地球物理学报
地毬物理學報
지구물이학보
2012年
8期
2716-2727
,共12页
介观尺度%孔隙流体流动%速度频散%衰减%弹性波
介觀呎度%孔隙流體流動%速度頻散%衰減%彈性波
개관척도%공극류체류동%속도빈산%쇠감%탄성파
介观尺度孔隙流体流动是地震频段岩石表现出较强速度频散与衰减的主要作用.利用周期性层状孔隙介质模型,基于准静态孔弹性理论给出了模型中孔隙压力、孔隙流体相对运动速度以及固体骨架位移等物理量的数学解析表达式,同时利用Biot理论将其扩展至全频段条件下,克服了传统White模型中介质分界面处流体压力不连续的假设.在此基础上对准静态与全频段下模型介质中孔隙压力、孔隙流体相对运动速度变化形式及其对弹性波传播特征的影响进行了讨论,为更有效理解介观尺度下流体流动耗散和频散机制提供物理依据.研究结果表明,低频条件下快纵波孔压在介质层内近于定值,慢纵波通过流体扩散改变总孔隙压力,随频率的增加慢波所形成的流体扩散作用逐渐减弱致使介质中总孔压逐渐接近于快纵波孔压,在较高频率下孔压与应力的二次耦合作用使总孔压超过快纵波孔压.介质中孔隙流体相对运动速度与慢纵波形成的流体相对运动速度变化形式一致；随频率的增加孔隙流体逐渐从排水的弛豫状态过渡到非弛豫状态,其纵波速度含水饱和度变化形式也从符合孔隙流体均匀分布模式过渡到斑块分布模式,同时介质在不同含水饱和度下的衰减峰值与慢纵波所形成的孔隙流体相对流动速度具有明显的相关性.
介觀呎度孔隙流體流動是地震頻段巖石錶現齣較彊速度頻散與衰減的主要作用.利用週期性層狀孔隙介質模型,基于準靜態孔彈性理論給齣瞭模型中孔隙壓力、孔隙流體相對運動速度以及固體骨架位移等物理量的數學解析錶達式,同時利用Biot理論將其擴展至全頻段條件下,剋服瞭傳統White模型中介質分界麵處流體壓力不連續的假設.在此基礎上對準靜態與全頻段下模型介質中孔隙壓力、孔隙流體相對運動速度變化形式及其對彈性波傳播特徵的影響進行瞭討論,為更有效理解介觀呎度下流體流動耗散和頻散機製提供物理依據.研究結果錶明,低頻條件下快縱波孔壓在介質層內近于定值,慢縱波通過流體擴散改變總孔隙壓力,隨頻率的增加慢波所形成的流體擴散作用逐漸減弱緻使介質中總孔壓逐漸接近于快縱波孔壓,在較高頻率下孔壓與應力的二次耦閤作用使總孔壓超過快縱波孔壓.介質中孔隙流體相對運動速度與慢縱波形成的流體相對運動速度變化形式一緻；隨頻率的增加孔隙流體逐漸從排水的弛豫狀態過渡到非弛豫狀態,其縱波速度含水飽和度變化形式也從符閤孔隙流體均勻分佈模式過渡到斑塊分佈模式,同時介質在不同含水飽和度下的衰減峰值與慢縱波所形成的孔隙流體相對流動速度具有明顯的相關性.
개관척도공극류체류동시지진빈단암석표현출교강속도빈산여쇠감적주요작용.이용주기성층상공극개질모형,기우준정태공탄성이론급출료모형중공극압력、공극류체상대운동속도이급고체골가위이등물리량적수학해석표체식,동시이용Biot이론장기확전지전빈단조건하,극복료전통White모형중개질분계면처류체압력불련속적가설.재차기출상대준정태여전빈단하모형개질중공극압력、공극류체상대운동속도변화형식급기대탄성파전파특정적영향진행료토론,위경유효리해개관척도하류체류동모산화빈산궤제제공물리의거.연구결과표명,저빈조건하쾌종파공압재개질층내근우정치,만종파통과류체확산개변총공극압력,수빈솔적증가만파소형성적류체확산작용축점감약치사개질중총공압축점접근우쾌종파공압,재교고빈솔하공압여응력적이차우합작용사총공압초과쾌종파공압.개질중공극류체상대운동속도여만종파형성적류체상대운동속도변화형식일치；수빈솔적증가공극류체축점종배수적이예상태과도도비이예상태,기종파속도함수포화도변화형식야종부합공극류체균균분포모식과도도반괴분포모식,동시개질재불동함수포화도하적쇠감봉치여만종파소형성적공극류체상대류동속도구유명현적상관성.
