理想弹性介质和黏弹性介质模型

发布网友发布时间：2022-05-06 21:24

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热心网友时间：2023-09-19 19:31

按固体在外力作用下的形变特征可以将固体分成弹性体和塑性体两类。任何一种固体，受外力作用后其内部质点就会产生相互位置的变化，使固体的体积大小和形状发生变化（统称形变）。外力取消后，由于内力起作用，固体恢复到原来的状态，即所谓的弹性。外力取消后能完全恢复为原来状态的物体，称之为理想弹性体或完全弹性体。反之，外力取消后，固体还保持其受外力作用时的形态，称之为塑性体。

自然界大部分物体，在外力作用下，既可显示为弹性，又可显示为塑性。除与物体所处的状态（如温度、压力等）有关外，重要的条件是决定于外力作用的大小和时间的长短。当外力很小且作用时间很短时，大部分固体可以近似地看成是理想弹性体。反之，固体显示为塑性，甚至发生破碎。

通常我们是在远离震源处进行地震波观测的。震源附近的岩石由于受到震源作用（如爆炸）而破碎，在远离震源处它们受到的作用力都非常小（位移小于毫米），且作用时间很短（小于100 ms）。因此除震源附近以外的绝大部分波传播的岩层，岩石都可以近似地看作为理想弹性体来研究。这种理想化的地震地质模型是至关重要的，因为弹性力学许多问题的讨论都是基于这种理想弹性介质的假设。有了这一前提，弹性力学的许多基本理论可以直接地引用到地震学中来，以简化对问题的讨论。

诚然，建立理想弹性介质模型可以在一定程度上满足近似实际介质的要求，但是人们发现“实际工作中所获得的似正弦状地震记录与经典弹性理论所预言的脉冲状地震记录之间存在巨大的差异”，这说明单纯应用理想弹性介质模型有时不能解释许多实际问题。波在实际岩层中传播时，岩石对地震波有吸收作用，吸收激发脉冲波中的某些频谱成分，其能量发生损耗。因此，实际岩石固体既有弹性，又表现出像黏性流体那样的黏性。称这样的物体为黏弹性体。实际的岩石固体更接近于黏弹性体。从理想弹性介质模型到黏弹性介质模型是理想化了的模型向实际介质跨了一大步。