Методы и объекты сейсмических исследований. Введение в общую сейсмологию - Пузырев Н.Н.
Скачать (прямая ссылка):
т. е. в данном случае глубинная ось синфазности будет иметь форму, сильно отличающуюся от предполагаемой (горизонтальное залегание).
Часть III. Методы структурной сейсмологии
202
Кроме искажения наклонов осей синфазности будет иметь место также смещение отражающих площадок по горизонтали (миграция). В связи с этим при больших наклонах рельефа дна и глубинных границ необходимо осуществить операцию миграции по программам, несколько отличающимся от указанных в гл. 9.
11.4. ЛАБОРАТОРНАЯ ГЕОАКУСТИКА
Лабораторные акустические исследования носят служебный характер в том смысле, что они не направлены непосредственно на изучение геологических объектов. Однако это обстоятельство не снижает их роли в общем комплексе сейсмических исследований различных направлений, ибо они охватывают все разделы сейсмологии и в определенной степени объединяют их.
Лабораторные исследования дают возможность варьировать параметры в изучаемых средах и тем самым дают обнаружить закономерности, позволяющие лучше понять те или иные особенности волновых полей, наблюдаемые в натурном эксперименте.
Лабораторные геоакустические исследования подразделяются на три главных направления: 1) измерение сейсмических параметров, в том числе в различных термодинамических условиях, на образцах горных пород; 2) моделирование прямых и обратных задач структурной сейсмологии; 3) моделирование процессов деформации разрушения твердых тел применительно к задачам очаговой сейсмологии. Ниже кратко рассматриваются технические средства и методика исследований по указанным направлениям.
Изучение сейсмических параметров горных пород. К основным параметрам относятся скорости распространения волн vp и vs. Указанные параметры изучаются как при изначальном состоянии образцов, так и при воздействии на них ряда факторов: давления, температуры, степени насыщения жидкостями и газами. В процессе эксперимента важно выяснить влияние минералогического состава, степени связности частиц и ряда других факторов, что требует большого объема измерений комплекса параметров с учетом целевого назначения предпринимаемых исследований. Поэтому во многих научных и производственных организациях работы в указанных направлениях носят систематический характер и проводятся в специализированных лабораториях, оснащенных соответствующими техническими средствами для проведения экспериментов и обработки получаемой информации.
Наиболее просто определение сейсмических параметров осуществляется при нормальных давлениях и температуре. Повсеместное распространение получил способ на проходящих лучах (рис. 11.11, а). Излучатель и приемник располагаются в этом случае в торцах образца и по осциллограмме измеряется время распространения проходящей волны от источника к приемнику. Пьезодатчики могут иметь различную поляризацию, что даст возможность измерять скорости vp, vsv и vsh- Для создания плоского фронта волны используются датчики с пьсзоэлсментами, размещенными в специальном корпусе. Нижняя поверхность источника в этом случае сопоставима с поперечным сечением исследуемого образца.
Часто наряду со скоростями по заданному направлению важно иметь сведения о показателях анизотропии. Для этого измерения проводятся не менее чем в двух, чаще всего взаимно перпендикулярных, направлениях с параллельным изменением плоскостей поляризации датчиков. Наиболее полно параметры анизотропии и гетерогенности изучаются на образцах сферической формы и достаточно большого размера. Коэффициенты поглощения измеряются в рассматриваемом варианте путем размещения приемников вдоль боковой поверхности образца. Источник также располагается вблизи этой поверхности, в результате чего представляется возможным построить кинематический и динамический годографы. Перед вычислением коэффициентов а либо декрементов поглощения в значения амплитуд вводятся поправки за расхождение фронта волны.
В другом варианте, предложенном Г. Д. Ушаковым и др. [19891, измерения производятся на отраженных лучах (См. рис. 11.11, б). Источник и приемник в этом случае располагаются на верхней поверхности специальной головки (1), выполняющей роль акустической задержки. Нижняя поверхность этой головки плотно соприкасается с исследуемым образцом (2). Нижняя плоскость образца либо свободна, либо соприкасается с акустической нагрузкой (3), изготовляемой чаще всего из того же материала, что и головка. Скорость в образце вычисляется по разности времен прихода отраженных волн от нижней и верхней границ образца. По соотношению амплитуд обеих отраженных волн определяется коэффициент поглощения. Параметры анизотропии измеряются на той же принципиальной основе, что и в случае проходящих волн. Что касается регистрирующей аппаратуры, то до недавнего времени колебательный процесс отображался на экране электронно-лучевой трубки, а с него фотографировался на бумагу. Параллельно воспроизводилась дорожка временной развертки
Глава П. Акустические исследования
Рис. 11.11. Схема измерений при изучении упругих свойств образцов на прямых (а) и отраженных (б) волнах:
1 — головка (линия задержки); 2 — образец; 3 — акустическая нагрузка. И — излучатель, П — приемник.
