Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
Підготовка студентів за напрямом підготовки «Менеджмент організації» здійснюється для виконання ними в майбутньому організаційно-управлінської, комер...полностью>>
'Программа'
IV Международного фестиваля войлока " Шерстиваль". г. ТверьПоказ эксклюзивных аксессуаров и одежды, выполненных в авторских техниках валяния...полностью>>
'Краткое содержание'
1. Цель курса – приобретение студентами опыта в области вокально-хоровой (ансамблевой) исполнительской деятельности, овладение первоначальными навыкам...полностью>>
'Документ'
Дмитрук Е.Ф. Методика выявления потенциальных конкурентных преимуществ фирмы с учетом внешней и внутренней среды Маркетинг и маркетинговые исследов...полностью>>

Научно-образовательный материал Сейсмика приповерхностной части разреза на территориях крупных городских агломераций

Главная > Документ
Сохрани ссылку в одной из сетей:

№5

Некоммерческая организация «Ассоциация московских вузов»

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова»

Полное название вуза

Научно-образовательный материал

Сейсмика приповерхностной части разреза на территориях крупных городских агломераций

Полное название НИМ или НОМ

Состав научно-образовательного коллектива:

  1. Владов Михаил Львович, доктор физ.-мат. наук, зав. кафедрой сейсмометрии и геоакустики Геологического факультета МГУ;

  2. Судакова Мария Сергеевна, кандидат физ.-мат. наук, научный сотрудник Геологического факультета МГУ.

1 ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

Аннотация курса

Курс состоит из двух разделов.

В первом разделе рассматриваются связи между сейсмическими характеристиками и свойствами среды – измеряемыми величинами и искомыми параметрами среды. Дается формальное описание этих связей, результаты построения экспериментальных зависимостей, излагаются способы получения экспериментальных данных. Рассматривается понятие эффективной среды, подходы к оценке связей между характеристиками компонент и структурными параметрами с эффективными измеряемыми значениями упругих модулей. Очерчивается круг решаемых задач, оцениваются возможности решения разнообразных инженерно-геологических, гидрогеологических, геоэкологических и геотехнических задач методом сейсмической разведки.

Во втором разделе обсуждается выбор интерпретационной модели среды и построение графа обработки. Слушатели знакомятся с приемами анализа кинематических и динамических характеристик сейсмической записи. Рассматриваются скважинные методики сейсмоакустических исследований, специфические вопросы проведения сейсмоакустических наблюдений на мелководных акваториях. Приводятся примеры полного цикла работ сейсмическим методом для ряда прикладных задач от стадии получения технического задания до обсуждения полученных результатов, их информативности и достоверности.

Объем курса:

Лекции –24 аудиторных часа.

Цель курса

Теоретически и практически освоить основы применения сейсмического метода исследования приповерхностной части разреза в условиях крупных городских агломераций при решении инженерно-геологических и геотехнических задач.

Задачи курса

  • ознакомление слушателей с теоретическими основами распространения упругих волн в приповерхностной части разреза;

  • получение представления о модели среды – верхней части разреза;

  • получения представления о связях между характеристиками регистрируемого волнового поля и параметрами среды;

  • формирование представлений о круге задач, решаемых малоглубинной сейсморазведкой в городах на основе современного представления о моделях приповерхностной части разреза и вопросах теории распространения упругих волн в этой сложнопостроенной среде;..

  • знакомство слушателей с аппаратурой применяемой в работах по малоглубинной инженерной сейсморазведке в городах;

  • ознакомление слушателей с методическими приемами проведения сейсмических инженерных исследований на застроенных территориях и в пределах крупных промышленных агломераций, обучение приемам расчета методик наблюдений при постановке различных вариантов сейсморазведки;

  • обучение слушателей приемами обработки и интерпретации результатов в малоглубинной инженерной сейсморазведке.

Место курса в профессиональной подготовке выпускника

Курс предоставляет возможность профессионального овладения современными методами получения, обработки и интерпретации данных при производстве сейсмических исследований в городах и крупных промышленных агломерациях.

Предварительные требования для изучения курса:

Слушатели курса «Сейсмика приповерхностной части разреза на территориях крупных городских агломераций» должны быть подготовлены в пределах базовой части профессионального цикла бакалавра геологии с профилизацией Геофизика по курсу «Сейсморазведка».

Требования к уровню освоения дисциплины

Изучив дисциплину слушатели должны знать:

  • современные методы получения, обработки и интерпретации данных при производстве сейсмических исследований в городах и крупных промышленных агломерациях.

Слушатели должны уметь:

  • изучив техническое задание на производство сейсмических работ, осуществить выбор модификации малоглубинной сейсморазведки;

  • самостоятельно производить выбор аппаратуры и расчет методики для сейсмических работ;

  • проводить полевые работы и сбор полевых данных;

  • владеть инструментами обработки полевой информации;

  • проводить геологическую интерпретацию обработанных сейсмических данных;

  • строить результирующие геолого-геофизические разрезы и составлять отчетную документацию.

Формы работы слушателей

В рамках курса предусмотрены лекции, написание контрольной работы (в виде теста), практические занятия в дисплейном классе, выполнение зачётного практического задания по расчету методики сейсмических работ при решении конкретных задач в качестве формы итогового контроля.

Самостоятельная работа предполагает изучение литературы, рекомендуемой преподавателем, и выполнение практических заданий. В самостоятельную работу слушателя входит закрепление теоретического материала, рассмотренного на лекционных и практических занятиях, подготовка к зачёту.

Виды аттестации

Текущий контроль проводится в форме проверки степени усвоения слушателями лекционного материала (на каждой лекции) в устной форме.

Промежуточный контроль проводится в форме тестовой контрольной работы по лекционному материалу в письменной форме.

Итоговый контроль проводится в форме устного зачёта.

Каждая из форм контроля оценивается по 10-бальной системе. Итоговая оценка определяется исходя из набранных баллов и переводится в пятибалльную систему следующим образом: 1, 2, 3 – «неудовлетворительно», 4, 5 – «удовлетворительно», 6, 7 – «хорошо», 8, 9, 10 – «отлично».

Итоговая оценка по курсу складывается из:

-оценки текущей активности во время занятий - 20% итоговой оценки

-оценки тестовой контрольной работы - 20% итоговой оценки

-оценки зачётной самостоятельной работы - 20% итоговой оценки

-оценки знаний на устном зачете – 40% итоговой оценки.

  1. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

Разделы и темы курса.

Раздел I. Физические основы. Модели среды. Задачи и возможности малоглубинной сейсморазведки.

Тема 1. Физические основы сейсморазведки.

Тема 2. Сейсмогеологические модели верхней части разреза.

Тема 3. Связи между измеряемыми характеристиками волнового поля и параметрами грунтового массива (приповерхностной части разреза).

Тема 4. Эффективная модель среды.

Тема 5. Задачи и возможности малоглубинной сейсморазведки.

Тема 6. Изучение геометрических параметров разреза и изучение свойств и состояния

пород

Раздел II. Аппаратура, методика, обработка и интерпретация результатов малоглубинной сейсморазведки.

Тема 7. Источники колебаний в малоглубинной сейсморазведке.

Тема 8. Приемные системы .

Тема 9. Методики наземных наблюдений.

Тема 10. Малоглубинные наблюдения на акваториях и в скважинах.

Тема 11. Обработка данных метода отраженных волн.

Тема 12. Обработка данных метода преломленных волн. Томография.

Темы и краткое содержание

Раздел I. Физические основы. Модели среды. Задачи и возможности малоглубинной сейсморазведки.

Тема 1. Физические основы сейсморазведки.

Основные понятия и термины сейсморазведки. Что такое малоглубинная сейсмика?

Общее с нефтегезовой сейсмикой. Основы теории распространения волн.

Кинематические модели среды. Структура получаемых данных.

Подходы к решению прямых задач- расчетов волнового поля по заданной модели среды. Подходы к обработке данных и интерпретации результатов – решению обратных задач сейсморазведки.

Специфика малоглубинных исследований. : условия измерений; средства измерений; методики измерений; граф обработки – набор процедур обработки, их последовательность и параметры

Можно ли перенести методологию – методику получения результата вообще- из высокоразвитой области нефтяной сейсморазведки в исследования малых глубин с некоторым масштабным коэффициентом? Общие представления о теории подобия.

Примеры, иллюстрирующие отсутствие коэффициента пропорциональности. Скорости, глубины, частоты и длины волн, как следствие – размеры отражающих площадок, детальность и разрешающая способность.

Тема 2. Сейсмогеологические модели верхней части разреза.

Модель среды и модель распространения волн в среде. Как первая, так и вторая модели могут представлять разные степени обобщения свойств их реальных частей - геологического разреза и реального процесса распространения волн. Задача исследователя - установить связи между параметрами этих двух моделей или научиться пользоваться уже установленными. Успех в установлении и изучении зависимостей между измеряемыми величинами, а их, как правило, мало и искомыми параметрами разреза, которых, как правило, больше, определяет эффективность решения поставленной задачи.

Вопросы, которые возникают при анализе этих моделей: а) чем, в конечном счете, пренебрегают останавливаясь на лучевой теории распространения волн и модели упругого гуковского тела?; б) какова степень генерализации модели среды ?; в) какова мера адекватности этих моделей реальности ?.

Построение и анализ этих моделей – основа для определения аппаратурно-методического комплекса для решения поставленной задачи, приемов обработки и интерпретации результатов измерений.

Сейсмическая модель приповерхностной части разреза. . Значение верхней части разреза - ВЧР как объекта исследований. Геологическое строение ВЧР. Кинематические модели приповерхностных частей разреза:- однородная среда; -однородно-слоистая среда;- одномерно-непрерывная среда; -двумерно-непрерывная среда. Принципиальное устройство - многокомпонентность. Структурные связи в многокомпонентной среде.

Волновое поле в многокомпонентной среде.

Тема 3. Связи между измеряемыми характеристиками волнового поля и параметрами грунтового массива (приповерхностной части разреза).

Зависимость сейсмических свойств горных пород от вещественного состава. Зависимость сейсмических свойств горных пород от характера структурных связей.

Индикатор степени связи – отношение значений скоростей продольных и поперечных волн

Зависимость сейсмических свойств горных пород от их фазового состава.

Зависимость сейсмических свойств горных пород от действующих напряжений. Причины наличия зависимостей характеристик волнового поля от действующих напряжений. Разномодульные среды.

Способы изучения этих зависимостей – теория, лаборатория, полевые наблюдения.

Связь сейсмических свойств с упругими характеристиками горных пород. Понятие неидеальной упругости.

Поглощение сейсмической энергии – параметр состояния среды и характеристика свойств среды.

«Перекос» среды. Причины перекоса – действующие напряжения. Симметричный источник в несимметричной среде. Появление Y- компоненты от симметричного источника. Задача построения эпюры напряжений в относительной мере – изучение напряженного состояния среды. Задача привязки к абсолютным значениям.

Связь сейсмических свойств с деформационными характеристиками грунтового массива.

Связь сейсмических свойств с прочностными характеристиками массива горных пород.

Сейсмические свойства неоднородных сред.

Сейсмические свойства анизотропных сред.

Тема 4. Эффективная модель среды.

Кинематические и динамические характеристики сейсмических волн в верхней части разреза.

Зависимость характеристик поля от частоты. Представление об эффективной среде. Двухфазная среда. Морской осадок. Песок с водой. Более сложное – минеральные частицы, вода и газ (воздух, органический газ) – газонасыщенные осадки.

Поведение осадков под нагрузкой . Два типа опытов – адиабатический и изотермический процессы.

Классическая теория Био. Общий путь построения связей между эффективными модулями и устройством среды, свойствами ее частей.

Возможности изучения внутреннего строения и характеристик составных частей эффективной среды по измеренным эффективным характеристикам.

Верхняя и нижняя оценки эффективного параметра на основе знания параметров составляющих эффективную среду компонент. Изучение пористости как пример использования представлений об эффективной среде.

Тема 5. Решение геотехнических задач с помощью малоглубинной сейсморазведки.

Изучение инженерно-геологических условий. Инструментальное обследование состояния искусственных грунтов и строительных конструкций. . Изучение динамических воздействий на грунты и конструкции. Мониторинг грунтов и сооружений в зоне влияния крупного строительства. Контроль качества закрепления грунтов. Обследование состояния естественных оснований сооружений. Примеры решения конкретных задач в городе.

Контроль качества производства буроинъекционных свай. Обследование свайных и плитных фундаментов. Акустические обследования заоблицовочных пространств. Оценка сейсмического воздействия на сооружения со стороны внешних источников – технологии производства свай, дорог, метрополитена.

Оценка приращения сейсмической балльности.

Тема 6. Изучение геометрических параметров разреза, изучение свойств и состояния пород

Прослеживание литологических границ. Прослеживание уровня грунтовых вод. Прослеживание подошвы зоны выветривания скальных и полускальных пород.

Изучение оползней – определение мощности оползневого тела, картирование поверхности скольжения оползня, построение вектора максимальных напряжений. Изучение карстовой опасности – картирование кровли карстующихся пород, использование динамических характеристик сейсмической записи для определения относительной степени разрушения закарстованных пород. Задачи расчленения массива грунтов по упругим характеристикам с высокой детальностью – задача сейсморазведки в скважинах. Задачи сейсморазведки на акваториях в городе – изучение карста, литологическое расчленение разреза при прокладке коммуникаций , гидропозиционирвание имеющихся коммуникаций, картирование покровов газонасыщенных илов.

Раздел II. Аппаратура, методика, обработка и интерпретация

результатов малоглубинной сейсморазведки.

Тема 7. Источники колебаний в малоглубинной сейсморазведке.

Ударное воздействие. Диаграмма направленности источников:

- сферического в однородной среде; - типа сосредоточенной силы на поверхности в зависимости от γ=Vs/Vp; - типа сосредоточенной силы в скважине.

Зависимость диаграммы направленности от:- геометрии среды;- свойств среды.Вывод о возможности получения на записях волн разных типов на Z-Z расстановках. Примеры работ.

Классификация источников по способу преобразования разных видов энергии в сейсмическую.

I. Ударные, механические. 1. Вертикальные. 2. Горизонтальные источники.

Кувалды. Падающие грузы. Ударники. С линейными и нелинейными ускорителями.

II.Взрывные, современные, ружья. Взрывы в скважинах, карьерах и др. особых условиях. Петарды

III. Газодинамические. Принцип действия. Виды смесей. Водный вариант. ГСК. Малоглубинный современный вариант.

IV. Электроискровые. Принцип накопления энергии. Принцип преобразования энергии. Импульс характерной формы. Блок-схема накопителя. Два типа разрядов. Излучатели. Способы управления характеристиками возбуждаемого импульса.

Варианты для воды, для скважин и для суши.

V. Индукционные. Накопление энергии как у электроискровых.

Водный вариант – бумер (частоты, размеры, устройство). Сухопутный вариант – «Сонар». Тяжелый вариант – тампер. Скважинный источник поперечных волн.

VI. Пневматические. Пневмопушки. Принцип действия. Варианты накопления энергии.

Море, река, скважины, суша.

VII. Пьезоэлектрические. Пьезокерамика. Профилографы. Параметрика. Локация бокового обзора. Эхолотирование. Задача гидропозиционирования.

VIII. Комбинированные. IX. Вибрационные. 1. Регулярные свипы. 2. Случайные сигналы.

Тема 8. Приемные системы .

1.Электродинамический сейсмоприемник:

- устройство; - элементы теории – колебательный контур; электрическая схема;

два вида затухания – механическое и электромагнитное.

- собственные колебания сейсмоприемника -частотная характеристика сейсмоприемника; -что и в какой области частотной характеристики приемник принимает ?

- сейсмоприемник, поставленный на почву; - коэффициент электромеханической связи. - методы испытаний , поверки, периодическая метрология и т.д – лаборатория , поле. - Примеры реклам и заявок на новое.

Где применяются и зачем электродинамические сейсмоприемники.

2.Пъезоприемники - акселерометры.

- уравнение связи –- частотная характеристика пьезоприемника; - чувствительность пьезоприемника.Примеры – гидрофоны, наземные приемники. Где применяются и зачем пьезоприемники.

3. Зонды и косы - устройства и примеры.

- скважинные зонды на э.-д. приемниках – компоненты и каналы, прижимы, что от этого зависит, необходимая степень прижима, влияние свойств стенки скважины, влияние обсадки и затрубного пространства ;

- скважинные зонды на на пъезоприемниках - преимущества и недостатки, влияние свойств стенки скважины, влияние обсадки и затрубного пространства, канальность.

- морские и речные косы – одноканальные устройства и их характеристики,

много канальные устройства и их характеристики, группирование.

4. Сейсмостанции для инженерных работ.

Историческая справка. Характеристики: 1. канальность;2. аналоговая часть – полоса, усиление, фильтры и усилители – проблемы;3. АЦП – разрядность, динамический диапазон;4. Тип ЭВМ, климатика.5. Программа сбора – окно записи, число точек и дискрет, накопление (варианты), возможность ввода геометрии расстановки;6. Синхронизация - типы и свойства. 7. Телеметрия .

8.Примеры - марки, цены и т д..

Тема 9. Методики наземных наблюдений.

1.Получение технического задания. Сведения и требования.

2.Построение сейсмогеологической модели среды.

3. Типы информационных сигналов в малоглубинной сейсмике: наземной, скважинной, аквальной. Выбор информационных сигналов для решения поставленной задачи.

4. Решение прямой кинематической задачи: построение годографов всех типов волн, определение зон прослеживаемости полезных сигналов, выбор полезной волны и метода наблюдений.

5. Оценка длины расстановки и шага сейсмоприемников.

6. Решение прямой динамической задачи :– расчет синтетической сейсмограммы;

- оценки уменьшения интенсивности и изменения частотного состава волн вдоль профиля –оценка влияния сферического расхождения; - оценка влияния поглощения.

7. Проектирование системы наблюдений исходя из технического задания, сейсмогеологической модели среды, результатов решения прямых задач и характеристик имеющейся аппаратуры.

Тема 10. Малоглубинные наблюдения на акваториях и в скважинах.

1.Задачи малоглубинных исследований на акваториях: - геологическое строение поддонных отложений;- задачи картирования, задачи обнаружения; - обследование подводных конструкций.

2.Варианты аппаратурно-методических решений: - непрерывное сейсмоакустическое профилирование; - многоканальные наблюдения; - высокочастотные и параметрические наблюдения; - гидролокация бокового обзора.

3.Техника выполнения работ на мелководных акваториях: - плавсредства, их оборудование, источники электропитания; - набортные и забортные устройства, способы буксировки забортных устройств; - геодезическая привязка профилей.

4.Кинематика и динамика отраженных волн в методе НСП: - связь линий t(x) –осей синфазности отраженных волн (годографов) и линий Z(x) отражающих границ;

- типы волн, регистрируемых при работах на акваториях; - кинематика и динамика кратных волн, способы борьбы с ними; - направленность приемных систем и динамика волновой картины.

5. Разрешающая способность сейсмоакустических исследований

во времени и в пространстве.

6. Комплексирование с другими аквальными методами: - электроразведка методом естественных потенциалов (ЕП); - активная электроразведка; - георадиолокация.

7. Наблюдения во внутренних точках среды. Изучение свойств среды на проходящих лучах. Изучение процесса распространения волн. Тонкая структура приповерхностной части разреза. Получение динамических упругих характеристик среды. Учет влияния верхней части разреза в нефтяной сейсморазведке- коррекция статических поправок, переход к многоволновой сейсмике.

2. Скважинные приборы. Конструкция скважин. Состояние приствольной зоны и заполнение скважин – их влияние на результат измерений.

3. Каротажные наблюдения. Вертикальное сейсмическое профилирование, использование отраженных волн. Просвечивания, томография. Многоволновой подход к получению данных.

4. Полезные волны и волны-помехи. Годографы волн. Расчленение разреза по скоростям упругих волн. Комбинация результатов каротажей и просвечиваний, коэффициент анизотропии. Томографическое восстановление скоростного разреза.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. О. В. Семченко [разд. «В зеркале печати (публикации об институте)»]

    Библиографический указатель
    Библиографический указатель «Публикации сотрудников Горного института УрО РАН» посвящен 20-летию института. В нем представлен перечень публикаций почти всех сотрудников за период с 1988 по 2007 год в отечественной и зарубежной печати.

Другие похожие документы..