Расширенный поиск
Алгоритм обработки микросейсм методом H/V для оценки параметров двуслойной скоростной модели на основе расчета эллиптичности поверхностной волны Рэлея
1 Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН
2 Новосибирский государственный университет
3 Институт горного дела им. Н.А. Чинакала СО РАН
4 Сейсмологический филиал Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН»
2 Новосибирский государственный университет
3 Институт горного дела им. Н.А. Чинакала СО РАН
4 Сейсмологический филиал Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН»
Журнал: Вопросы инженерной сейсмологии
Том: 51
Номер: 1
Год: 2024
Страницы: 95-108
УДК: 550.834
DOI: 10.21455/VIS2024.1-7
Показать библиографическую ссылку
Яблоков
П.А А.В. Алгоритм обработки микросейсм методом H/V для оценки параметров двуслойной скоростной модели на основе расчета эллиптичности поверхностной волны Рэлея // Вопросы инженерной сейсмологии. 2024. Т. 51. № 1. С. 95-108. DOI: 10.21455/VIS2024.1-7
@article{Яблоков
П.ААлгоритм2024,
author = "Яблоков
П.А, А. В.",
title = "Алгоритм обработки микросейсм методом H/V для оценки параметров двуслойной скоростной модели на основе расчета эллиптичности поверхностной волны Рэлея",
journal = "Вопросы инженерной сейсмологии",
year = 2024,
volume = "51",
number = "1",
pages = "95-108",
doi = "10.21455/VIS2024.1-7",
language = "Russian"
}
Скопировать ссылку в формате ГОСТ
Скопировать ссылку BibTex
Ключевые слова: микросейсмы, метод H/V, метод Накамуры, метод преломленных волн, метод многоканального анализа поверхностных волн, сейсмическое микрорайонирование
Аннотация: Исследование посвящено развитию метода H/V (Накамуры) путем создания графа обработки микросейсмических данных, включающего этапы предварительной фильтрации, накопления амплитудных спектров, расчета частотной зависимости отношения спектров компонент (H/V-кривой) и ее инверсии на основе расчета кривых эллиптичности поверхностной волны Рэлея. В результате применения алгоритма в точке измерения устойчиво определяются значения резонансных частот, глубина залегания кровли коренных пород и скорости поперечной волны в слоях грунтов и фундамента. Диапазоны поиска решения обратной задачи оцениваются с помощью результатов обработки данных активной сейсморазведки методом преломленных и поверхностных волн. В результате обработки H/V-кривых построены карты распределения восстановленных параметров для всей площади вибросейсмического полигона около пос. Быстровка (Новосибирская обл.). Значения глубины залегания кровли фундамента, рассчитанные различными методами сейсморазведки, высоко коррелируют между собой. Карты распределения восстановленных параметров имеют применение для изучения строения верхней части геологического разреза, оценки глубины залегания коренных пород и определения приращения сейсмической интенсивности методом сейсмических жесткостей или расчетом синтетических акселерограмм землетрясений.
Список литературы: Алешин И.М., Гоев А.Г., Косарев Г.Л., Преснов Д.А. Спектр отношения H/V сейсмического шума можно обращать совместно с приемными функциями // Физика Земли. 2021. № 4. С. 133–141. https://doi.org/10.31857/S0002333721040013
Калинина А.В., Аммосов С.М., Татевосян Р.Э., Турчков А.М. Об использовании микросейсм в задачах сейсмического микрорайонирования // Вопросы инженерной сейсмологии. 2022а. Т. 49, № 1. С. 5–17. https://doi.org/10.21455/VIS2022.1-1
Калинина А.В., Аммосов С.М., Татевосян Р.Э., Быкова В.В. Метод H/V в задачах сейсмического микрорайонирования // Вопросы инженерной сейсмологии. 2022б. Т. 49, № 4. С. 105–116. https://doi.org/10.21455/VIS2022.4-7
Родкин М.В., Бугаевский А.Г. Развитие методики исследования резонансных характеристик грунтов по спектральным H/V-отношениям // Вопросы инженерной сейсмологии. 2022. Т. 49, № 4. С. 171–186. https://doi.org/10.21455/VIS2022.4-12
Селезнев В.С., Еманов А.Ф., Соловьев В.М., Сальников А.С., Юшин В.И., Кашун В.Н., Елагин С.А., Галева Н.А. Активная сейсмология и ГСЗ с мощными вибраторами в Сибири // Труды Международной конференции «Вычислительная математика и математическая геофизика», Новосибирск, 8–12 октября 2018 г. Новосибирск: ИВМиМГ СО РАН, 2018. С. 349–356.
Сенин Л.Н., Сенина Т.Е., Воскресенский М.Н. Способ сейсмического микрорайонирования с использованием спектральных отношений H/V // Геофизический журнал. 2020. Т. 42, № 4. С. 120–132. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v42i4.2020.210676
СП 283.1325800.2016. Объекты строительные повышенной ответственности. Правила сейсмического микрорайонирования. М., 2016. 24 с.
Abdialim Sh., Hakimov F., Kim J., Ku T., Moon S.-W. Seismic site classification from HVSR data using the Rayleigh wave ellipticity inversion: A case study in Singapore // Earthq. Struct. 2021. V. 21, N 3. P. 231–238. https://doi.org/10.12989/eas.2021.21.3.231
Boaga J., Cassiani G., Strobbia C.L., Vignoli G. Mode misidentification in Rayleigh waves: Ellipticity as a cause and a cure // Geophysics. 2013. V. 78, Iss. 4. P. EN17–EN28. https://doi.org/10.1190/geo2012-0194.1
Dergach P.A., Tubanov Ts.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
Dunkin J.W. Computation of modal solutions in layered, elastic media at high frequencies // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1965. V. 55, N 2. P. 335–358. https://doi.org/10.1785/BSSA0550020335
Guidelines for the implementation of the H/V spectral ratio technique on ambient vibrations: Measurements, processing and interpretation (SESAME H/V User Guidelines). European Commission – Research General Directorate, 2004. URL: https://sesame.geopsy.org/Delivrables/Del-D23-HV_User_Guidelines.pdf
Mi B., Xia J. Inversion of Rayleigh-wave ellipticity for shallow strong-velocity-contrast structures // Geophysics. 2023. V. 88, Iss. 3. P. KS73–KS84. https://doi.org/10.1190/geo2022-0260.1
Molnar S., Cassidy J.F., Castellaro S., Cornou C., Crow H., Hunter J.A., Matsushima S., Sánchez-Sesma F.J., Yong A. Application of microtremor horizontal-to-vertical spectral ratio (MHVSR) analysis for site characterization: State of the art // Surv. Geophys. 2018. V. 39, Iss. 4. P. 613–631. https://doi.org/10.1007/s10712-018-9464-4
Molnar S., Sirohey A., Assaf J., Bard P.-Y., Castellaro S., Cornou C., Cox B., Guillier B., Hassani B., Kawase H., Matsushima S., Sánchez-Sesma F.J., Yong A. A review of the microtremor horizontal-to-vertical spectral ratio (MHVSR) method // J. Seismol. 2022. V. 26, Iss. 4. P. 653–685. https://doi.org/10.1007/s10950-021-10062-9
Nakamura Y. What is the Nakamura method? // Seismol. Res. Lett. 2019. V. 90, N 4. P. 1437–1443. https://doi.org/10.1785/0220180376
Piña-Flores J., Perton M., García-Jerez A., Carmona E., Luzón F., Molina-Villegas J.C., Sánchez-Sesma F.J. The inversion of spectral ratio H/V in a layered system using the diffuse field assumption (DFA) // Geophys. J. Int. 2017. V. 208, Iss. 1. P. 577–588. https://doi.org/10.1093/gji/ggw416
Sánchez-Sesma F.J., Rodríguez M., Iturrarán-Viveros U., Luzón F., Campillo M., Margerin L., García-Jerez A., Suarez M., Santoyo M.A., Rodríguez-Castellanos A. A theory for microtremor H/V spectral ratio: Application for a layered medium // Geophys. J. Int. 2011. V. 186, Iss. 1. P. 221–225. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2011.05064.x
Tuan T.T., Scherbaum F., Malischewsky P.G. On the relationship of peaks and troughs of the ellipticity (H/V) of Rayleigh waves and the transmission response of single layer over half‐space models // Geophys. J. Int. 2011. V. 184, Iss. 2. P. 793–800. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2010.04863.x
van der Baan M. The origin of SH-wave resonance frequencies in sedimentary layers // Geophys. J. Int. 2009. V. 178, Iss. 3. P. 1587–1596. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2009.04245.x
Yablokov A., Lugovtsova Ye., Serdyukov A. Uncertainty quantification of multimodal surface wave inversion using artificial neural networks // Geophysics. 2023. V. 88, Iss. 2. P. KS1–KS11. https://doi.org/10.1190/geo2022-0261.1
Калинина А.В., Аммосов С.М., Татевосян Р.Э., Турчков А.М. Об использовании микросейсм в задачах сейсмического микрорайонирования // Вопросы инженерной сейсмологии. 2022а. Т. 49, № 1. С. 5–17. https://doi.org/10.21455/VIS2022.1-1
Калинина А.В., Аммосов С.М., Татевосян Р.Э., Быкова В.В. Метод H/V в задачах сейсмического микрорайонирования // Вопросы инженерной сейсмологии. 2022б. Т. 49, № 4. С. 105–116. https://doi.org/10.21455/VIS2022.4-7
Родкин М.В., Бугаевский А.Г. Развитие методики исследования резонансных характеристик грунтов по спектральным H/V-отношениям // Вопросы инженерной сейсмологии. 2022. Т. 49, № 4. С. 171–186. https://doi.org/10.21455/VIS2022.4-12
Селезнев В.С., Еманов А.Ф., Соловьев В.М., Сальников А.С., Юшин В.И., Кашун В.Н., Елагин С.А., Галева Н.А. Активная сейсмология и ГСЗ с мощными вибраторами в Сибири // Труды Международной конференции «Вычислительная математика и математическая геофизика», Новосибирск, 8–12 октября 2018 г. Новосибирск: ИВМиМГ СО РАН, 2018. С. 349–356.
Сенин Л.Н., Сенина Т.Е., Воскресенский М.Н. Способ сейсмического микрорайонирования с использованием спектральных отношений H/V // Геофизический журнал. 2020. Т. 42, № 4. С. 120–132. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v42i4.2020.210676
СП 283.1325800.2016. Объекты строительные повышенной ответственности. Правила сейсмического микрорайонирования. М., 2016. 24 с.
Abdialim Sh., Hakimov F., Kim J., Ku T., Moon S.-W. Seismic site classification from HVSR data using the Rayleigh wave ellipticity inversion: A case study in Singapore // Earthq. Struct. 2021. V. 21, N 3. P. 231–238. https://doi.org/10.12989/eas.2021.21.3.231
Boaga J., Cassiani G., Strobbia C.L., Vignoli G. Mode misidentification in Rayleigh waves: Ellipticity as a cause and a cure // Geophysics. 2013. V. 78, Iss. 4. P. EN17–EN28. https://doi.org/10.1190/geo2012-0194.1
Dergach P.A., Tubanov Ts.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
Dunkin J.W. Computation of modal solutions in layered, elastic media at high frequencies // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1965. V. 55, N 2. P. 335–358. https://doi.org/10.1785/BSSA0550020335
Guidelines for the implementation of the H/V spectral ratio technique on ambient vibrations: Measurements, processing and interpretation (SESAME H/V User Guidelines). European Commission – Research General Directorate, 2004. URL: https://sesame.geopsy.org/Delivrables/Del-D23-HV_User_Guidelines.pdf
Mi B., Xia J. Inversion of Rayleigh-wave ellipticity for shallow strong-velocity-contrast structures // Geophysics. 2023. V. 88, Iss. 3. P. KS73–KS84. https://doi.org/10.1190/geo2022-0260.1
Molnar S., Cassidy J.F., Castellaro S., Cornou C., Crow H., Hunter J.A., Matsushima S., Sánchez-Sesma F.J., Yong A. Application of microtremor horizontal-to-vertical spectral ratio (MHVSR) analysis for site characterization: State of the art // Surv. Geophys. 2018. V. 39, Iss. 4. P. 613–631. https://doi.org/10.1007/s10712-018-9464-4
Molnar S., Sirohey A., Assaf J., Bard P.-Y., Castellaro S., Cornou C., Cox B., Guillier B., Hassani B., Kawase H., Matsushima S., Sánchez-Sesma F.J., Yong A. A review of the microtremor horizontal-to-vertical spectral ratio (MHVSR) method // J. Seismol. 2022. V. 26, Iss. 4. P. 653–685. https://doi.org/10.1007/s10950-021-10062-9
Nakamura Y. What is the Nakamura method? // Seismol. Res. Lett. 2019. V. 90, N 4. P. 1437–1443. https://doi.org/10.1785/0220180376
Piña-Flores J., Perton M., García-Jerez A., Carmona E., Luzón F., Molina-Villegas J.C., Sánchez-Sesma F.J. The inversion of spectral ratio H/V in a layered system using the diffuse field assumption (DFA) // Geophys. J. Int. 2017. V. 208, Iss. 1. P. 577–588. https://doi.org/10.1093/gji/ggw416
Sánchez-Sesma F.J., Rodríguez M., Iturrarán-Viveros U., Luzón F., Campillo M., Margerin L., García-Jerez A., Suarez M., Santoyo M.A., Rodríguez-Castellanos A. A theory for microtremor H/V spectral ratio: Application for a layered medium // Geophys. J. Int. 2011. V. 186, Iss. 1. P. 221–225. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2011.05064.x
Tuan T.T., Scherbaum F., Malischewsky P.G. On the relationship of peaks and troughs of the ellipticity (H/V) of Rayleigh waves and the transmission response of single layer over half‐space models // Geophys. J. Int. 2011. V. 184, Iss. 2. P. 793–800. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2010.04863.x
van der Baan M. The origin of SH-wave resonance frequencies in sedimentary layers // Geophys. J. Int. 2009. V. 178, Iss. 3. P. 1587–1596. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2009.04245.x
Yablokov A., Lugovtsova Ye., Serdyukov A. Uncertainty quantification of multimodal surface wave inversion using artificial neural networks // Geophysics. 2023. V. 88, Iss. 2. P. KS1–KS11. https://doi.org/10.1190/geo2022-0261.1
