Микросейсмы

В последние годы были разработаны специальные подходы, резко повысившие качество результатов в методе микросейсм. В настоящее время метод трансформирован в микросейсмическое зондирование — ММЗ (Чеботарева И.Я., 2011 г).

Современное состояние вопроса в пассивной сейсмике:

Метод микросейсм (ММЗ) активно развивается в  тектонофизике для локализации “шумящих” областей и объектов, в том числе разломных зон в нижнем полупространстве (Горбатиков А.В., Чебаторева И. Я. и др.,2005-2006 г). Экспериментальные исследования поля микросейсмических волн привели к пониманию, что шум представлен преимущественно поверхностными волнами Релеевского типа, реже волнами Лява. Сейсмический шум преобразуется в колебания доминантной частоты (Николаевский В.Н и др.).

Вертикальная компонента геофонов регистрирует фундаментальную моду Рэлея, реже Лява.

Амплитудный спектр микросейсм в зависимости от времени года, суток несет вариации, что не позволяет без специальных амплитудных поправок, применять его при расчете приращения интенсивности (нужны годовые измерения).

В спектре микросейсмического поля геосред всегда реализуется шумовой хаотический аттрактор с когерентной сигнальной помехой.

Желательно конечно отстраиваться от ветровых и техногенных помех, на побережьях морей и крупных внутренних водоемов — от набегов штормовых волн.

По возможности вести ночную регистрацию, сегодня аппаратура позволяет непрерывную регистрацию, а датчики хорошо размещать в подвальных помещениях — если стройплощадка позволяет.

Методика проведения экспериментальных измерений проста, и сводится к накоплению спектра мощности микросейсмического сигнала в течение некоторого времени. И накапливается микросейсмический сигнал на эталонной площадке. Записи или фрагменты записей следует синхронизировать. Затем по спектрам мощности синхронизированных записей определяются нормированные к эталону амплитуды и грунтовые периоды. Спектральные амплитуды на трех компонентах нормируются по максимуму. Отношения спектральных амплитуд можно использовать по Накамуре или в среднеквадратичном смысле. Грунтовые периоды снимаются в диапазоне 0,303-0,707 от максимума спектра (статистические правила квантилей или допустимые уровни доверия). Затем грунтовые периоды корректируются по записям землетрясений слабых энергий и крипа. И диапазон экспериментальных периодов принимаем в качестве расчетно-преобладающего.

Зачем они нужны. В некоторых практиках антисейсмического проектирования инженеры-проектировщики стремятся период основного тона сооружений отстроить от периодов грунтовой толщи не менее чем в 1,5 раза (например, калифорнийские нормы США).

Реальные акселерограммы всегда имеют островершинные спектры и никогда как обобщенные спектры в СП 14.13330.

Затем проводится анализ спектральных амплитуд и разделяются участки площадки или трассы на: малошумящие, средне шумящие и сильно шумящие грунты.

Вспомним, что «шумят» разломы. В соответствии с высокими шумовыми сейсмическими свойствами, уязвимые в сейсмическом отношении грунты зонируются.

Уязвимые грунты – для нас новый европейский термин — к которому надо привыкать. В отечественной традиции оперируют понятиями худших, лучших грунтов. Оцените дидактику.

Мы не будем заниматься введением поправок по методу микросейсм в интенсивность — физически это не обосновано.

Но если этим методом замечены сильно шумящие грунтовые осцилляторы, будем вводить поправки за резонанс при наличии достаточной мощности сейсмоакустических слоев и существенного перепада импедансов.