层状介质中乐夫波的理论、数值与实验研究

【摘要】： 乐夫波是指在表面层的边界经过多次全反射而在表面层中水平偏振剪切波(横波)。乐夫波的传播有重要的实际意义,并受到广泛地关注,已成为声学和地球物理学中的一个重要研究课题。 针对实际地层介质及层状复合材料的覆盖层常常呈现声学横向各向同性特性,因此对这种情况的研究对地震勘探和超声检测都有直接重要意义,而覆盖层为任意倾斜的横向各向同性介质更具有一般性。本文针对这种情况主要研究了三层介质模型中乐夫波的传播特性。 首先,由描述各层介质中横波方程及边界条件,理论推导得到层状介质中乐夫波的频散方程。其次,利用Matlab软件编制数值程序对频散方程进行求解,数值考察了上覆盖层为横向各向同性及其对称轴变化对相速度频散和各阶乐夫波低频截止频率的影响。最后,对不同厚度和材料覆盖层中的乐夫波进行实验室实验设计与测量尝试,得到了初步的结果,并进行实验分析。本文的研究结果对乐夫波在地震勘探和超声检测都有实际意义。