2、瑞利(瑞雷)波(Rayleigh wave)
在弹性介质的自由表面上,可以形成一种类似于水波的面波,我们称之为瑞雷面波。将由自由表面传播且质点在波的传播方向垂直平面内振动的波称为瑞雷面波,质点在振动过程中沿椭圆轨道旋转,椭圆的主轴是垂直的;质点的振动振幅随深度成指数规律衰减;它的质点运动轨迹在竖直平面内是一个逆进的椭圆,是一种椭圆极化波。它的波剖面为一摆线,故又称它为地滚波,如图3
瑞雷波是一种低速、低频波,其频谱不包含尖锐值,频带较宽。对实际介质来说,在地表面附近,特别是地震勘探中的降速带底面附近,介质的弹性常数变化急剧,因而瑞雷面波的速度随波长而改变,具有频散性质,波形也随传播距离而变化。
瑞雷面波方法用于岩土勘察,与以往的弹性波勘察方法差别在于,它应用的不时纵波和横波,而是以前视为干扰的面波。其原理是,面波具有频散的特性,其传播的相速度随频率的改变而改变。这种频散特性可以反映地下岩土介质的特性。
如图3所示:瑞雷波沿垂直于波的传播方向XOZ平面上做垂直运动的质点运动轨迹。