导　　师： 吴百海

学科专业： H0202

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 广东工业大学

摘　　要： 海底承载着海洋油气资源，对海底沉积物声学特性的研究在国防和经济领域都有重大意义。基于目前声学方法作为海底沉积物探测的主要手段，而声衰减作为声学探测海底沉积物的关键参数之一，逐渐成为海洋研究的重要内容。复杂的海洋环境和海底沉积物多样性使得大量研究成果都带有明显的区域特点，几乎没有一个海区的研究结果可以完全应用于其他海区。因此，在我国南海进行海底沉积物声衰减实验研究具有特别重要的意义。 通过分析海底沉积物声波测量过程能量损失的实质，阐述平行轴差距声衰减测量法和垂直轴差距声衰减测量法的研究基础--差动式声衰减测量方法原理，并推导了其声衰减系数公式。 以精度较高的hamilton原位测量所得数据为标准，对比研究了钱正明的直立同轴声衰减测量法、刘强的垂直轴差距声衰减测量法和本文的同轴差距声衰减测量法等海底沉积物声衰减的3个方法。通过3个方法所得数据跟hamilton原位测量所得数据进行对比，分析了以上实验室方法的优缺点，并分析了声衰减与样品长度和测量频率的关系。同轴差距声衰减测量法与直立同轴声衰减测量法相比，前者在消除测量仪器和耦合声衰减误差方面，以及在实验样品长度方面更合理。同轴差距声衰减测量法与垂直轴差距声衰减测量法相比，同轴差距声衰减测量法在原理上保证了声波传播能量接收的同轴性和同指向性，其实验数据比利用相同实验仪器的垂直轴差距声衰减测量法的数据更准确。 进行了恒温与变速降温状态下沉积物声衰减的实验。通过比较两种恒速降温和变速温降温两种方法所得的两组数据发现，两降温实验时间间隔相对最短的最后一个温度的幅值差距相对较小。因此，在不影响沉积物内部的结构和声传播参数的情况下，恒温实验和变速降温实验所测得的数据较接近。 通过实验得出沉积物声衰减系数与温度的关系。随着温度的升高，幅值总体处于下降趋势，个别温度的幅值出现较大起伏，呈现非线性变化；声衰减呈现波动变化，处于一种非线性的趋势。利用dtfcmcm模型进行实验数据对比，随着温度的升高，两者总体的趋势是减小。并分析实验存在扰动的原因。 实验室测量声衰减的方法有多种，而且测量的结果相差较大，因此各种声衰减测量法还需要更多的实验及理论研究分析以验证其精度，需要不断地改进实验室测量方法以更接近原位测量结果，从而为工程实践和理论分析提供良好的技术和方法支持。

关 键 词： 海底沉积物 声衰减 声学探测 测量方法

分 类 号： [TB52 P736.21]

领　　域： [理学] [理学] [一般工业技术] [天文地球] [天文地球]