Рейтинг@Mail.ru
Навигация

← Предыдущая статья             Содержание номера             Следующая статья →

Журнал First Break – Август 2006 – Выпуск 8 – Том 24 – Специальная тема

Приповерхностные исследования области свалки доменного шлака с использованием поверхностных волн Релея

Авторы: D. Orlowsky, C. Witte и B. Lehmann

Номер: Том 24, Выпуск 8, Август 2006

Язык: русский

Информация: Статья, PDF (491.8 Kb)

Краткое описание:

Dirk Orlowsky, Christoph Witte и Bodo Lehmann из DMT, Германия, описывают относительно простое применение приповерхностной сейсморазведки для определения потенциальной неустойчивости на строительной площадке некогда используемой для свалки доменного шлака. Поверхностные и каналовые волны используются для исследования латеральных изменений геологической среды в течение многих лет. Поверхностные волны распространяются по поверхности Земли и их амплитуда затухает с глубиной. Вследствие амплитудного затухания в одном пространственном измерении, распространение поверхностных волн ограничено двумя пространственными измерениям, и энергия фактически приурочена к поверхности Земли. Это ведет к тому, что форма сигнала характеризуется высокими амплитудами у поверхности, и поэтому поверхностные волны очень чувствительны к изменению приповерхностного строения среды. В упругих средах наблюдаются два различных типа поверхностных волн, волны Лява и волны Релея, характеризующиеся различными направлениями колебания частиц. Каналовые волны, которые наблюдаются в низкоскоростных слоях, очень похожи на поверхностные волны. Знания о поверхностных и каналовых волнах в прошлых четырех десятилетиях привели к разработке сейсморазведки на каналовых волнах (метод СКВ) (Dresden и Ruter, 1994) для обнаружения нарушений сплошности среды. В сейсмологии поверхностные волны использовались в течение многих десятилетий для исследования земной коры и строения верхней мантии (Seidl и Muller, 1997; Keilis-Borok, 1989; Nakanishi, 1993). Однако геофизики всего несколько лет назад начали приспосабливать методы сейсмологии на каналовых волнах и разрабатывать новые стандартные методы (Park, Miller и Xia, 1999) для исследования приповерхностного строения Земли на поверхностных волнах. Это привело к разработке сейсмического метода на поверхностных волнах (метод СПВ) для приповерхностных исследований. В этом контексте, выражение «приповерхностное» обозначает максимальные глубины исследования порядка 20 м. В данной статье описан простой метод определения скорости волн Рэлея для описания приповерхностного строения среды. Скорость волн Рэлея является функцией частоты для слоистой среды и таким образом, волны характеризуются дисперсией. Существует необходимость выделения двух типов скорости — фазовой и групповой. Для низких частот в слоистой среде, скорость волны Релея примерно равна скорости распространения поперечной волны в полупространстве, в то время как для высоких частот, скорость примерно равна скорости распространения поперечных волн в первом слое. В «нормальных» условиях скорость распространения поперечной волны растет с ростом глубины. Таким образом, высокочастотные волны Релея имеют меньшую скорость распространения, чем низкочастотные (нормальная дисперсия). Однако в некоторых случаях наблюдается обратная дисперсия, когда в среде имеет место инверсия скорости объемных волн. В этом случае место свалки доменного шлака должно было быть восстановлено и использовано в качестве строительной площадки больших индустриальных складов. В течение периода свалки жидкий расплавленный шлак мог создать полости или включить в себя рыхлый материл, что может привести к неустойчивости почвы. Общая методика выявления и устранения этих полостей — уплотнение всей области с использованием разгоняемых падающих грузов. Однако вследствие того, что этот метод как вреден для окружающей среды из-за высокого шумового воздействия, так и неэффективен в затратах, предпочтение было отдано геофизическим методам обнаружения возможных слабых зон. Из-за физических свойств холодного доменного шлака (низкое удельное электрическое сопротивление, высокое содержание металла, высокая плотность), для получения корректных результатов могут применяться только сейсмические методы. При исследовании области проводился анализ распространения и дисперсионных характеристик поверхностных волн Релея. Ожидалось, что скорости распространения продольных и поперечных волн в плотном шлаке будут примерно в два или три раза больше, чем в подстилающей почве. Таким образом, ожидалась обратная дисперсия фазовых скоростей поверхностных волн Релея.

Для загрузки статьи необходима подписка на журнал First Break




← Предыдущая статья             Содержание номера             Следующая статья →















Яндекс цитирования
Журнал First Break и материалы всех мероприятий EAGE направляются на индексацию в систему Scopus.
Журналы Basin Research, Geophysical Prospecting, Near Surface Geophysics и Petroleum Geoscience направляются на индексацию в системы Scopus и Web of Science.