Wave
Phenomena, 2013
[26℄ Fomel, S., 1994, Re
urrent formulas for derivatives of a CMP traveltime
urve: Russian Geology and Geophysi
s, 35, 118-126.
[27℄ Benjamin S
hwarz, Claudia Vanelle, Dirk Gajewski, and Boris Kashtan,
2014, Curvatures and inhomogeneities: An improved
ommon-ree
tionsurfa
e approa
h: GEOPHYSICS, VOL. 79, NO. 5
44
[28℄ Ho
ht, G., E. de Bazelaire, P. Majer, and P. Hubral, 1999, Seismi
s and
opti
s: Hyperbolae and
urvatures: Journal of Applied Geophysi
s, 42,
261281
[29℄ Landa, E., S. Keydar, and T. J. Moser, 2010, Multifo
using revisited:
Inhomogeneous media and
urved interfa
es: Geophysi
al Prospe
ting,
58, 925938
[30℄ Neumann, P. M., 1998, Ree
tions on ree
tion in a spheri
al mirror:
Ameri
an Mathemati
al Monthly, 105, 523528
[31℄ Drexler, M., and M. J. Gander, 1998, Cir
ular billiard: SIAM Review,
40, 315323
[32℄ Vanelle, C., M. Bobsin, P. S
hemmert, B. Kashtan, and D. Gajewski,
2012, i-CRS: A new multiparameter sta
king operator for anisotropi
media: 82nd Annual International Meeting, SEG, Expanded Abstra
ts
[33℄ S
hwarz, B., C. Vanelle, B. Kashtan, and D. Gajewski, 2012, i-CRS:
Appli
ation of a new multi-parameter sta
king approa
h to
omplex
media: 82nd Annual International Meeting, SEG, Expanded Abstra
ts
[34℄ Aki, K. and Ri
hards, P.G., 1980, Quantitative seismology. W.N.
Freeman and Co.
[35℄ Êàøòàí Á.Ì. Îñíîâû òåîðèè ðàñïðîñòðàíåíèÿ âîëí â àíèçîòðîïíûõ
óïðóãèõ ñðåäàõ. Èçäàòåëüñòâî ÑÏá
Отзывы:
Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв