Сейсмическая диагностика оползнеопасного массива
Розглянуто результати досліджень діагностичної інформативності енергетичних показників рефрагованих хвиль стосовно до особливостей стану зсувонебезпечного масиву. The findings of investigation of diagnostic informativeness of energy datum of reflected waves in respect to conditions of land-slide haz...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
|---|---|
| Datum: | 2012 |
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2012
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99775 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Сейсмическая диагностика оползнеопасного массива / А.С. Трифонов, В.В. Туманов, А.И. Архипенко, Е.А. Ялпута // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2012. — № 10. — С. 149-155. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860270866588237824 |
|---|---|
| author | Трифонов, А.С. Туманов, В.В. Архипенко, А.И. Ялпута, Е.А. |
| author_facet | Трифонов, А.С. Туманов, В.В. Архипенко, А.И. Ялпута, Е.А. |
| citation_txt | Сейсмическая диагностика оползнеопасного массива / А.С. Трифонов, В.В. Туманов, А.И. Архипенко, Е.А. Ялпута // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2012. — № 10. — С. 149-155. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| description | Розглянуто результати досліджень діагностичної інформативності енергетичних показників рефрагованих хвиль стосовно до особливостей стану зсувонебезпечного масиву.
The findings of investigation of diagnostic informativeness of energy datum of reflected waves in respect to conditions of land-slide hazardous massif are considered.
|
| first_indexed | 2025-12-07T19:06:34Z |
| format | Article |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
149
УДК 622.8:550.3
СЕЙСМИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА
ОПОЛЗНЕОПАСНОГО МАССИВА
Трифонов А. С., Туманов В. В., Архипенко А. И., Ялпута Е. А.
(УкрНИМИ НАНУ, г. Донецк, Украина)
Розглянуто результати досліджень діагностичної інфор-
мативності енергетичних показників рефрагованих хвиль сто-
совно до особливостей стану зсувонебезпечного масиву.
The findings of investigation of diagnostic informativeness of en-
ergy datum of reflected waves in respect to conditions of land-slide
hazardous massif are considered.
Диагностика потенциально оползнеопасного массива при-
менительно к выявлению структурно нарушенных (трещиновах и
водонасыщенных) участков наиболее достоверна и физически
понятна при зондировании покровной толщи рефрагированными
волнами [1-3], формирование и распространение которых в пре-
делах этой толщи обусловлено ее вертикальным плотностным
градиентом. Возможность проникновения на всю глубину по-
кровных отложений и относительная высокочастотность этих
волн (основная энергия сосредоточена в частотном диапазоне ~
60-100 Гц) определяет информативность их параметров об осо-
бенностях геомеханического состояния среды их распростране-
ния.
Следует также отметить зависимость глубины проникнове-
ния в массив рефрагированных волн от базы зондирования (рас-
стояние между источником и приемником сейсмического сигна-
ла), составляющей примерно третью часть величины этой базы. С
учетом реальных значений мощности оползнеопасной покровной
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
150
толщи порядка 5-10 м оптимальными для ее зондирования пред-
ставляются базы 10-15 м.
На таких базах зондирования скоростные показатели рефра-
гированных волн, проявляющихся по вступлению сигнала, обу-
словлены в основном литологическими особенностями массива,
но изменения этих показателей во времени могут быть связаны с
возникновением или развитием в нем трещиноватости и измене-
нием водонасыщенности его приповерхностной части. Вместе с
тем, обилие в почвенно-растительном слое осадков создает усло-
вия для распространения от источника колебаний прямой про-
дольной волны, превосходящей по скорости рефрагированную.
Такое возможное проявления по вступлению сигнала волн раз-
личной природы указывает на неоднозначность скоростного по-
казателя для оценки изменения состояния массива.
Примером такого рода неоднозначности могут служить из-
менения значений скорости для пяти последовательных участков
профиля протяженностью 250 м в течение четырех циклов
наблюдений (09.10 г., 11.10 г., 05.11 г. и 11.11 г.) на оползнеопас-
ном участке (см. рис. 1) в районе северных порталов тоннельного
комплекса № 3 дороги Адлер-Красная поляна. В этих наблюде-
ниях значения скорости обобщались для десяти последователь-
ных пунктов зондирования (на базах 10 м и 15 м при перемещении
расстановки по профилю с шагом 5 м) и особенностью поведения
скоростных показателей во времени является идентичность ха-
рактера их изменений для всех участков профиля (см. рис. 2), не-
смотря на определенные рельефные и существенные литологиче-
ские (по значениям скорости) различия этих участков.
Определенная информационная неоднозначность характер-
на в рассматриваемых условиях также и для спектральных пока-
зателей сейсмических сигналов и проявляется она в разнообразии
распределения основной энергии сигнала по частотному диапа-
зону (см. рис. 3). Это разнообразие обусловлено существенной
неоднородностью покровной толщи по профилю вследствие ее
хаотичной блочности и трещиноватости, а также возможных ли-
тологических различий (содержание обломочного материала и
др.).
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
151
Рис. 1. Фрагмент плана участка режимных наблюдений в
районе северных порталов тоннельного комплекса
№ 3 совмещенной дороги «Адлер - Красная поляна»
440
540
640
1 2 3 4
Ск
ор
ос
ть
, м
/с
Циклы наблюдений
550
650
750
850
1 2 3 4
Ск
ор
ос
ть
, м
/с
Циклы наблюдений
Рис. 2. Характер изменения во времени обобщенных показа-
телей скорости для пяти участков профиля: 0-50 м,
50-100 м, 100-150 м, 150-200 м и 200-250 м (соответ-
ственно графики с маркерами – ○, □, Δ, ×, ж) для
двух баз зондирования – 10 м (а) и 15 м (б)
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
152
0
1
0 50 100 150 200
А
мп
ли
ту
да
, у
сл
. е
д.
Частота, Гц
0
1
0 50 100 150 200
А
мп
ли
ту
да
, у
сл
. е
д.
Частота, Гц
0
1
0 50 100 150 200
А
мп
ли
ту
да
, у
сл
. е
д
Частота, Гц
Рис. 3. Примеры спектров сейсмических сигналов в рас-
сматриваемых условиях
Возникающая в такой сложной среде суперпозиция различ-
ных волн (рефрагированных, прямых продольных, преломленных
и др.) и множества их отражений от разнообразных акустических
границ (трещиноватости, включений обломочного материала,
границы коренных пород и пр.), определяет разнообразие и
структурную сложность спектров сигналов. Активизация дефор-
мационных явлений в покровных отложениях сопровождается
возникновением или развитием трещиноватости, вызывающей
повышенное затухание и рассеяние высокочастотных (примерно
свыше 100-120 Гц) составляющих сигнала, которые преимуще-
ственно относятся к рефрагированным волнам (более мощные и
менее информативные поверхностные волны в рассматриваемых
условиях ограничены частотами порядка 80-100 Гц).
Изменения высокочастотного диапазона спектра, с учетом
его сложности и разнообразия, представляется возможным оце-
нить преобразованием спектра в характеристику относительного
изменения его энергетических показателей с частотой. Для этого
спектр сигнала разбивается на определенные частотные диапазо-
ны с расчетом для каждого из них энергетического показателя в
виде суммы амплитуд (в условных единицах) частотных состав-
ляющих диапазона и последующего вычисления отношений
энергетических показателей предыдущего частотного диапазона
к последующему. На рисунке 4 представлены такие преобразова-
ния спектров сигналов (обобщенных для десяти последователь-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
153
ных реализация зондирования) для всех участков профиля по
двум базам зондирования и для четырех циклов мониторинга.
0,8
1,2
1,6
2
2,4
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Средние частоты диапазонов спектра, ГцО
тн
ош
ен
ие
э
не
рг
ет
ич
ес
ки
х
по
ка
за
те
ле
й
65/85
85/105
105/125
125/145
145/165
165/185
185/205
0,8
1,2
1,6
2
2,4
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Средние частоты диапазонов спектра, ГцО
тн
ош
ен
ие
э
не
рг
ет
ич
ес
ки
х
по
ка
за
те
ле
й
65/85
85/105
105/125
125/145
145/165
165/185
185/205
0,8
1,2
1,6
2
2,4
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Средние частоты диапазонов спектра, ГцО
тн
ош
ен
ие
э
не
рг
ет
ич
ес
ки
х
по
ка
за
те
ле
й
65/85
85/105
105/125
125/145
145/165
165/185
185/205
0,8
1,2
1,6
2
2,4
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Средние частоты диапазонов спектра, ГцО
тн
ош
ен
ие
э
не
рг
ет
ич
ес
ки
х
по
ка
за
те
ле
й
65/85
85/105
105/125
125/145
145/165
165/185
185/205
0,8
1,2
1,6
2
2,4
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Средние частоты диапазонов спектра, ГцО
тн
ош
ен
ие
э
не
рг
ет
ич
ес
ки
х
по
ка
за
те
ле
й
65/85
85/105
105/125
125/145
145/165
165/185
185/205
0,8
1,2
1,6
2
2,4
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Средние частоты диапазонов спектра, ГцО
тн
ош
ен
ие
э
не
рг
ет
ич
ес
ки
х
по
ка
за
те
ле
й
65/85
85/105
105/125
125/145
145/165
165/185
185/205
0,8
1,2
1,6
2
2,4
2,8
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Средние частоты диапазонов спектра, ГцО
тн
ош
ен
ие
э
не
рг
ет
ич
ес
ки
х
по
ка
за
те
ле
й
65/85
85/105
105/125
125/145
145/165
165/185
185/205
0,8
1,2
1,6
2
2,4
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Средние частоты диапазонов спектра, ГцО
тн
ош
ен
ие
э
не
рг
ет
ич
ес
ки
х
по
ка
за
те
ле
й
65/85
85/105
105/125
125/145
145/165
165/185
185/205
0,8
1,2
1,6
2
2,4
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Средние частоты диапазонов спектра, ГцО
тн
ош
ен
ие
э
не
рг
ет
ич
ес
ки
х
по
ка
за
те
ле
й
65/85
85/105
105/125
125/145
145/165
165/185
185/205
0,8
1,2
1,6
2
2,4
2,8
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Средние частоты диапазонов спектра, ГцО
тн
ош
ен
ие
э
не
рг
ет
ич
ес
ки
х
по
ка
за
те
ле
й
65/85
85/105
105/125
125/145
145/165
165/185
185/205
Рис. 4. Преобразованные спектры сигналов для пяти участ-
ков профиля (соответственно а, б, в, г, д) по двум ба-
зам зондирования - 10 м (левая колонка) и 15 м (пра-
вая колонка) и для 1 - 4 го циклов мониторинга (со-
ответственно графики с маркерами ○, □, Δ, x)
б)
в)
г)
д)
а)
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
154
Энергетические показатели рассчитывались в частотных
диапазонах: 50-80 Гц, 70-100 Гц, 90-120 Гц, 110-140 Гц, 130-160
Гц, 150-180 Гц, 170-200 Гц и 190-220 Гц, обеспечивающих доста-
точную детализацию спектральных преобразований.
Наиболее выраженные относительные изменения энергети-
ческих показателей спектров проявляются на первом (см. рис. 4,
а), четвертом (см. рис. 4, г) и пятом (см. рис. 4, д) участках про-
филя в первом цикле наблюдений. Существенное понижение в
последующих циклах наблюдений на этих участках рассматрива-
емого показателя является отражением нормализации деформа-
ционных процессов в массиве.
Наиболее активным представляется второй участок профи-
ля, на котором относительные изменения энергетических показа-
телей заметно возрастали в первом, втором и четвертом циклах
на базе зондирования 15 м (см. рис. 4, б правую колонку) с опре-
деленной минимизацией значений показателя в третьем цикле
мониторинга.
По всем участкам профиля рассматриваемые спектральные
показатели заметно разнятся по характеру их зависимости от ча-
стоты и изменчивости этого характера во времени и эти различия
и изменчивость отражают как неоднородность массива по про-
филю, так и существенность изменения во времени активности
деформационных процессов в различных частях массива.
Важной особенностью анализируемого показателя является
формализованный характер его расчета по результатам Фурье–
преобразования сейсмического сигнала. Определяемая этим воз-
можность оперативной обработки больших объемов сейсмиче-
ской информации позволит представлять диагностическую ин-
формацию в виде карт распределения диагностического парамет-
ра по площади исследуемого массива с более полным и досто-
верным пониманием происходящих в массиве эндогенных про-
цессов.
СПИСОК ССЫЛОК
1. Сейсмические исследования геомеханического состояния по-
кровной толщи при активном развитии в ней экзогенных гео-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
155
логических процессов / Трифонов А. С, Архипенко А. И.,
Хлюстов Н. В., Ялпута Е. А. // Наук. пр. УкрНДМІ України:
зб. наук. пр. – Донецьк, 2010. № 6. – С. 294 – 300.
2. Диагностические показатели сейсмических сигналов при ре-
шении инженерно-геологических задач / Трифонов А.С., Ту-
манов В.В/, Юфа Я. М. // Наук. пр. УкрНДМІ України: зб. на-
ук. пр. – Донецьк, 2008. № 3. – С. 185 – 191.
3. Оптимальное решение задач техногенной безопасности геофи-
зическими методами / В. В. Туманов, Я. М. Юфа, А. С. Трифо-
нов // Горный информационно-аналитический бюллетень
МГГУ. – Москва, 2005. – № 6. – С. 75 – 78.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99775 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1996-885X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T19:06:34Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Трифонов, А.С. Туманов, В.В. Архипенко, А.И. Ялпута, Е.А. 2016-05-02T19:01:19Z 2016-05-02T19:01:19Z 2012 Сейсмическая диагностика оползнеопасного массива / А.С. Трифонов, В.В. Туманов, А.И. Архипенко, Е.А. Ялпута // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2012. — № 10. — С. 149-155. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 1996-885X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99775 622.8:550.3 Розглянуто результати досліджень діагностичної інформативності енергетичних показників рефрагованих хвиль стосовно до особливостей стану зсувонебезпечного масиву. The findings of investigation of diagnostic informativeness of energy datum of reflected waves in respect to conditions of land-slide hazardous massif are considered. ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України Наукові праці УкрНДМІ НАН України Сейсмическая диагностика оползнеопасного массива Article published earlier |
| spellingShingle | Сейсмическая диагностика оползнеопасного массива Трифонов, А.С. Туманов, В.В. Архипенко, А.И. Ялпута, Е.А. |
| title | Сейсмическая диагностика оползнеопасного массива |
| title_full | Сейсмическая диагностика оползнеопасного массива |
| title_fullStr | Сейсмическая диагностика оползнеопасного массива |
| title_full_unstemmed | Сейсмическая диагностика оползнеопасного массива |
| title_short | Сейсмическая диагностика оползнеопасного массива |
| title_sort | сейсмическая диагностика оползнеопасного массива |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99775 |
| work_keys_str_mv | AT trifonovas seismičeskaâdiagnostikaopolzneopasnogomassiva AT tumanovvv seismičeskaâdiagnostikaopolzneopasnogomassiva AT arhipenkoai seismičeskaâdiagnostikaopolzneopasnogomassiva AT âlputaea seismičeskaâdiagnostikaopolzneopasnogomassiva |