地震波及其传播：体波、面波、横波的特征

地震时，震源释放的能量以波的形式向四面八方传播，这种波称为地震波。地震波在地壳内部传播时的波称为体波；当其到达地表时，使地面发生波动，称为面波。地震波是一种弹性波，它具有振幅和周期，如图7-23所示。

图7-23　地震波记录

T—周期；A—振幅；P—纵坡；S—横波；L—面波

从物理学中知道，振动系统的能量和振幅的平方成正比，所以能量随传播进程减少时，振幅也随传播过程减小，这就是所谓的阻尼振动，于是离震源愈远，振动愈小。在地面上将会出现距震中愈远，震动强度愈小的等震线，如图7-22所示。

地震时，由震源发出的能量成为波动而传播于地中，然后到达于地表。这时在地中传播的波动有两种，即纵波和横波，也总称体波。纵波和横波的性质各不相同：纵波的质点振动方向与波的传播方向相一致，即由介质扩张及收缩而传播的，其传播速度是所有的震波中最快的，平均7～13km/s。而在横波中，其质点振动方向与波的传播方向垂直。这种波的传播速度较小，4～7km/s，约为纵波速度的0.5～0.6倍，如图7-23所示。因此，纵波不论在固体、液体、还是气体中都能传播，而横波只能通过固体物质传播。(www.xing528.com)

从震源发出的震波到达地面时，就使地面发生波动，这种能沿着地面传播的波成为面波。面波是体波达到界面后激发的次生波，只是沿着地球表面或地球内部的边界传播。面波向地面以下迅速消失。面波随着震源深度的增加而迅速减弱，震源愈深面波愈不发育。面波有瑞利波与勒夫波两种。

瑞利波：在地面上滚动，质点在平行于波的传播方向的垂直平面内作椭圆运动，长轴垂直于地面。

勒夫波：在地面上作蛇形运动，质点在水平面内垂直于波的传播方向作水平振动。

面波的传播速度比体波慢。瑞利波速度近似于横波波速的0.9倍；勒夫波在层状介质面传播，其波速介于上下两层介质横波速度之间。

一个地震波记录图或地震谱，最先记录的总是速度最快、振幅最小、周期最短的纵波，然后是横波，最后到达的是速度最慢、振幅最大、周期最长的面波。面波还可区分出先到达的勒夫波和后到达的瑞利波。

一般情况下，横波和面波到达时振动最强烈，建筑物破坏通常是由横波和面波造成的。