基于耦合理论的海底地震仪设计方法研究

进行航行舰船地震波观测时,必须考虑海底地震仪(OBS)与海底的耦合问题.由于大部分海底被一层厚厚的松软沉积物覆盖,所以海底地震仪响应会严重影响海底表面的运动.并且海底地震仪位于流体与固体的边界上,浮力的作用也会影响质点运动.对于不同类型的地震波,作用力与质点运动并不满足我们所期望的关系.本文介绍了海底地震仪与沉积物的耦合模型,将其简化为质量 - 弹簧 - 阻尼器系统.响应特性主要取决于OBS的质量、结构、刚性以及沉积物密度.通过理论计算,得到影响海底耦合的主要因素,并在此基础上提出海底数字地震仪的合理设计方法.     

海底地震仪的优化设计

海底地震仪可用于探测航行舰船地震波信号。然而,由于信噪比较低,容易造成试验数据的失真。主要原因是海底地震仪（OBS）与海底表面的耦合较差。本文根据现有的OBS与沉积物耦合理论,总结了OBS的设计方法：①最小化质量;②合理的与沉积物接触部分的半径;③OBS接近于周围介质的密度;④最小化水中OBS的剖面以及横切面;⑤低密度梯度及关于垂直轴的最大对称性。结合理论,对现役的海底地震仪进行了结构分析。