Расширенный поиск
Разработка и применение портативной вибрационной установки для сбора и анализа данных сейсмических поверхностных волн
1 Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН
2 Институт горного дела им. Н.А. Чинакала СО РАН
3 Новосибирский государственный университет
2 Институт горного дела им. Н.А. Чинакала СО РАН
3 Новосибирский государственный университет
Журнал: Сейсмические приборы
Том: 58
Номер: 4
Год: 2022
Страницы: 5-18
УДК: 550.34.016, 550.344.56
DOI: 10.21455/si2022.4-1
Показать библиографическую ссылку
Яблоков А.В., Дергач
П.А., Сердюков
А.С., Полозов
С.С. Разработка и применение портативной вибрационной установки для сбора и анализа данных сейсмических поверхностных волн // Сейсмические приборы. 2022. Т. 58. № 4. С. 5-18. DOI: 10.21455/si2022.4-1
@article{Яблоков Разработка2022,
author = "Яблоков , А. В. and Дергач ,
П. А. and Сердюков ,
А. С. and Полозов ,
С. С.",
title = "Разработка и применение портативной вибрационной установки для сбора и анализа данных сейсмических поверхностных волн",
journal = "Сейсмические приборы",
year = 2022,
volume = "58",
number = "4",
pages = "5-18",
doi = "10.21455/si2022.4-1",
language = "Russian"
}
Скопировать ссылку в формате ГОСТ
Скопировать ссылку BibTex
Ключевые слова: инженерная сейсморазведка, мониторинг грунтов, вибрационный источник, поверхностные волны, спектральный анализ, дисперсионная кривая, скоростная модель поперечной волны
Аннотация: Работа посвящена созданию портативной вибрационной установки и исследованию её применимости для генерации упругих сейсмических волн. Решение задачи создания порта-тивной вибрационной установки, которая способна генерировать устойчивый сейсмический сигнал в целевом диапазоне частот, актуальна, поскольку существующие решения громоздки и не находят широкого применения в инженерной сейсморазведке. В работе по-дробно описана конструкция вибрационной установки, приведены этапы контроля выход-ного сигнала ноутбука, усилителя мощности и низкочастотного преобразователя, протестированы свип-сигналы с различной частотной разверткой в ходе полевых испытаний, выполнена обработка зарегистрированных данных по методу многоканального анализа поверхностных волн. В результате сопоставления амплитудных спектров и дисперсионных изображений поверхностной волны установлено, что гиперболический (“low-dwell”) свип-сигнал генерирует цуг поверхностных волн во всем диапазоне частот (10–150 Гц) и не про-изводит высокочастотные волны-помехи в бетонном покрытии, в отличие от других свип-сигналов и кувалды. По результатам обработки полевых данных построены одномерные скоростные модели поперечной волны для грунтов и сделан вывод об успешности, целесообразности и повышенной (по сравнению с кувалдой) эффективности применения разработанной вибрационной установки для сбора и анализа данных поверхностных волн при ре-шении задач инженерной сейсморазведки. Несомненными преимуществами использования вибрационного источника являются контролируемость частотного состава и его повторяемость. Использование подобных вибрационных установок в комплексе со стационарными сейсморегистрирующими системами – перспективное направление для решения задач сейсмомониторинга.
Список литературы: Катцов В.М., Порфирьев Б.Н. Климатические изменения в Арктике: последствия для окружающей среды и экономики // Арктика: экология и экономика. 2012. № 2 (6). С.66–79.
Castor K., Bianchi T., Winter O., Klein T. Noise reduction in vibroseis source // SEG Technical Program Expanded Abstracts. 2014. P.16–20. https://doi.org/10.1190/segam2014-0520.1
Dean T., Nguyen H., Kepic A., Halliday D. The construction of a simple portable electromagnet-ic vibrator from commercially available components // Geophys. Prospecting. 2019. V. 67, Iss. 6. P.1686–1697. https://doi.org/10.1111/1365-2478.12645
Dergach P.A., Tubanov T.A., Yushin V.I., Duchkov A.A. Features of software implementation of low-frequency deconvolution algorithms // Seismic Instruments. 2019. V. 55, Iss. 3. P.345–352. https://doi.org/10.3103/S0747923919030046
Dou S., Lindsey N., Wagner A.M., Daley T.M., Freifeld B., Robertson M., Peterson J., Ulrich C., Martin E.R., Ajo-Franklin J.B. Distributed acoustic sensing for seismic monitoring of the near surface: A traffic-noise interferometry case study // Sci. Rep. 2017. V. 7. Art. 11620. https://doi.org/10.1038/s41598-017-11986-4
Kaida Y. High-resolution shallow subsurface mapping using a portable seismic vibrator // SEG Technical Program Expanded Abstracts. 1997. P.796–799. https://doi.org/10.1190/1.1886131
Liew M., Xiao M., Liu S., Rudenko D. In situ seismic investigations for evaluating geotechnical properties and liquefaction potential of fine coal tailings // J. Geotech. Geoenviron. Eng. 2020. V. 146, Iss. 5. P.04020014-1–04020014-14. https://doi.org/10.1061/(asce)gt.1943-5606.0002228
Liu H., Maghoul P., Shalaby A. Seismic physics-based characterization of permafrost sites using surface waves // The Cryosphere. 2022. V. 16, Iss. 4. P.1157–1180. https://doi.org/10.5194/tc-16-1157-2022
Matsubara Y., Kaida Y., Osada M., Takahashi T. High-resolution shallow seismic reflection pro-filing using portable vibrator // SEG Technical Program Expanded Abstracts. 1994. P.598–601. https://doi.org/10.1190/1.1932170
Nijhof V. Portable high-frequency vibrator implemented in a compact PC-based seismic system // SEG Technical Program Expanded Abstracts. 1990. P.942–943. https://doi.org/10.1190/1.1890392
Park C.B., Miller R.D., Xia J. Multichannel analysis of surface waves // Geophysics. 1999. V. 64, Iss. 3. P.800–808. https://doi.org/10.1190/1.1444590
Park C.B. MASW horizontal resolution in 2D shear-velocity (VS) mapping // KGS Open-File Re-port. Lawrence: Kansas Geologic Survey, 2005. 11 p.
Serdyukov A.S., Yablokov A.V., Duchkov A.A., Azarov A.A., Baranov V.D. Slant f-k transform of multichannel seismic surface wave data // Geophysics. 2019. V. 84, Iss. 1. P.A19–A24. https://doi.org/10.1190/geo2018-0430.1
Song X., Tang L., Zhao S., Zhang X., Li L., Huang J., Cai W. Grey wolf optimizer for parameter estimation in surface waves // Soil Dyn. Earthq. Eng. 2015. V. 75. P.147–157. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2015.04.004
Castor K., Bianchi T., Winter O., Klein T. Noise reduction in vibroseis source // SEG Technical Program Expanded Abstracts. 2014. P.16–20. https://doi.org/10.1190/segam2014-0520.1
Dean T., Nguyen H., Kepic A., Halliday D. The construction of a simple portable electromagnet-ic vibrator from commercially available components // Geophys. Prospecting. 2019. V. 67, Iss. 6. P.1686–1697. https://doi.org/10.1111/1365-2478.12645
Dergach P.A., Tubanov T.A., Yushin V.I., Duchkov A.A. Features of software implementation of low-frequency deconvolution algorithms // Seismic Instruments. 2019. V. 55, Iss. 3. P.345–352. https://doi.org/10.3103/S0747923919030046
Dou S., Lindsey N., Wagner A.M., Daley T.M., Freifeld B., Robertson M., Peterson J., Ulrich C., Martin E.R., Ajo-Franklin J.B. Distributed acoustic sensing for seismic monitoring of the near surface: A traffic-noise interferometry case study // Sci. Rep. 2017. V. 7. Art. 11620. https://doi.org/10.1038/s41598-017-11986-4
Kaida Y. High-resolution shallow subsurface mapping using a portable seismic vibrator // SEG Technical Program Expanded Abstracts. 1997. P.796–799. https://doi.org/10.1190/1.1886131
Liew M., Xiao M., Liu S., Rudenko D. In situ seismic investigations for evaluating geotechnical properties and liquefaction potential of fine coal tailings // J. Geotech. Geoenviron. Eng. 2020. V. 146, Iss. 5. P.04020014-1–04020014-14. https://doi.org/10.1061/(asce)gt.1943-5606.0002228
Liu H., Maghoul P., Shalaby A. Seismic physics-based characterization of permafrost sites using surface waves // The Cryosphere. 2022. V. 16, Iss. 4. P.1157–1180. https://doi.org/10.5194/tc-16-1157-2022
Matsubara Y., Kaida Y., Osada M., Takahashi T. High-resolution shallow seismic reflection pro-filing using portable vibrator // SEG Technical Program Expanded Abstracts. 1994. P.598–601. https://doi.org/10.1190/1.1932170
Nijhof V. Portable high-frequency vibrator implemented in a compact PC-based seismic system // SEG Technical Program Expanded Abstracts. 1990. P.942–943. https://doi.org/10.1190/1.1890392
Park C.B., Miller R.D., Xia J. Multichannel analysis of surface waves // Geophysics. 1999. V. 64, Iss. 3. P.800–808. https://doi.org/10.1190/1.1444590
Park C.B. MASW horizontal resolution in 2D shear-velocity (VS) mapping // KGS Open-File Re-port. Lawrence: Kansas Geologic Survey, 2005. 11 p.
Serdyukov A.S., Yablokov A.V., Duchkov A.A., Azarov A.A., Baranov V.D. Slant f-k transform of multichannel seismic surface wave data // Geophysics. 2019. V. 84, Iss. 1. P.A19–A24. https://doi.org/10.1190/geo2018-0430.1
Song X., Tang L., Zhao S., Zhang X., Li L., Huang J., Cai W. Grey wolf optimizer for parameter estimation in surface waves // Soil Dyn. Earthq. Eng. 2015. V. 75. P.147–157. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2015.04.004
