地震誘導(dǎo)電磁現(xiàn)象是國(guó)內(nèi)外地學(xué)領(lǐng)域十分關(guān)注的前沿問題,眾多資料表明:地震發(fā)生時(shí)會(huì)激發(fā)出地震波,在地震波經(jīng)過的地方還會(huì)誘導(dǎo)出電磁波信號(hào),也被稱為震電耦合現(xiàn)象。震電耦合實(shí)質(zhì)是機(jī)械能和電磁能之間的耦合,這種現(xiàn)象備受關(guān)注,其內(nèi)在機(jī)理和觸發(fā)機(jī)制還尚不明確,雙電層動(dòng)電效應(yīng)是目前最有可能解釋震電耦合的機(jī)制之一。本文將以雙電層動(dòng)電效應(yīng)為基礎(chǔ),研究含水平地表、含起伏地表和含內(nèi)部不規(guī)則界面地層中震電波場(chǎng)的激發(fā)、傳播特性,以及地下流體滲流誘導(dǎo)的震前電磁異常響應(yīng)。前人對(duì)地震波和電磁場(chǎng)耦合波場(chǎng)的認(rèn)識(shí)主要是基于規(guī)則模型獲得的。為研究含起伏地表和地下界面的地層中震電波場(chǎng)激發(fā)、傳播特性,本文采用有限元軟件COMSOL Multiphysics模擬點(diǎn)震源激發(fā)的電磁場(chǎng)。分別給出頻率域二維SHTE和PSVTM模式震電耦合方程組,然后利用COMSOL軟件建立計(jì)算模型,并求解出點(diǎn)力源激發(fā)震電波場(chǎng)的頻率域響應(yīng),最后利用FFT變換得到地震波場(chǎng)和電磁場(chǎng)的時(shí)間域波形。模擬結(jié)果表明,震電波場(chǎng)中存在三種類型的電磁信號(hào),第一種是震源直接激發(fā)的電磁波;第二種是地震波在分界面（包括自由表面、地下不同介質(zhì)分界面）處激發(fā)的電磁波;第三種是伴隨地震波的... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

震電耦合示意圖

合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)碩士研究生學(xué)位論文8即電震轉(zhuǎn)換。對(duì)于這兩種轉(zhuǎn)換方式，許多學(xué)者采取相應(yīng)的場(chǎng)地實(shí)驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)，證實(shí)了震電轉(zhuǎn)換和電震轉(zhuǎn)換的存在。圖2.1固液界面雙電層模型示意圖（Stern模型）Fig2.1Schematicdiagramofsolid-liquidinterfacedoubleelectriclayermodel(Sternmodel).2.3Pride方程組Pride[12]在Biot研究的基礎(chǔ)上，借助電磁學(xué)和力學(xué)的基本原理并進(jìn)行嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，得到一套完整震電耦合方程組，其實(shí)質(zhì)是Biot孔隙彈性波方程組與Maxwell方程組的耦合。在均勻、各向同性的流體飽和孔隙介質(zhì)中，假設(shè)對(duì)時(shí)間的依賴性為eit，Pride方程組在頻率域下可表示為：2[()]()()fH=iE+LP+u+f+C(2.1)E=iHΜ(2.2)2()fu+w=τ+F(2.3)2()()()fiw=LE+P+u+f(2.4)τ=[(H2G)u+Cw]I+G(u+u)(2.5)P=Cu+Mw(2.6)其中，H是磁場(chǎng)，E是電場(chǎng)，C和M是外加電流源和磁場(chǎng)源；為孔隙介質(zhì)的介電常數(shù)，為磁導(dǎo)率；u是固相位移；()fw=uu是滲流位移；fu是平均流體位移；是孔隙度；P是孔隙流體壓強(qiáng)；τ是應(yīng)力張量；I是單位張量；G、H、C和M是孔隙介質(zhì)的四個(gè)獨(dú)立彈性常數(shù)；是流體粘滯系數(shù)；是地層密度，可用

邊界條件滿足 n (c B+ B ) + qB= g (3.3) 其中， n為法向向量， q 為邊界吸收系數(shù)， g 為邊界源項(xiàng)。對(duì)于本文研究的問題，邊界條件可以簡(jiǎn)化為： n (c B) = g (3.4) 3.1.1 震電耦合控制方程 圖 3.1 所示，為水平分層孔隙介質(zhì)模型剖面示意圖，考慮波在 x z 平面內(nèi)傳播，其中 x 軸向右為正， z 軸向下為正。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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