У3ЛОКАЛЬНЫЙ АКУСТИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ВЕРХНЕГО СЛОЯ ГРУНТА
ЯНГДЮМХЕ ДНЙСЛЕМРНБ НМКЮИМ
дНЙСЛЕМРШ Х АКЮМЙХ НМКЮИМ

нАЯКЕДНБЮРЭ

У3ЛОКАЛЬНЫЙ АКУСТИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ВЕРХНЕГО СЛОЯ ГРУНТА

геология



Отправить его в другом документе У3ЛОКАЛЬНЫЙ АКУСТИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ВЕРХНЕГО СЛОЯ ГРУНТА Hits:



ДРУГИЕ ДОКУМЕНТЫ

У3ЛОКАЛЬНЫЙ АКУСТИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ВЕРХНЕГО СЛОЯ ГРУНТА
 

у3Локальный акустический мониторинг состояния верхнег&# 838j92gi 1086; слоя грунта

1)Институт прикладной физики РАН, 2)РФЯЦ ВНИИЭФ

В процессе проведения исследований различных материалов могут применяться мощные силовые воздействия, которые могут изменять и саму среду. Это приводит к искажению получаемой информации, особенно при проведении прецизионных измерений. Это касается проведения сейсмического зондирования земли как для исследования различных структур, поиска полезных ископаемых, так и для мониторинга протяженных сейсмических трасс в сейсмоопасных районах.

В качестве одного из примеров рассмотрено воздействие ударных импульсов, возникающих при подрыве зарядов различной массы, расположенных на поверхности грунта, на изменение упругих параметров грунта на разных расстояниях от точки воздействия. Особенно важно это в задачах мониторинга геофизической среды при определении вариаций ее состояния, т.е. изменения скоростных, поглощающих и рассеивающих свойств [1].

Для регистрации таких изменений предлагается использовать метод ближнег&# 838j92gi 1086; поля, основанный на ⌠мешающем■, с точки зрения качественных измерений, явлении установочного резонанса. Экспериментальному и теоретическому рассмотрению АЧХ СП массой М и радиусом основания r0, установленного на грунте с определенными параметрами, посвящен ряд работ, проанализированных в [2]. Считая характеристики сейсмоприемника неизменными, можно видеть, что изменение АЧХ системы датчик-грунт будет определяться только изменениями упругих параметров грунта, происходящих под действием каких-либо причин. Регистрируя такие изменения можно отслеживать реакцию упругих параметров грунта на внешние воздействия, не нарушая сплошности среды. Чувствительность метода позволяет измерить изменение свойств грунта как под действием естественных атмосферных условий, так и зондирующих ударных импульсов. В данной работе исследовалось влияние сейсмической волны, возникающей при подрыве зарядов с массой 10г, 30г, 70г, располагавшихся на глубине 0,3м от поверхности грунта. Измерительная система, состоящая из излучателя и приемника, устанавливалась на поверхности грунта на расстоянии 2м от точки подрыва. Измерения АЧХ и ФЧХ системы проводились периодически с интервалом 5 минут в течение 5 часов. Полученная зависимость частоты максимума АЧХ от времени приведена на рис.1. Можно видеть, что на начальном участке времени с 13:30 до 15:33 наблюдается постепенное возрастание частоты максимума. Это объясняется тем, что, несмотря на незначительную массу системы (около 100г), после установки ее на грунт начинается процесс его уплотнения под действием веса измерительной системы. Начиная с 15:33 производились подрывы зарядов массой 10г с интервалом 15-30 минут.


Рис. 1

Рис. 2

Из рисунка видно, что возбуждаемые взрывами в грунте сейсмические волны вызывают уменьшение частоты максимума, которое возвращается в течение 5-10 минут до исходного значения. Это говорит о том, что на фоне длительного процесса уплотнения грунта происходит кратковременное его разуплотнение под действием взрыва. Наиболее интенсивное воздействие на упругие параметры грунта оказал подрыв системы, состоящей из 576 зарядов по 20г, размещенных на площадке 3x3м. Общая масса заряда составила 11,5кг. Измерительная система в этом эксперименте была установлена на расстоянии 12м от центра распределителя. В этом случае на начальном этапе измерений наблюдается аналогичное увеличение частоты установочного резонанса системы датчик-грунт, вызванное процессом уплотнения грунта под действием веса измерительной системы (рис.2). После подрыва распределителя также наблюдается резкое уменьшение измеряемой частоты, а также фазы зондирующего сигнала. Отмечается и последующее увеличение этих характеристик, как и при подрыве небольших масс ВВ. Однако в данном случае можно отметить тот факт, что через 20 минут после подрыва измеряемые величины начинают снова уменьшаться. Это отражает процесс повторного разуплотнения грунта, продолжавшийся до момента окончания измерений еще 30 минут. К сожалению, условия проведения экспериментов не позволили установить, носит ли этот процесс колебательный характер. Таким образом, предложенная методика позволяет осуществлять неразрушающий и экологически чистый, высокочувствительный контроль параметров исследуемых сложных сред.

Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ № 01-02-16411, № 01-02-16938.


[1] ═Гамбурцев А.Г. //В кн.: Разработка концепции мониторинга природно-технических систем. √Москва: РАН, ИФЗ РАН, 1993, т.1, с.9.

[2] ═Гущин В.В., Чернов В.В. //В кн.: Физические технологии в машиноведении. √Н.Новгород: Интелсервис, 2000, вып.2, с.41.