地震橫波(振動方向和波傳播方向垂直的波)

地震橫波（Transverse Waves）又稱剪切波，S波，是地震時從震源傳出的一種彈性波，傳播它的介質質點振動方向與波的前進方向垂直，故稱地震橫波。

橫波經過時，介質的體積不變，但形狀要改變，產生切變方式的變形。在地殼中橫波傳播的速度較慢。到達地面時人感覺搖晃，物體為擺動，對地面破壞很大。

特點

地震波的傳播方式有三種：縱波、橫波和面波三種，縱波質點位移的方向與波的傳播方向平行。縱波是推進波,最先到達震中，它使地面發生上下振動，破壞力較弱。橫波的質點位移方向與波的傳播方向垂直，橫波是剪切波，它是第二個到達震中，它使地面發生前後、左右的抖動，破壞力強。面波是縱波和橫波在地面相遇后激發產生的混合波，它是沿着地表面傳播，是造成建築物強烈破壞的主要因素。

橫波傳播速度較慢，每秒3–4千米，能引起地面水平晃動。橫波振動方向與波前進方向垂直，然而縱波振動方向與傳播方向一致。在震中區，地震波直接入射地面，橫波表現為左右搖晃，縱波表現為上下跳動，縱波傳播速度比橫波快。另外，橫波振幅比縱波大，破壞力大，橫波的水平晃動力是造成建築物破壞的主要原因。當橫波遇到水時，水平振動的擠壓波力被水吸收了。

原理

地震產生這種第二個到達的波叫S波。在S波通過時，岩石的表現與在P波傳播過程中的表現相當不同。因為S波涉及剪切而不是擠壓，使岩石顆粒的運動橫過運移方向。這些岩石運動可在一垂直向或水平面里，它們與光波的橫向運動相似。P和S波同時存在使地震波列成為具有獨特的性質組合，使之不同於光波或聲波的物理表現。因為液體或氣體內不可能發生剪切運動，S波不能在它們中傳播。P和S波這種截然不同的性質可被用來探測地球深部流體帶的存在。S波具有偏振現象，只有那些在某個特定平面里橫向振動的那些光波能穿過偏光透鏡。穿過的光波稱之為平面偏振光。太陽光穿過大氣是沒有偏振的，即沒有光波振動的優選的橫方向。然而晶體的折射或通過特殊製造的塑料如偏光眼睛，可使非偏振光成為平面偏振光。當S波穿過地球時，它們遇到構造不連續界面時會發生折射或反射，並使其振動方向發生偏振。當發生偏振的S波的岩石顆粒僅在水平面中運動時，稱為SH波。當岩石顆粒在含波傳播方向的垂直平面里運動時，這種S波稱為SV波。

對於理想的彈性介質來說，總能量是一個常數。在最大波幅的位置，能量全部為彈性勢能；當彈簧振蕩到中間平衡位置時，能量全部為動能。我們曾假定沒有摩擦或耗散力存在，所以一旦往複彈性振動開始，它將以同樣幅度持續下去。這當然是一個理想的情況。在地震時，運動的岩石間的摩擦逐漸生熱而耗散一些波動的能量，除非有新的能源加進來，像振動的彈簧一樣，地球的震動將逐漸停息。對地震波能量耗散的測量提供了地球內部非彈性特性的重要信息，然而除摩擦耗散之外，地震震動隨傳播距離增加而逐漸減弱現象的形成還有其他因素。

橫波速度公式可以用以下形式表示：Vs=v(μ/p)

其中，Vs為橫波速度，μ為岩石的剪切模量，p為岩石的密度。橫波速度公式中的剪切模量和密度是岩石物理性質的重要參數，它們描述了岩石的抵抗剪切變形的能力。

研究發展

人工橫波地震是工程物探的一種新技術，但由於理論上存在一些誤區，在工程實踐中給地質解釋帶來一定困難。正確理解和計算橫波波速是解決這個問題的首要任務，利用多次疊加時動校正的速度能量團計算橫波速度比較可靠，該技術的應用已成功地解決了一些疑難複雜地質問題。準確的橫波波速計算可使橫波勘探得到更好地推廣和應用，為工程設計和建設提供可靠的地質資料。

橫波激震器具

將叩板震源引入探碉，並將叩板牢固地壓於碉壁或碉底的“定向支撐器”是解決探碉內定向激發地震橫波的關鍵。定向支撐器已實現：能隨探碉的碉徑變化加長或縮短；能架設於岩石凸凹不平的碉底或碉壁;能顯示施加於叩板上的壓力。定向支撐器由兩端可轉動約30°角的轉向器、能裝卸的支撐桿、用螺紋加壓的加壓手柄、顯示支撐壓力的傳感器、壓力表組成。為了在低矮碉段能對叩板產生豎直激發，研製了一個“激震器”。激震器是一個利用彈簧的反彈力製成的長28cm、寬5.4cm、高30cm的鐵盒，其內由兩根彈簧、鎚頭、壓縮彈簧和釋放彈簧的開關組成。“定向支撐器”和“激震器”的研製成功，為在不同碉徑和低矮段激發橫波提供了有效的激震器具。

測試工作與方法

為了提高波速測試精度，應用和研究了多道地震儀接收的小相遇觀測系統，以及壓制干擾波、突出橫波的一整套工作方法。

數字處理和資料整理

為了提高成果質量，採用數字記錄代替模擬記錄，編寫了專用程序，實現了探碉地震波測試數字處理和資料整理的微機化。程序由5個模塊組成：格式轉換模塊、原始數據顯示模塊、頻譜分析模塊、濾波模塊、多功能數字處理主程序模塊(波形調整、讀時、繪圖、計算參數、存盤、顯示、標註文字、打印)。該成果成功地研究了一整套易於推廣的探地震橫波測試的技術方法。經過不同地區，不同地質條件的十多項水電工程的探地震橫波測試，均獲得了可靠的岩體原位橫波速度，橫波記錄獲得率達90%以上，提高了原位測定橫波的可靠性和準確性。

相關拓展

縱波（P波）

受到震動后，會產生兩類彈性波從源向外傳播。第一類波的物理特性恰如聲波。聲波，乃至超聲波，都是在空氣里由交替的擠壓(推)和擴張(拉)而傳遞。因為液體、氣體和固體岩石一樣能夠被壓縮，同樣類型的波能在水體如海洋和湖泊及固體地球中穿過。地震時，這種類型的波從斷裂處以同等速度向所有方向外傳，交替地擠壓和拉張它們穿過的岩石，其顆粒在這些波傳播的方向上向前和向後運動，換句話說，這些顆粒的運動是垂直於波前的。向前和向後的位移量稱為振幅。在地震學中，這種類型的波叫P波，即縱波，它是首先到達的波。彈性岩石與空氣有所不同，空氣可受壓縮但不能剪切，而彈性物質通過使物體剪切和扭動，可以允許第二類波傳播。