Předmět Interferenční seismické vlny (NDGF008)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu NDGF008 - Interferenční seismické vlny, Matematicko-fyzikální fakulta, Univerzita Karlova v Praze (UK).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Významné části seismogramů tvoří interferenční vlny, zejména povrchové seismické vlny a konvertované prostorové vlny. Studenti se naučí zpracovávat jejich záznamy a počítat jejich disperzi v jednoduchých modelech prostředí.

Sylabus

1. Hlavní typy elastických vln a jejich vlastnosti Prostorové vlny, povrchové vlny. Disperze vln. 2. Historický vývoj teorie pružnosti a teorie povrchových seismických vln Teorie pružnosti v 17. a 18. století. Šíření světla a teorie pružnosti. Matematická teorie pružnosti. Počátky seismologie. Výzkumy dalších typů povrchových vln (kanálové vlny a vyšší módy, PL vlny a "leaking" módy, mikroseismy). 3. Základy mechaniky kontinua Matematické modely ve fyzice. Vektor posunutí. Tenzor deformace. Vektor a tenzor napětí. Reologické vztahy. Pohybové rovnice. 4. Separace elastodynamických rovnic v homogenním izotropním prostředí Vlnové rovnice pro potenciály. Vyjádření posunutí a napětí pomocí potenciálů. Speciální výrazy pro vlny P-SV a SH. Rovinné vlny. Povrchové vlny jako superpozice prostorových vln. 5. Rayleighovy vlny v homogenním izotropním poloprostoru Potenciály pro rovinnou harmonickou Rayleighovu vlnu, složky posunutí a napětí, hraniční podmínky. Rychlost Rayleighových vln. Polarizace. 6. Loveovy vlny ve vrstvě na poloprostoru Dispersní rovnice a její řešení. Odvození disperzní rovnice z podmínky konstruktivní interference. Metody výpočtu grupové rychlosti. 7. Rayleighovy vlny ve vrstvě na poloprostoru Dispersní rovnice. Jiný tvar dispersní rovnice. 8. Maticové metody pro Loveovy vlny ve vrstevnatém prostředí Model prostředí. Matice pro jednu vrstvy a soustavu vrstev. Dispersní rovnice. Tvary dispersní rovnice, Thomsonovy-Haskellovy matice. 9. Maticové metody pro Rayleighovy vlny ve vrstevnatém prostředí Thomsonovy-Haskellovy matice a jejich modifikace. Asociované matice a redukované asociované matice. Knopoffova metoda. Výpočet koeficientů odrazu a lomu. 10. Maticová formulace některých úloh pro prostorové vlny Pohyb na povrchu vrstevnatého prostředí působený dopadající SH vlnou. Koeficienty odrazu a lomu na přechodové zóně pro SH vlny. Poměr spekter horizontální a vertikální složky při dopadu P vlny. Koeficienty odrazu a lomu na přechodové zóně pro P a SV vlny. 11. Šíření vln v disperzním prostředí Superpozice dvou rovinných harmonických vln v nedisperzním a disperzním prostředí. Šíření rovinné vlny s úzkým spektrem a se širokým spektrem. Metoda vrchů a důlů na určení grupové a fázové rychlosti ze seismogramů. Určení fázové rychlosti z Fourierových spekter. Časově-frekvenční analýza. 12. Příklady strukturálních výzkumů pomocí povrchových vln Krátkoperiodické povrchové vlny buzené výbuchy a jejich interpretace. Povrchové vlny buzené zemětřeseními a jejich použití při výzkumech zemské kůry a svrchního pláště.

Literatura

M. Bath: Introduction to Seismology. Birkhäuser Verlag, Basel 1979 (second edition). T.A. Proskuryakova, O. Novotny, E.V. Voronina: Studies of the Earth's Structure by the Surface-Wave Method (Central Europe). Nauka, Moscow 1981 (rusky). B.L.N. Kennett: Seismic Wave Propagation in Stratified Media. Cambridge University Press, New York 1983. V.I. Kejlis-Borok (ed.): Seismic Surface Waves in a Laterally Inhomogeneous Earth. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht 1989. X. Chen: A systematic and efficient method of computing normal modes for multilayered half-space. Geophys. J. Int. 115 (1993), 391-409. O. Novotný: Seismic Surface Waves. UFBA, Salvador, Bahia 1999 (Lecture notes).

Garant

doc. RNDr. Oldřich Novotný, CSc.