Анализ поверхностных волн в упругой среде с пористым насыщенным слоем

Исследовано распространение сейсмоакустических волн в трёхслойной среде, состоящей из однородного изотропного деформируемого твёрдого слоя, нагруженного на однородный пористый слой, насыщенный жидкостью. В свою очередь, пористый слой покрывает однородное изотропное твёрдое полупространство. Данная среда моделирует геологический разрез, в котором верхний слой грунта отделён от глубинных пород пористым слоем, содержащим значительное количество жидкости. Проведён анализ полученного дисперсионного уравнения и представлены его решения для важных с практической точки зрения случаев. Отмечены эффекты, обусловленные перемещением жидкой фазы относительно деформируемого твёрдого скелета при прохождении волны. Выявлены характерные особенности дисперсионных кривых и пространственного распределения полей мод, позволяющие не только устанавливать наличие под верхним слоем грунта насыщенного жидкостью пористого слоя, но и определять его мощность и глубину залегания.

На английском языке

Analysis of Surface Waves in Elastic Medium with a Porous Saturated Layer

Lebedev A.V.

We study the propagation of seismoacoustic waves in a three-layered medium consisting of a uniform isotropic deformable solid layer loaded on the uniform porous layer saturated with fluid. In turn, the porous layer covers the uniform isotropic solid half-space. This medium models the geological section in which the upper ground layer is separated from the deep rocks by a porous layer containing a significant amount of fluid. The obtained dispersion equation is analyzed and its solutions for the practically important cases are presented. The effects due to the liquid-phase motion with respect to the relatively deformable solid skeleton during the wave passage are pointed out. The features of the dispersion curves and the spatial distribution of the mode fields, which allow one not only to determine the presence of a fluid-saturated porous layer under the upper ground layer but also estimate its thickness and occurrence depth.