Способ сейсмического микрорайонирования Советский патент 1992 года по МПК G01V1/00 

Изобретение относится к инструментальным сейсмологическим исследованиям при сейсмическом микрорайонировании территорий строительства.

Известен способ сейсмического микрорайонирования, включающий размещение пунктов сейсмологических наблюдений в различных инженерно-геологических условиях, регистрацию в них сейсмических колебаний, определение энергетических спектров информативных сейсмических

волн и спектров информативных сейсмических волн и спектров приращения сейсмической интенсивности. Недостатком этого способа является низкая производительность в условиях высокого уровня техногенного шума, обусловленная необходимостью длительных наблюдений для получения сей- смозаписей колебаний, превышающих уровень техногенного шума.

Наиболее близким к предлагаемому является способ сейсмического микрорайони

со

о ю

рования. включающий размещение в различных инженерно-геологических условиях исследуемой территории основных пунктов сейсмологических наблюдений, регистрацию в них информативных сейсмических волн и техногенного шума от различных промышленных источников и определения энергетических спектров информативных сейсмических волн и спектров приращения сейсмической интенсивности.

Недостатком этого способа является низкая производительность, обусловленная длительностью наблюдений в условиях высокого уровня техногенного шума, так как возможности размещения пунктов регистрации вдали от источников шума всегда ограничены необходимостью их установки в определенных инженерно-геологических условиях.

Целью изобретения является повышение производительности инструментальных работ в условиях высокого уровня техногенного шума.

Для достижения этой цели в способе сейсмического микрорайонирования, включающем размещение в различных инженерно-геологических условиях исследуемой территории основных пунктов сейсмологических наблюдений, регистрацию в них информативных сейсмических волн и техногенного шума от различных промышленных источников и определение энергетических спектров информативных сейсмических волн и спектров приращения сейсмической интенсивности, наблюдения проводят в два этапа. При этом на первом этапе на территории сейсмического микрорайонирования и за ее пределами размещают дополнительные пункты на расстояниях не менее 0,5-1,0 км от источников техногенного шума, регистрируют колебания, выбирают три-четыре дополнительных пункта, в которых уровень техногенного шума менее чем в 5-10 раз ниже, чем в основных пунктах. На втором этапе проводят синхронную регистрацию сейсмических колебаний в основных и дополнительных пунктах с относи- тельными погрешностями времен, не превышающим 0,005-0,01 с, а также техногенного шума, предшествующего вступлениям информативных волн, а спектры колебаний определяют в интервалах регистрации информативных сейсмических волн и техногенного шума одинаковой длительности. При этом интервалы устанавливают по дополнительным пунктам с учетом возможных временных сдвигов, обратно пропорциональных кажущимся скоростям информативных сейсмических волн, а спектры приращений сейсмической интенсивности в основных пунктах получают по разностным спектрам в интервалах регистрации информативных сейсмических волн и техногенного шума, предшествующего вступлениям информативных волн.

Обеспечение возможности выделения сейсмических волн на основных пунктах в условиях высокого уровня шума достигается по кинематическим признакам путем еди0 ной временной привязки данных к дополнительным пунктам с погрешностью не более 0,05-0,1 с.

Величина допустимой погрешности измерения времен обусловлена требованиями

5 отождествления длительности интервалов исследуемых колебаний с погрешностью не более периода (0,1с) высокочастотных колебаний.

В противном случае при непротяжен0 ных цугах (три-пять периодов) возможны ошибки в оценках средних значений амплитуд до 20-30% и более. Кроме того, указанная точность измерения времени обеспечивает высокий уровень автоматиза5 ции процедуры обработки данных на ЭВМ практически без вмешательства интерпретатора и определения кажущихся скоростей волн с точностью, приемлемой для ввода поправок.

0 Способ реализуется следующим образом. Наряду с основными пунктами сейсмологических наблюдений, устанавливаемыми на территории сейсмического микрорайонирования и за ее пределами, размещают до5 полнительные пункты на расстояйиях не менее 0,05-1 км от явных источников техногенного шума (автомобильных магистралей, промышленных объектов, строительных площадок и т.п.).

0 Регистрируют сейсмические колебания и определяют интенсивность техногенного шума. Из опыта работ известно, что интенсивность микросейсм техногенного происхождения быстро уменьшается с

5 расстоянием от их источника. Путем ряда перемещений дополнительных пунктов выбирают три-четыре средних из них, но не менее одного, в которых уровень шума не менее чем в 5-10 раз ниже, чем в основных

0 пунктах. Из опыта работ известно, что снижение уровня микросейсм на порядок обеспечивает увеличение количества регистрируемых информативных сейсмозапи- сей меньшего энергетического класса в

5 несколько раз, что приводит к эквивалентному сокращению сроков наблюдений. По сейсмозаписям в дополнительных пунктах определяют временные интервалы анализируемых цугов информативных Р,

S, R-сейсмических волн и интервалы предшествующих сейсмическим волнам цугов микросейсмических колебаний (техногенного шума) в основных пунктах.

На этапе обработки получают разностные энергетические спектры интервалов информативных колебаний и микро- сейсмического шума, что повышает точность оценок приращений сейсмической интенсивности. Полная компенсация шума, очевидно, обеспечивается только в случае, если он не коррелирован с подземным сигналом. В противном случае при вычислениях необходим набор достаточной статистики,которая может быть получена обычным способом по оценкам дисперсии искомых величин приращения сейсмической интенсивности в основных пунктах.

Пример конкретного выполнения способа.

Инструментальные наблюдения проводили в условиях высокого уровня техногенного шума в пределах черты города Улан-Батора.

Сейсмическая группа включала восемь трехкомпонентных пунктов (ГК) регистрации колебаний.

Измерение отношения уровня сигнала и помехи А/В проводили по записям сейсмических волн, возбуждаемых постоянным источником колебаний - промышленным карьером. А/В составило 1,0-3,0 для основной группы регистраторов, размещенных в различных исследуемых инженерно-геологических комплексах в черте города.

Дополнительные пункты (№ 1,2) были вынесены на окраину города на удалении 2,0-2,5 км от основной группы регистраторов и промышленных объектов (ТЭЦ, мясокомбината и т.д.). В таблице приведены результаты определения - приращений сейсмической интенсивности в пунктах, Д Д 1ф- диапазона вариаций Л I при наличии фона помех, ДА I - то же с учетом фона помех по предложенному способу, - тоже по записям колебаний, превышающих уровень помехи не менее чем в 3.0-4 раза.

Определение Д проводились по цугам продольных и поперечных волн в интервалах времени регистрации, устанавливаемых в пунктах №1,2. где отношение А/В всегда превышало 4,0-5,0.

Погрешность измерения относительных времен регистрации колебаний между пунктами составила не более 0,1 с. Частотный диапазон исследования в данном примере составил 0,26-0,64 с.

Длительность наблюдения по предложенному способу составила 20 дней, в то время как длительность наблюдений известным способом (см. Сейсмическое микрорайонирование, М/ Наука, 1977, 75-80), которое было выбрано за прототип составляет 40-60 дней, что свидетельствует о том, что

цель, поставленная автором, достигнута.

Большой диапазон вариаций Д I в пунктах 1, 2 обусловлен не уровнем помех, а вычислительной процедурой, когда значения Д определяются относительно средне0 го уровня интенсивности по всем пунктам наблюдений.

Применение предложенного способа обеспечит увеличение уровня сигнала над шумом в 1,5-2 раза по сравнению с ситуа5 цией отсутствия шума порядка 20-25%.

Формула изобретения

Способ сейсмического микрорайониро0 вания, включающий размещение в различных инженерно-геологических условиях исследуемой территории основных пунктов сейсмологических наблюдений, регистрацию в них информативных сейсмических

5 волн землетрясений и техногенного шума от различных промышленных источников и определение энергетических спектров информативных сейсмических волн и спектров приращения сейсмической интенсивности,

0 отличающийся тем, что, с целью повышения производительности инструментальных работ в условиях высокого уровня техногенного шума, наблюдения проводят в два этапа, при этом на первом

5 этапе на территории сейсмического микрорайонирования и за ее пределами размещают дополнительные пункты на расстояниях не менее 0,5-1 км от источников техногенного шума, регистрируют колебания, выби0 рают 3-4 дополнительных пункта, в которых уровень техногенного шума не менее, чем в 5-410 раз ниже, чем в основных пунктах, на тором этапе проводят синхронную регистрацию сейсмических колебаний в ос5 новных и дополнительных пунктах с относительными погрешностями времени, не превышающими 0,05-0,1 с, а также техногенного шума, предшествующего вступлениям информативных волн, а спектры

0 колебаний определяют в интервалах обработки информативных сейсмических волн и техногенного шума равной длительности, при этом интервалы обработки устанавливают по дополнительным пунктам с учетом

5 временных сдвигов, обратно пропорциональных кажущимся скоростям информативных сейсмических волн, а спектры приращения сейсмической интенсивности в основных пунктах получают по разностным

спектрам колебаний в интервалах обработки информативных сейсмических волн и техногенного шума, предшествующего вступлениям информативных волн.

Изобретение относится к инструментальным сейсмологическим исследованием при сейсмическом микрорайонировании территорий строительства. Целью изобретения является повышение производительности инструментальных работ в условиях высокого уровня техногенного шума. Способ сейсмического микрорайонирования включает размещение в различных инженерно-геологических условиях исследуемой территории основных пунктов сейсмологических наблюдений, регистрацию в них ин- формативных сейсмических волн и техногенного шума от различных промышленных источников. При этом наблюдения проводят в два этапа. На первом этапе на территории сейсмического микрорайонирования и за ее пределами размещают дополнительные пункты на расстоянии 0,5-1 км от источников техногенного шума. На втором этапе проводят синхронную регистрацию сейсмических колебаний в основных и дополнительных пунктах с относительными погрешностями, не превышающими 0,05- 0,1 с, а также техногенного шума, предшествующего вступлениям информативных волн. Спектры колебаний определяют в интервалах регистрации информативных сейсмических волн и техногенного шума одинаковой длительности, при этом интервалы устанавливают по дополнительным пунктам. 1 табл. ЧЭ t