瑞雷面波勘探

瑞雷面波是由英国学者Rayleigh于1887年首先在研究弹性介质中的波动时发现的，并了解到这种波动的传播速度低于P波和S波。随后，天然地震的记录证头了面波的存在，并且利用面波的特征来研究大陆和海洋的地壳以及地球内部的结构。

瑞雷面波勘探是近年发展起来的浅层地震勘探新方法。传统的地震勘探方法以激发、测量纵波为主，面波则属于干扰波。事实上，面波传播的运动学、动力学特征同样也包含着地下介质持性的丰富信息。近年来，随着仪器设备和数据处理技术的发展，把人工激发并记录的瑞雷面波用于解决地下浅部工程和环境地质问题的面波勘探方法逐渐兴起，成为值得推广应用的物探新技术。

在地球介质中，震源处的振动（扰动）以地震波的形式传播并引起介质质点在其平衡位置附近运动。按照介质质点运动的特点和波的传播规律，地震波常可分为两类，即体波和面波。纵波（P波，压缩波）和横波（S波，剪切波）统称为体波，它们在地球介质内独立传播，遇到界面时会发生反射和透射。当介质中存在分界面时，在一定的条件下体波（P波或S波，或二者兼有）会形成相长干涉并叠加产生出一类频率较低、能量较强的次生波。这类地震波与界面有关，且主要沿着介质的分界面传播，其能量随着与界面距离的增加迅速衰减，因而被称为面波。在岩土工程中，分界面常指岩土介质各层之间的界面，地面是一较特殊的分界面，其上的介质为空气（密度很小的流体），有时又把它称为自由表面，把自由表面上形成的面波称作表面波。这里介绍的瑞雷面波就是这种表面波。