Вестник Камчатской региональной ассоциации «Учебно-научный центр»
Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН
Изучение сейсмической реакции грунтов при микросейсмических зондированиях плотин
PDF

Ключевые слова

микросейсмы
динамические характеристики
спектральное усиление
H/V-отношения
плотины

Раздел

Научные статьи

Статистика

Просмотров: 87
Скачиваний: 61

Как цитировать

1. Давыдов В. Изучение сейсмической реакции грунтов при микросейсмических зондированиях плотин // Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле. 2023. № 2 (58). C. 90–100. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2023-2-58-90-100.

Аннотация

Приводятся базовые основы спектрального анализа горизонтальных и вертикальных компонент микросейсмических шумов для изучения геологического строения плотин. Рассматриваются вопросы построения глубинных разрезов трех динамических параметров микросейсм. Целью работы является изучение сейсмической реакции грунтов при проведении микросейсмических зондирований гидротехнических сооружений. К основным задачам исследований относится сопоставление глубинных разрезов коэффициентов усиления грунтов с разрезами передаточных отношений и данными других геофизических методов. В результате микросейсмических зондирований трех гидротехнических сооружений выяснено, что сейсмическая реакция глинистого ядра плотин существенно отличается от окружающих грунтов. Коэффициенты усиления в коренных породах и дисперсных грунтах зоны аэрации характеризуются минимальными величинами. Для водонасыщенных глин эти значения в 5–10 раз выше, что может свидетельствовать о том, что основной причиной усиления уровня микросейсмических шумов является увеличение общей пористости и влажности грунтов. Отмечено, что коэффициенты усиления горизонтальных микросейсм являются более помехоустойчивыми и детальными по сравнению с параметрами вертикальных микросейсм. Констатируется, что глубинные разрезы динамических параметров микросейсм позволяют уверенно выделять основные элементы строения грунтовых плотин, а также выявлять вероятные зоны повышенной фильтрации.

https://doi.org/10.31431/1816-5524-2023-2-58-90-100
PDF

Библиографические ссылки

Алешин А.С. Сейсмическое микрорайонирование особо ответственных объектов. М.: ООО «Светоч Плюс», 2010. 293 с. [Aleshin A.S. Seismic microdistricting of especially critical objects. Moscow: LLC «Svetoch Plus», 2010. 293 p. (in Russian)].

Горбатиков А.В., Цуканов А.А. Моделирование волн Рэлея вблизи рассеивающих скоростных неоднородностей. Исследование возможностей метода микросейсмического зондирования // Физика Земли. 2011. № 4. С. 96–112. https://doi.org/10.1134/S0002333711040077 [Gorbatikov A.V., Tsukanov A.A. Modeling of Rayleigh waves near the scattering velocity heterogeneities. Research opportunities microseismic sensing method //F izika Zemli. 2011. № 4. P. 96–112 (in Russian)].

Давыдов В.А. Спектральный анализ данных микросейсмических зондирований // Геофизика. 2015. № 1. С. 72–77 [Davydov V.A. The spectral analysis of data of microseismic sounding // Geofizika. 2015. № 1. P. 72–77 (in Russian)].

Давыдов В.А. Универсальный полевой геофизический приемник ОМАР-2 // Приборы и техника эксперимента. 2016а. № 6. С. 127–128 [Davydov V.A. Universal field geophysical receiver OMAR-2 // Instruments and Experimental Techniques. 2016a. № 6. P. 127–128 (in Russian)].

Давыдов В.А. Микросейсмическое зондирование грунтовых плотин на основе изучения ортогональных компонент колебаний // Инженерные изыскания. 2016б. № 5–6. С. 46–51 [Davydov V.A. Microseismic sounding of soil dams on the basis of analysis orthogonal components of oscillatings // Engineering research. 2016b. № 5–6. P. 46–51 (in Russian)].

Давыдов В.А. Малоглубинное сейсмическое зондирование на основе изучения эллиптичности микросейсм. Георесурсы. 2019. Т. 21. № 1. С. 78–85. https://doi.org/10.18599/grs.2019.1.78-85 [Davydov V.A. Shallow seismic sounding based on ellipticity analysis of microtremor //Georesursy. 2019. V. 21. № 1. P. 78–85].

Давыдов В.А., Федорова О.И., Байдиков С.В. Применение 1D–2D инверсий электромагнитных зондирований при изучении грунтовых плотин // Известия УГГУ. 2019. Вып. 2 (54). С. 72–79. https://doi.org/10.21440/2307-2091-2019-2-72-79 [Davydov V.A., Fedorova O.I., Baidikov S.V. Application of 1D–2D inversion of electromagnetic sounding in the study of ground water dam // News of the Ural State Mining University. 2019. Iss. 2 (54). P. 72–79 (in Russian)].

Давыдов В.А., Горшков В.Ю. Дистанционные индукционные зондирования плотин с изучением частотных эффектов // Гидротехническое строительство. 2022. № 5. С. 41–49. http://dx.doi.org/10.34831/EP.2022.62.39.008 [Davydov V.A., Gorshkov V.Y. Remote induction sounding of dams with the study of frequency effects // Hydraulic engineering construction. 2022. № 5. P. 41–49 (in Russian)].

Калинина А.В., Аммосов С.М., Волков В.А. Сейсмический шум: опыт применения в инженерно-геофизических исследованиях // Разведка и охрана недр. 2008. № 1. С. 32–34 [Kalinina A.V., Ammosov S.M., Volkov V.A. Seismic noise: experience of application in engineering and geophysical research // Razvedka i ohrana nedr. 2008. № 1. P. 32–34 (in Russian)].

Колесников Ю.И., Федин К.В. Прямое определение резонансных свойств верхней части разреза по микросейсмам: натурный эксперимент //Технологии сейсморазведки. 2017. № 3. С. 5–21. https://doi.org/10.18303/1813-4254-2017-3-5-21 [Kolesnikov Yu.I., Fedin K.V. Direct determination of the resonant properties of the upper part of the section by microseisms: a full-scale experiment // Tekhnologii seysmorazvedki. 2017. № 3. P. 5–21 (in Russian)].

Пупатенко В.В., Рябинкин К.С., Бронников А.К. и др. Опыт комплексирования микросейсмического и магнитотеллурического зондирования на участке северного фланга Центрального Сихотэ-Алинского разлома // Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле. 2021. № 2. Вып. № 50. С. 84–94. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2021-2-50-84-94 [Pupatenko V.V., Ryabinkin K.S., Bronnikov A.K. et al. Experience of integration of microseismic and magnetotelluric sounding on the site of the northern flank of the Central Sikhote-Alin fault // Vestnik KRAUNts. Nauki o Zemle. 2021. № 2 (50). P. 84–94 (in Russian)].

Рогожин Е.А., Горбатиков А.В., Степанова М.Ю. и др. Глубинное строение северо-западного окончания Кавказа по новым геолого-геофизическим данным // Физика Земли. 2020. № 6. С. 48–65. https://doi.org/10.31857/S0002333720060071 [Rogozhin E.A., Gorbatikov A.V., Stepanova M.Yu. et al. Deep Structure of the Northwestern Termination of the Caucasus from New Geological and Geophysical Data // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2020. V. 56. № 6. P. 772–788 https://doi.org/10.1134/S1069351320060075].

Табулевич В.Н. Комплексные исследования микросейсмических колебаний. Новосибирск: Наука, 1986. 152 с. [Tabulevich V.N. Complex studies of microseismic oscillations. Novosibirsk: Nauka, 1986. 152 p. (in Russian)].

Федорова О.И., Давыдов В.А. Диагностика грунтовых гидротехнических сооружений электрическими и сейсмическими методами на примере Ельчевской плотины // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2014. № 6. С. 44–55 [Fedorova O.I., Davydov V.A. Diagnostics of ground water-work facilities with electric and seismic methods with the Elchevsk dam as a study case // Water sector of Russia: problems, technologies, management. № 6. P. 44–55 (in Russian)].

Федорова О.И., Давыдов В.А., Байдиков С.В. и др. Применение геоэлектрического мониторинга при изучении грунтовых плотин // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2017. № 1. С. 84–92 [Fedorova O.I., Davydov V.A., Baidikov S.V. et al. Application of geoelectric monitoring in the study of soil dams // Geoekologiya. Inzhenernaya geologiya, gidrogeologiya, geokriologiya. 2017. № 1. P. 84–92 (in Russian)].

Яновская Т.Б. К теории метода микросейсмического зондирования // Физика Земли. 2017. №. 6. С. 18–23. https://doi.org/10.7868/S0002333717060072 [Yanovskaya T.B. On the theory of the microseismic sounding method // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2017. V. 53. № 1. P. 819–824. https://doi.org/10.1134/S1069351317060076].

Bath M. Spectral analysis in geophysics. Developments in Solid Earth Geophysics. Amsterdam: Elsevier Science Publishing, 1974. 579 p.

Chatelain J.C., Guillier B., Cara F. et al. Evaluation of the influence of experimental conditions on H/V results from ambient noise recordings // Bulletin of Earthquake Engineering. 2008. №. 6. P. 33–74. https://doi.org/10.1007/s10518-007-9040-7

Davydov V.A., Baidikov S.V., Gorshkov V.Y. et al. Geophysics Methods in Electrometric Assessment of Dams // Power Technology and Engineering. 2016. V. 50. № 2. P. 168–175. https://doi.org/10.1007/s10749-016-0678-7

Fäh D., Kind F., Giardini D. A theoretical investigation of average H/V ratios // Geophysical Journal International. 2001. V. 145. № 2. P. 535–549. https://doi.org/10.1046/j.0956-540x.2001.01406.x

Haghshenas E., Bard P.Y., Theodulidis N. et al. Empirical evaluation of microtremor H/V spectral ratio // Bulletin of Earthquake Engineering. 2008. V. 6. P. 75–108. https://doi.org/10.1007/s10518-007-9058-x

Nakamura Y. A method for dynamic characteristic estimation of subsurface using microtremor on the ground surface.// Quarterly Report of Railway Technical Research Institute. 1989. V. 30. № 1. P. 25–33.

Nakamura Y. What is the Nakamura method? //Seismological Research Letters. 2019. V. 90. № 4. P. 1437–1443. https://doi.org/10.1785/0220180376

Parolai S., Galiana-Merino J.J. Effect of Transient Seismic Noise on Estimates of H/V Spectral Ratios // Bulletin of the Seismological Society of America. 2006. V. 96. № 1. P. 228–236. https://doi.org/10.1785/0120050084

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Copyright (c) 2023 В.А. Давыдов