ДО ПРОБЛЕМИ ВИЗНАЧЕННЯ ФІЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ СКЛАДНО ПОБУДОВАНИХ СЕРЕДОВИЩ З ВИКОРИСТАННЯМ МЕТОДУ NEAER-SURFASE CROSWELL
DOI:
https://doi.org/10.17721/1728-2713.86.02Ключові слова:
приповерхнева свердловина, тиск, поперечна хвиля, сейсмічна швидкість, модуль пружності, анізотропія, насичення, поглинанняАнотація
Мета. Вивчення акустичних, пружних і анізотропних властивостей верхньої частини розрізу складнопобудованих геологічних середовищ. Методика. На ділянках будівельних об'єктів, розташованих у різних сейсмогеологічних умовах, проведено сейсмічні спостереження в неглибоких свердловинах методом NSCW – near-surface cross well testing. Опрацьовано польові сейсмічні записи. Визначено кінематичні та динамічні параметри поздовжньої й різнополяризованих поперечних хвиль. Побудовано та проінтерпретовано тонкошаруваті одномірні моделі фізичних властивостей середовища на основі нелінійної теорії еластодинаміки. Результати. Визначено, що навколишнє середовище з високопористими, водонасиченими породами і аномально високим пластовим тиском має аномально низьке значення швидкостей і градієнта збільшення їх з глибиною. При повторному вивченні цього середовища, після побудови там глибоких паль отримано завищені значення сейсмічних швидкостей, що пояснюється зменшенням у розрізі аномально високого пластового тиску і, відповідно, пористості порід після монтажу паль. При збільшенні пустотності в ненасичених галькових породах, при розрахунках за стандартною методикою отримано від'ємне значення коефіцієнта Пуассона. При вивченні швидкостей поперечних хвиль виявлена сейсмічна анізотропія, що пов'язана з напрямком упаковки зерен порід. Зміна властивостей порід з глибиною має більш тісний зв'язок із частотами хвиль, ніж з їхніми амплітудами. Наукова новизна. Визначено модулі пружності 3-го порядку, які більш чутливі до мінливості нелінійних пружних властивостей порід середовища, ніж модулі 2-го порядку. Значення коефіцієнта Пуассона для одних і тих самих порід, що перебувають у різних умовах гірського тиску, перераховані для умов заданого тиску на основі некласичної теорії деформації. Практична значимість. Отримані результати можуть застосовуватися для дослідження середовищ, що характеризуються складними сейсмогеологічними гідродинамічними умовами і представлені глинисто-піщаними породами високої пористості та водонасичення.
Посилання
Aghayev, KH.B., Amrahov, A.T., Mehralyev, F.E. (2012). Engineeringgeophysical reserches by translucence of cross-hole phase method.Geophysics news in Azerbaijan, 1–2,17–21.
Aleksandrov, K.S., Prodajvoda, G.T., Maslov, B.P. (2001). Metod opredeleniya nelinejnyh uprugih svojstv gornyh porod. Dokl. RAN, 380(1), 109–112.[in Russian]
Aleksandrov, K.S., Prodajvoda, T.G. (2000). Anizotropiya uprugih svojstv mineralov i gornyh porod. Novosibirsk: Izdatelstvo SO RAN. [in Russian]
Antipov, V.V., Ofrikhter, V.G. (2016). Modern nondestructive method of researching of geological-engineering section.PNRPU Bulletin Construction and architecture, 7, 2, 37–49. DOI: 10.15593/2224-9826/2016.2.04. [in Russian]
Bezrodna, I., Bezrodnyi, D., Holiaka, R. (2016). Mathematical modelling of influence of the mineral composition and porosity on elastic anisotropic parameters of complex sedimentary rocks of Volyn-Podolia area.Visnyk of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Geology, 73, 27–32.[in Ukrainian]
Boganik, G.N., Gurvich, I.I. (Eds.) (2006). Sejsmorazvedka. Uchebnik dlya vuzov. Tver: Izdatelstvo AIS. [in Russian]
Burger, H. R., Sheehan, A. F., Jones, C. H. (2006). Introduction to Applied Geophysics: Exploring the shallow subsurface W.W. Norton & Co., New York.
Burger, H.R. (1992). Exploration geophysics of the shallow subsurface. United States. Prentice Hall.
Crice, D. (2011). Near-surface, downhole shear-wave surveys: A primer. The Leading Edge, 30(2), 164–171.
Dejneko, S., Vizhva, S., Nesterenko, G., Bernevek, A., Ivashenko, S. (2017). Sejsmoakustichnij monitoring stanu gruntiv Dnistrovskogo shilu (u zoni rozmishennya napirno-stacionarnogo vuzla). Visnyk of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Geology, 78, 30–35. [in Ukrainian]
Dugarov, G.A., Obolenceva, I.R., Chichinina, T.I. (2011). Analiz anizotropii skorostej i poglosheniya sejsmicheskih voln v srede s odnoj sistemoj parallelnyh granic. Tehnologii sejsmorazvedki, 3, 29–41. [in Russian]
Garotta, R. (2000). Poperechnye volny: ot registracii do interpretacii. Kratkij kurs lekcij dlya vysshih uchebnyh zavedenij. [in Russian]
Gheslagni, F., Santamarina, J.C. (1998). Data pre-processing in cross-hole geotomography: Journal of Environmental and Engineering Geophysics, 3, 41–47.
Guliyev, H.H., Aghayev, Kh.B., Hasanova, G.H. (2016). Determining the Elastic Moduli of the Third Order for Sedimentary Rocks Based on WellLogging Data. Izvestiya, Physics of the Solid Earth, 52(6), 836–843.
Guliyev, H.H., Aghayev, Kh.B., Shirinov, N.M. (2010). The research of the influence of the pressure to the values of elastic parameters of geological medium on the basis of seismic and well data. Visnyk of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Geology, 50, 10–16.
Karpov, I.A., S.B. Gorshkalyov, S.B., Vishnevskij, D.M. (2014). Dva mehanizma obrazovaniya vzaimno ortogonalno polyarizovannyh poperechnyh voln po dannym VSP. Materialy Vserossijskoj konferencii, posvyashennoj 100-letiyu so dnya rozhdeniya akademika N.N. Puzyryova, 813 dekabrya, Novosibirsk, 49–54. [in Russian]
Kuliev, G.G. (2000). Opredelenie koefficienta Puassona v napryazhennyh sredah. Dokl. RAN, 370(4), 534–537. [in Russian]
Li G., Stewart, R. R. (1996). Data processing methods for crosswell seismic imaging.Seismic Exploration, 5, 213–228.
Manufacturer of seismic borehole equipmentfor tomography, crosshole and downhole applications (n. d.). Retrieved from www.crosswellinstruments.de
Maslov, B.P., Prodajvoda, G.T., Vyzhva, S.A. (2000). Matimatichne modelirovaniya vplivu tisku i u trishinuvatih girskih porodah. Geophys. journal, 22, 113–118. [in Ukrainian]
Moret, G.J.M., Knoll, M.D., Barrash, W. Clement W. P. (2006). Investigating the Stratigraphy of an Alluvial Aquifer Using Crosswell Seismic Traveltime Tomography. FIGS.10.1190/1.2195487
Oshkin, A.N. Ermakov, R.Yu. Ragozin, N.A. Ignatev, V.I. (2016). Mezhskvazhinnoe sejsmicheskoe prosvechivanie – opyt, metodologiya, apparatura. Pribory i sistemy razvedochnoj geofiziki, 3, 37–47. [in Russian]
Park, C. B., Miller, R.D. Xia, J., Ivanov, J. (2007). Multichannel analysis of surface waves (MASW) – active and passive methods. Kansas Geological Survey, Lawrence, USA, THELEADINGEDGEJANUARY, 60-64.
Park, C.S., Lim, J.Y., Choi, C.L., Kong, B.C., Mok, Y.J. (2008). Recent development of borehole seismic tests.World Conference on Earthquake Engineering, October 12–17, Beijing, China.
Pratt, R.G., Sirgue L., Hornby B., Wolfe J. (2008). Crosswell waveform tomography in fine-layered sediments.Meeting the challenges of anisotropy 70th EAGE Conference & Exhibition, 9–12 June, Rome, Italy,1–5.
Puzyrev, N.N., Trigubov, A.V., Brodov L.Yu. et al. (1985). Sejsmicheskaya razvedka metodom poperechnyh i obmennyh voln. M.: Nedra. [in Russian]
Suroso, T., Laksono, H., Triyoso, W., Priyono, A. (2017). Estimating anisotropy parameter by shear wave splitting of crosswell seismic data: a case study on inter-bedded sand-shale layers. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. Sci. 62/ 012019, 1–7.DOI: 10.1088/17551315/62/1/012019.
Taeseo, K., Paul, W. (2013). Evaluating the In Situ Lateral_Stress Coefficient (Kₒ) of Soils via Paired Shear Wave Velocity Modes. Journal of geotechnical and geoenvironmental 10.1061/(ASCE)GT. 1943-5606.0000756.
Thomsen, L. (2002). Understanding Seismic Anisotropy in Exploration and Exploitation. Distingwished İnstructor Short Course. Distingwished İnstructor Series, 5,238.
Tokeshi, K., Harutoonian, P., Leo, C.J., Liyanapathirana S. (2013). Use of surface waves for geotechnical engineering applications in Western Sydney Adv. Geosci., 35, 37–44. DOI: 10.5194/adgeo-35-37-2013
Vyzhva, S.A., Maslov, B.P., Prodajvoda, G.T. (2005). Effektivnye uprugie svojstva nelinejnyh mnogokomponentnyh geologicheskih sred. Geophys. Journal, 27(6), 1012–1022. [in Russian]
Wadhwa, R.S., Ghosh, N., Chaudhari, M.S., Ch.Subba Rao and Raja Mukhopadhyay (2005). Pre and post-excavation cross-hole seismic and geotomographic studies for a Nuclear Power Project. J. Ind. Geophys. Union, 9(2), 137–146.
Yasnickij, A.A., Kolodij, A.A., Shabarin, V.N. (2012). Sravnenie effektivnosti primeneniya metoda MASW c tradicionnymi metodami sejsmorazvedki dlya celej inzhenernyh izyskanij. 8-ya mezhdunarodnaya konferenciya i vystavka – Inzhenernaya geofizika, 23–27 aprelya, Gelendzhik, Rossiya, 1–5. [in Russian]
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Геологія
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Ознайомтеся з політикою за посиланням: https://geology.bulletin.knu.ua/licensing
