Вы здесь

Математичне моделювання в динамічних задачах сейсміки стосовно до вивчення будови земної кори

Автор: 
Стародуб Юрій Петрович
Тип работы: 
Дис. докт. наук
Год: 
2002
Артикул:
0502U000203
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

розділ 2.3). Далі проводився аналіз хвильових полів на вільній поверхні. Отримане повне хвильове поле має складний характер і важко піддається інтерпретації. Тому розглядається різниця хвильових полів отриманих на першому і другому етапах числового експерименту (Рис. 4.2.11, Рис. 4.2.12). Таким чином ми отримуємо ту частину хвильового поля, яка пройшовши через складнопобудоване середовище, яке моделювалося МСЕ і характеризує шарувату структуру на глибині.
Для кращої візуальної наглядності графіки на Рис.4.2.11, Рис.4.2.12 подані в масштабі умовних одиниць. Амплітуди ж горизонтальних складових сейсмограм удвічі менші від вертикальних. На графіках чітко видно запізнення часу приходу хвиль на горизонтальних складових сейсмограм у точки, які більше віддалені від джерела. Цей ефект краще спостерігається на горизонтальних сейсмограмах, оскільки швидкість поперечних хвиль на третину менша від поздовжніх.
Відбиттям від нафтових пластів відповідають часи в околі 1,5сек при тривалості імпульсів проходження шаруватої пачки приблизно 0,2 сек для поздовжніх хвиль, які спостерігаються, краще на вертикальних компонентах коливань (Рис.4.2.11а, Рис.4.2.12а). Відбиття на вертикальнх компонентах сейсмограми спостерігаються на часах більших від 2,5 сек, що можна інтерпретувати як вплив кратних хвиль, які розповсюджуються в напрямку до вільної границі. При цьому на горизонтальних коливаннях (Рис.4.2.11б, Рис.4.2.12б) бачимо складну хвильову картину з інтенсивними коливаннями практично у всьому розрахунковому діапазоні на часах більших ніж 1,5 сек, що пов'язано з впливом поперечних хвиль на компоненту . На трасах в діапазоні 2 сек спостерігаються S-хвилі відбиті від крівлі нафтових пластів.
У результаті аналізу хвильових полів з метою виявити вплив верхньої товщі неоднорідного півпростору, вдалося отримати вигляд хвильового поля, який легше інтерпретувати за рахунок видалення розсіяних відбиттів у верхній товщі для хвиль, що поширюються вниз від джерела. Отриманий результат дає змогу геофізикам-інтерпретаторам в подальших дослідженнях застосовувати можливості аналізу хвильового поля в шаруватому середовищі за допомогою матрично-скінченоелементного методу.
Вивченя хвильових полів у випадку інженерних об'єктів (Стародуб Ю.П., [102]). Важливим аспектом застосування моделювання хвильових полів є вивчення динамічних рухів інженерних об'єктів, які можуть бути спричинені коливаннями грунтів у осадових породах земної кори. Осадові шари можуть рухатись під впливом хвильових полів, що поширюються з глибинних горизонтів земної кори від близьких і віддалених землетрусів. Коливання, що поширюються в земній корі з великої глибини є каталізатором різноманітних сейсмічних явищ. Лише після докладного вивчення хвильових процесів з врахуванням впливу глибинних сейсмічних горизонтів можемо продовжувати дослідження динамічних впливів на конкретні об'єкти, на які безпосередньо впливають локальні структури земної кори в осадових шарах під об'єктами. До інженерних об'єктів, динамічні процеси в яких необхідно досліджувати і знати треба віднести атомні станції, мости, греблі, берегові укріплення, крупні заводські конструкції, що можуть містити резервуари рідини; середовища, які піддаються зсуву грунтів, підтопленню, зокрема, береги річок, морів; трубні магістралі, дороги і їх руйнування, тощо.
У розділі представлені розрахунки хвильових полів на прикладі моделі перетину земної кори під Чорнобильською атомною електростанцією (ЧАЕС). Скомпільована схематична сейсмічна модель розрізу середовища на основі геолого-геофізичних даних геотраверсу І (СоллогубВ.Б., [97]) представлена на Рис.4.2.13.
Розміри досліджуваної моделі - 30км на 50км відповідно по вертикалі і по горизонталі. Модель розбита на трикутники з довжиною сторін приблизно 500м. На нижню границю моделі падає сейсмічна хвиля, яку розглядаємо як сформоване на глибині коливання переміщення. На верхній границі, що відповідає вільній від напружень денній границі півпростору показано точки, де розраховуються коливання - тут розміщені приймачі коливань.
Табл.4.2.2.Динамічні параметри моделі сейсмічного розрізу під ЧАЕС№п/п№
зониVP, м/сVS, м/с?, кг/м31.12000150017002.23000225023003.36250470048004.46750510052005.57250540056006.67750580059007.розлом20005502311 Кожний з нахилених шарів моделi (зони позначені цифрами 1 - 6) характеризується швидкостями поздовжних і поперечних хвиль VР, VS і густиною ? (Табл.4.2.2). Стрiлки знизу на моделі показують iмпульс плоскої хвилi, яка поширюється з глибини півпростору. Розмiщення приймачiв на вільній границі по горизонталi: п1 - 5 км, п2 - 7,5 км, п3 - 8,7 км (розлом І), п4 - 10 км, п5 - 12,5 км, п6 - 15 км, п7 - 17,5 км, п8 - 20 км, п9 - 22,5 км (розмiщення станцiї), п10 - 25км (oкiл розлому ІІ), п11 - 30 км, п12 - 35 км (oкiл розлому ІІІ), п13 - 40 км, п14 - 45 км.
Три розломи показані на Рис.4.2.13 позначені римськими цифрами І, ІI, III описуються невеликими поперечними швидкостями, що характерно для перемолотих порід сусідніх геологічних структур, розділених розломами. Атомній станції відповідає точка п9 на вільній границі півпростору. Як видно на Рис.4.2.13 позначені трикутниками лівий і правий вертикальні краї моделі закріплені, що описує відсутність руху середовища як цілого - модель представляє перетин земної кори в північно-східному напрямку під станцією. Просторові розміри моделі вибрані таким чином, що вплив її закріплених країв на хвильове поле, що реєструється сейсмостанцією (п9), екранованний І та ІІІ розломами. Крім того, краї моделі віддалені настільки, що хвильові відбиття від цих країв можемо відділити на теоретичних сейсмограмах як такі, що віддалені по часу. Часова віддаленість відбиттів від країв моделі дозволяє оцінити ефекти розсіянь хвильового поля на розломах.
Ідея даного дослідження полягає у вивченні ефектів хвильового поля, які пов'язані з впливом далеких землетрусів, на інженерну споруду, розміщену на денній поверхні, оцінці зміни ампл