Onda Rayleigh

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  1. Las ondas Rayleigh son un tipo de onda superficiales que se propagan a lo largo de superficies libres de esfuerzo, en un medio semi-infinito. El movimiento de las partículas cerca de la superficie es elíptico y retrógrado (es decir, la partícula se mueve en sentido opuesto a la dirección de propagación en la parte superior de su trayectoria elíptica) en el plano vertical que contiene la dirección de propagación; ver Figura R-3. Su amplitud disminuye exponencialmente con la profundidad y su velocidad está dada por las propiedades elásticas del medio a una profundidad de aproximadamente una longitud de onda. Para una relación de Poisson of σ=1/4, la velocidad de la onda de Rayleigh es 0,9194 veces la velocidad de la onda S; ver Figura R-4. Una onda de Rayleigh a lo largo de una superficie libre se puede considerar un caso especial de una onda de Stoneley (ondas propagándose lo largo de una interfaz). Simbolizada como onda-R u onda-LR.[1]
FIG. R-3. Movimiento de la onda Rayleigh. (a) La onda Rayleigh teórica tiene movimiento elíptico retrógrado en la superficie. (b) Hodógrafo de velocidad de partícula implicada en la onda superficial, (De Howell, 1959, 80). (c) Mediciones experimentales de una pequeña explosión medida con geófonos enterrados, mostrando el cambio en movimiento de retrógrado a progrado con profundidad (Según Dobrin, 1951).
FIG. R-4. Dependencia de la velocidad de onda Rayleigh VR en el coeficiente de Poisson σ. La velocidad de onda P es α y la velocidad de la onda S es β.
  1. Un tipo de onda similar donde el medio no es homogéneo; Las ondas superficiales, comúnmente conocidas en la exploración sísmica, pueden implicar modos distintos al de la onda Rayleigh pura y por tanto también se les conoce como onda pseudo-Rayleigh, aunque normalmente se llama simplemente onda Rayleigh. Debido a que, en la vida real, la tierra es un modelo cuyas constantes elásticas cambian con la profundidad, las ondas de baja frecuencia dependen de las propiedades elásticas a profundidades mayores que las ondas de alta frecuencia y, por tanto, diferentes longitudes de onda viajan a velocidades diferentes (este fenómeno también es conocido como dispersión). Esta dispersión puede usarse para calcular el espesor de las capas superficiales.
  2. Una onda de superficie en un pozo de perforación se denomina a veces onda Rayleigh (ver onda tubular). Llamadas así por John William Strutt, Lord Rayleigh (1842–1919), físico inglés.


Referencias

  1. Sheriff, R. E. and Geldart, L. P., 1995, Exploration Seismology, 2nd Ed., Cambridge Univ. Press, pgs. 49-50.