Сейсмические приборы: статья

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ АКУСТИЧЕСКИХ СОБЫТИЙ ПО КОДЕ СИГНАЛА
Т.И. КАРЦЕВА1,2
Н.М. ШАПИРО2,3
А.В. ПАТОНИН4
В.Б. СМИРНОВ1,2
А.В. ПОНОМАРЁВ2
1 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
2 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
3 ISTERRE, CNRS, Université Grenoble-Alpes
4 Геофизическая обсерватория “Борок” Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Журнал: Сейсмические приборы
Том: 57
Номер: 3
Год: 2021
Страницы: 29-40
УДК: 550.34+620.179
DOI: 10.21455/si2021.3-3
Информация об авторах
Аннотация
Библиографический список
Ключевые слова: акустическая эмиссия, физика разрушения, кода сигнала, энергетическая классификация
Аннотация: Предложена новая методика энергетической классификации акустических событий, регистрируемых в лабораторных экспериментах по разрушению горных пород. Методика основана на анализе данных о коде волн событий акустической эмиссии. Волны в коде рассматриваются как реверберация акустического поля в испытываемом образце. Новая классификация опробована на двух экспериментах, проведенных на разных породах - граните Воронежского массива и песчанике Береа - на управляемом гидравлическом прессе INOVA-1000 Геофизической обсерватории “Борок” ИФЗ РАН. Сравнение новой классификации с применяемой в ГО “Борок” показало, что обе методики дают хорошо согласующиеся результаты в среднем диапазоне энергий событий АЭ. Для сильных событий, начальные части сигналов которых оказываются ограничены параметрами регистрирующей аппаратурой, новая методика показала лучшие результаты. Она позволила получить энергетические оценки таких событий по неискаженной хвостовой части коды.
Список литературы: Лемзиков В.К., Гусев А.А. Энергетическая классификация близких Камчатских землетрясений по уровню кода-волн // Вулканология и сейсмология. 1989. № 4. С.83-97.

Патонин А.В., Пономарев А.В., Смирнов В.Б. Аппаратно-программный лабораторный комплекс для решения задач физики разрушения горных пород // Сейсмические приборы. 2013. Т. 49, № 1. С.19-34.

Раутиан Т.Г. Энергия землетрясений // Методы детального изучения сейсмичности (Тр. ИФЗ АН СССР; № 9 (176)). М.: ИФЗ АН СССР, 1960. С.75-114.

Раутиан Т.Г. Об определении энергии землетрясений на расстоянии до 3000 км // Экспериментальная сейсмика (Тр. ИФЗ АН СССР; № 32 (199)). М.: Наука, 1964. С.88-93.

Смирнов В.Б., Пономарев А.В. Физика переходных режимов сейсмичности. М.: РАН, 2020. 412 с.

Смирнов В.Б., Пономарев А.В., Завьялов А.Д. Структура акустического режима в образцах горных пород и сейсмический режим // Физика Земли. 1995. № 1. С.38-58.

Шевченко Ю.В., Яковенко В.В. Класс землетрясений по коде // Вулканология и сейсмология. 2020. № 2. С.69-78.

Abubakirov I.R., Gusev A.A. Estimation of scattering properties of lithosphere of Kamchatka based on Monte-Carlo simulation of record envelope of a near earthquake // Phys. Earth Planet. Inter. 1990. V. 64. P.52-67.

Aki K. Maximum likelihood estimate of b in the formula logN=a - bM and its confidence limits // Bull. Earthquake Res. Inst., Tokyo Univ. 1965. V. 43. P.237-239.

Aki K., Chouet B. Origin of coda waves: source, attenuation, and scattering effects // J. Geophys. Res. 1975. V. 80, N 23. P.3322-3342.

Choy G.L., Boatwright J.L. Global patterns of radiated seismic energy and apparent stress // J. Geophys. Res. 1995. V. 100, N B9. P.18205-18228. https://doi.org/10.1029/95JB01969

Farin M., Mangeney A., De Rosny J., Toussaint R., Sainte-Marie J., Shapiro N.M. Experimental validation of theoretical methods to estimate the energy radiated by elastic waves during an impact // J. Sound Vibrat. 2016. V. 362. P.176-202.

Gusev A.A., Lemzikov V.K. Properties of scattered elastic waves in the lithosphere of Kamchatka: parameters and temporal variations // Tectonophysics. 1985. V. 112. P.137-153.

Gutenberg B., Richter C.F. Frequency of Earthquakes in California // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1944. V. 34. P.185-188.

Gutenberg B., Richter C.F. Earthquake magnitude, intensity, energy and acceleration (second paper) // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1956. V. 46, N 2. P.105.145.

Hanks T.C., Kanamori H. A moment magnitude scale // J. Geophys. Res. 1979. V. 84, N 5. P.2348-2350.

Kanamori H. The energy release in great earthquakes // J. Geophys. Res. 1977. V. 82, N 20. P.2981-2987.

Kanev N. Sound decay in a rectangular room with specular and diffuse reflecting surfaces // Proceedings of Forum Acusticum. 2011. P.935-1940.

Lockner D., Byerlee J.D., Kuksenko V., Ponomarev A., Sidorin A. Quasi-static fault growth and shear fracture energy in granite // Nature. 1991. V. 350, N 6313. P.39-42.

Mayeda K., Walter W.R. Moment, energy, stress drop, and source spectra of western United States earthquakes from regional coda envelopes // J. Geophys. Res. 1996. V. 101, N B5. P.11195- 11208. https://doi.org/10.1029/96JB00112

Mayeda K., Hofstetter A., O'Boyle J.L., Walter W.R. Stable and transportable regional magnitudes based on coda-derived moment-rate spectra // Bull. Seismol. Soc. Amer. 2003. V. 93, N 1. P.224-239. https://doi.org/10.1785/0120020020

Patonin A.V., Shikhova N.M., Ponomarev A.V. Smirnov V.B. A Modular system for continuous recording of acoustic emission for laboratory studies of rock destruction processes // Seismic Instruments. 2019. V. 55, N 3. P.313-326. https://doi.org/10.3103/S0747923919030101

Pedregosa F., Varoquaux G., Gramfort A., Michel V., Thirion B., Grisel O., Blondel M., Prettenhofer P., Weiss R, Dubourg V., Vanderplas J., Passos A., Cournapeau D., Brucher M., Perrot M., Duchesnay É. Scikit-learn: Machine learning in Python // J. Machine Learning Res. 2011. V. 12, N 85. P.2825-2830.

Rautian T.G., Khalturin V.I. The use of the coda for determination of the earthquake source spectrum // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1978. V. 68, N 4. P.923-948.

Weaver R.L. Diffuse waves in finite plates // J. Sound Vibrat. 1984. V. 94, N 3. P.319-335.

Weaver R.L. Diffuse field decay rates for material characterization // In: Solid mechanics research for quantitative non-destructive evaluation. Dordrecht: Springer, 1987. P.425-434.

Zang A., Wagner F.C., Stanchits S., Dresen G., Andresen R., Haidekker M.A. Source analysis of acoustic emissions in Aue granite cores under symmetric and asymmetric compressive loads // Geophys. J. Int. 1998. V. 135, N 3. P.1113-1130.