PORTALUS.RU → ИНТЕРЕСНО ОБО ВСЁМ → ГИДРОРЕЗОНАНСНЫЕ ВИБРАТОРЫ → Версия для печати

Постоянный адрес публикации (для научного и интернет-цитирования)

По общепринятым международным научным стандартам и по ГОСТу РФ 2003 г. (ГОСТ 7.1-2003, "Библиографическая запись")

Э.К. СОЛОМАТИНА, ГИДРОРЕЗОНАНСНЫЕ ВИБРАТОРЫ [Электронный ресурс]: электрон. данные. - Москва: Научная цифровая библиотека PORTALUS.RU, 13 декабря 2013. - Режим доступа: http://portalus.ru/modules/interesting/rus_readme.php?subaction=showfull&id=1386946444&archive=&start_from=&ucat=& (свободный доступ). – Дата доступа: 19.04.2024.

По ГОСТу РФ 2008 г. (ГОСТ 7.0.5—2008, "Библиографическая ссылка")

Э.К. СОЛОМАТИНА, ГИДРОРЕЗОНАНСНЫЕ ВИБРАТОРЫ // Москва: Научная цифровая библиотека PORTALUS.RU. Дата обновления: 13 декабря 2013. URL: http://portalus.ru/modules/interesting/rus_readme.php?subaction=showfull&id=1386946444&archive=&start_from=&ucat=& (дата обращения: 19.04.2024).

Найденный поисковой машиной PORTALUS.RU оригинал публикации (предполагаемый источник):

Э.К. СОЛОМАТИНА, ГИДРОРЕЗОНАНСНЫЕ ВИБРАТОРЫ / http://portalus.ru.

публикация №1386946444, версия для печати

ГИДРОРЕЗОНАНСНЫЕ ВИБРАТОРЫ

Дата публикации: 13 декабря 2013
Автор: Э.К. СОЛОМАТИНА →
Публикатор: Научная библиотека Порталус
Рубрика: ИНТЕРЕСНО ОБО ВСЁМ →
Источник: (c) http://portalus.ru →
Номер публикации: №1386946444 / Жалобы? Ошибка? Выделите проблемный текст и нажмите CTRL+ENTER!

Математические методы геофизики, развиваемые на базе вычислительных технологий, предъявляют высокие требования к точности и достоверности результатов наблюдений. В связи с этим в Институте вычислительной математики и математической геофизики СО РАН еще в 1978 г. создали новое подразделение - отдел геофизической информатики. О его достижениях рассказал доктор технических наук Б. Глинский.

В отделе разрабатывают аппаратуру и совершенствуют способы регистрации геофизических полей, прежде всего наиболее информативных - сейсмических. Созданы передвижные полевые комплексы, оснащенные вычислительными средствами на уровне современных сейсмологических обсерваторий; они позволили развернуть программу работ по развитию методов глубинного зондирования недр не традиционными импульсными (взрывы, землетрясения), а вибрационными сигналами. Дело в том, что продолжительное их излучение по общей энергии эквивалентно мощному взрыву, но они не разрушают и не изменяют грунт, и кроме того, излучатель может многократно, с высокой точностью повторять "посылку" импульсов со строго заданными параметрами - это невозможно осуществить при взрывной технологии зондирования.

Регистрация таких сигналов (и извлечение из них информации о строении геологической среды) потребовала разработать специальные алгоритмы, ибо на значительном удалении от источника они становятся в десятки и сотни раз слабее даже микросейсмических шумов. Лишь разработанные в отделе геофизической информатики высокоточные системы компьютерного управления вибраторами позволили улавливать сигналы от соответствующих установок мощностью 100 кВт и силой воздействия 100 т на расстоянии до 300 км и при этом получать содержательные сейсмограммы. Так что стала прорисовываться перспектива создания глобальных систем активного сейсмического зондирования для детального изучения внутреннего строения Земли и геодинамических процессов.

В первых образцах мощных вибраторов использовали центробежные силы, создаваемые при вращении массивных валов со смещенным центром тяжести. Однако эта схема не разрешает беспредельно увеличивать мощность вибровоздействия. Поэтому сотрудники отдела геофизической информатики предложили (и запатентовали) новый принцип построения вибраторов - гидрорезонансный - и сконструировали опытные установки на 50 и 200 т. В них используют наполненный водой резервуар (цистерна, колодец, шахта, котлован) с "воздушной подушкой" на дне. Масса воды с упругим воздухом образует резонансную систему, которую "раскачивают" пневматическим приводом. При этом силовое воздействие эффективно передается прилегающему грунту, и мощность воздействия повышается практически беспредельно. На этом принципе можно создавать вибраторы, развивающие силу в тысячи тонн, что необходимо для глобальной системы активного сейсмического зондирования. Очевидна и экономичность данной установки: ее основные "силовые" элементы - "дармовые" вода и воздух.

Достигнутый уровень точности позволил перейти к изучению не только строения, но и изменчивости геологической среды во времени. Оказалось, что она обусловлена инфразвуковой волной, которая возбуждается колебаниями поверхности грунта (амплитуда - 10 мм) в окрестностях вибратора. Детальное исследование этого явления помогло обнаружить (и проиллюстрировать прямыми измерениями) эффект атмосферно-литосферной волновой индукции. Она наиболее интенсивна там, где близки скорости поверхностных волн в земле и звука в атмосфере.

В ходе дальнейшего поиска удалось обнаружить аномалии распространения сейсмических волн, вызванные деформацией литосферы под влиянием лунно- солнечных приливов. Вообще гравитационное воздействие двух этих небесных тел рассматривается как природный эталон деформирующих сил. Он имеет точное математическое описание, идеально прогнозируется во времени и пространстве, действует в глобальном масштабе. Прецизионные системы глубинного сейсмозондирования, предназначенные для изучения геодинамики, должны давать результаты "на фоне" приливных эффектов. В ходе специального эксперимента сотрудники отдела выявили: время распространения волн меняется с периодом 12 и 24 ч, что соответствует характеристикам приливного ускорения, а относительные изменения скорости распространения волн составляют 10е-6. Система зондирования с такими метрологическими параметрами может оказаться полезной для отслеживания вариаций напряженного состояния среды в очагах потенциальных землетрясений.

Что же касается сомнений ряда зарубежных специалистов относительно достоверности результатов по вибровоздействию, полученных в СО РАН, то надо вспомнить: для их проверки и подтверждения сотрудники отдела совместно с коллегами из Токийского института исследований землетрясений в 1995 г. успешно провели международный эксперимент - изучали структуру сейсмического поля, создаваемого мощными вибраторами, установленными на полигоне у села Быстровка в Новосибирской области. С российской стороны работами руководил академик А. С. Алексеев, с японской - профессор Джуно Касахара, а в самом эксперименте участвовали специалисты Института геофизики СО РАН, Новосибирской опытно-методической вибрационной экспедиции и Центра региональных геофизических и геоэкологических исследований "Геон" (Министерство природных ресурсов РФ). Все использовали собственную аппаратуру, что позволило регистрировать сигналы от вибраторов одновременно на различных удалениях и направлениях. Когда результаты сравнили, то оказалось: все комплексы аппаратуры зарегистрировали интенсивные сигналы. Эксперимент показал, что резонансные свойства поверхностного слоя играют существенную роль в излучении вибрационных волн. Этот слой на Быстровском полигоне обладает повышенной упругостью, в нем проявляется резонанс. Массы грунта в окрестностях вибратора интенсивно "раскачиваются" и передают усиленное механическое воздействие коренным породам на большой площади, причем излучение волн "сквозь резонанс" почти на порядок интенсивнее, чем при "посылке" их непосредственно в коренные породы. А значит, мощные вибраторы гидрорезонансного типа будут особенно эффективными, если их установить в местах, где отсутствует резонирующий грунт - они имеют собственную резонансную систему.

Таким образом, применение вычислительных методов и средств в геофизике и геофизическом приборостроении позволяет совмещать техническое зондирование геологической среды с ее математическим моделированием в едином информационном процессе исследования.

Опубликовано 13 декабря 2013 года

Картинка к публикации:

Полная версия публикации №1386946444 →

© Portalus.ru

Главная → ИНТЕРЕСНО ОБО ВСЁМ → ГИДРОРЕЗОНАНСНЫЕ ВИБРАТОРЫ

При перепечатке индексируемая активная ссылка на PORTALUS.RU обязательна!

Проект для детей старше 12 лет