Акустическая эмиссия дискретной геофизической среды

• Автор: Мухамедов, Валерий Аширович
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1993
• Место защиты: Ашгабат
• Количество страниц: 220 с. : ил.

РЕФЕРАТ
Диссертацион иш Туркменистан Ылымлар академиясыньщ Физики-техники институтынщ акустик эмиссия лабораториясында ерине етирилди хем-де акустик эмиссиянын айратынлыклары боюнча сейсмик працесид стадияларынын идэнтификациялашдырылан усулларыны еэ геофизики среданыц ягдайына контроллык этмегин усулларыны шлеп тайярламага багышланды.
Ылмы иш гиришден, 5 бапдан, жемлемеден,машынкада язылан текстин 240 сахыпасындан, 44 суратдан, 3 таблицадан ве 204 ат гиризилен эдебият списогындан ыбаратдыр.
Дискрет среда хекмунде алнан ер габыгы ве ер габыгынын дузумини уйтгедип гурмак працеслери билен бирликде болян акустик шехлеленме дерневлерин объектлери болуп дуряр.
Ишин максады - ер габыгынын дузумини уйтгедип гурмак процеслеришщ дурли стадияларынын ве айратынлыкларыныц моделлерини хем-де шейле процеслерде сейсмоакустик эмиссиянын параметрлериниц вариацияларынын моделлерини шлеп тайярламакдан, шейле хем сейсмоакустик параметрлерин хесиетиндеки аиратынлыкларыны сейсмик процесіщ стадияларыны идентификациялашдырмак учин уланмакдан ыбаратдыр.
Йлкинжи гезек ер габыгынын материалларына дискрет • среда хекмунде чемелешмек эсасында,ер габыгынын дузумини уйтгедип гурмак процеслеринин нетижесинде болуп гечйен акустик шехлеленменин айратынлыклары анализленди. Дискрет блок дузуминин дурнуклылыгыны йитирмеси хекмунде алнан геофизики среданыц сындырылмагынын тезе критерисиниц эсасында ертитремениц тезе акустик прогностик аламатлары йузе чыкарылды.
Илкинжи гезек сейсмоакустик эмиссиянын узак вагтлык сан регистрациясы гечирилди. ОА-сигналларыц шлеп тайярламак теклип эдилен усуллары тезе дузум айратынлыкларыныц знчемесіши, вагтлайын ве энергетики оклардакы процеслерин фракталлыгыны еє фрактал елчеглиликлерш арасындакы багланышыгы йузе чыкармага мумкинчилик берди. 03-езунден жебислешмвк критики ягдаиыныц фронтларындан болян ОАЭ генерациясынын тезе механизмы теклип эдилди. Перколяцион якынлашмада теоретики ве экспериментал гезегчилик эдилен фрактал елчеглиликлерин' арасында канагатланарлыклы ылалашык алынды.
Ер габыгынын материалларында дурли динамики процеслере лайык гелйен релаксация функцияларынын универсал хесиети • аныкланылды. Релаксация функциялары универсал алгебраик хаяллама гернушде болярлар. Релаксация функциясыныц универсал формасынын ер габыгынын материалларынын иерархик гурлушы билен багланышыклылыгы геркезилди ев релаксация функциясынын универсал формасыны душундирйен дузуміщ уйтгедіш гурлушынын математіпш модели тєкліш эдилди.
1. ВВЕДЕНИЕ
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКИХ ПРЕДВЕСТНИКОВ: ПЕРКОЛЯЦИОННЫЙ ПОДХОД
2.1. Моделирование дискретной геофизической среды
2.2. Вариации сейсноакустической эмиссии в дискретной геофизической среде
2.3. О наблюдениях скоростей уппугих волн с целью прогноза разрушения геоФизичнской среды
2.4. Построение иерархии прогностических признаков
3. ДИНАМИЧЕСКИЙ ПОДХОД К СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ
3.1. Математическая структура огибающей и методы определения Фрактальных размерностей
3.2. Анализ структуры выбросов огибающей
3.3. Результаты регистрации САЭ
3.4. Анализ аппаратуры
3.5. Обсуждение результатов
3.6. Механизмы генерации САЭ - фронты самоорганизованного критического состояния
3.7. Аномальное акустическое излучение
перед местным землетрясением
3.8. Фрактальные размерности региональной сейсмичности
З.Э. Фрактальная структура сейсмичности и самоорганизованное
критическое состояние
4. РЕЛАКСАЦИОННЫЙ ПОДХОД К СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ И СЕЙСМИЧНОСТИ
4.1. Процессы с фрактальным временем в сейсмоакустике
и сейсмологии
4.2. Универсальность функций релаксации динамических процессов в земной коре
4.3. Динамическая модель иерархической дискретной среды
5. ВЫВОДЫ
6. ПРИЛОЖЕНИЕ
6.1. Перколяционное описание упругих свойств дискретной среды -обзор теоретических и экспериментальных работ
6.1.1. Модули упругости дискретной среды
6.1.2. Механическая устойчивость дискретных структур
6.2. фрактальный анализ сейсмоакустических и сейсмических рядов -корреляционный интеграл и устойчивые распределения
7. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работу. Исследование структуры материалов земной коры и процессов их деформирования является вазнейшей проблемой для многих отраслей науки и техники - от задач прогноза землетрясений и расчета устойчивости земляных склонов до задач контроля состояния нефте- и газоносных пластов при технологических процессах нефте- и газодобычи.
Упругие волны являптся наиболее удобным инструментом изучения структуры и свойств материалов земной коры.Традиционная сейсмология и сейсморазведка имеют дело с длиннопериодными волнами.однако для изучения более тонких деталей структуры необходимо использовать болев высокие частоты колебаний. Из-за сильного поглощения и рассеяния высокочастотных волн прямые исследования параметров таких волн ограничены малыми масштабами длины и приме-няяится в основном в шахтной геоакустике. Исследования геофизической среды связаны с наблшдениями по большим площадям и большим масштабам длины, и из акустических величин для таких исследований наиболее пер-спективными являются наблюдения сейсмоакус-тической эмиссии('бйЗ,высокочастотный сейсмический шум) - естественное излучение акустического диапазона.постоянно присутствующее на любом участке земной коры. Помимо сравнительной простоты аппаратуры и методики наблюдений. САЗ имеет ряд других преимуществ - если параметры распространения упругих волн дают информацию об интегральных характеристиках среды в целом, параметры САЗ несут информацию о локальных процессах перестройки структуры земной коры и о кинетике процесса.
Цельработы. Целью работы является исследование меха-

них элементов при приблинении к перколяционному порогу Р /28/,Особенности поведения второй группы прогностических признаков связаны,таким образом, с критическим поведением среды при
тппммппияыим и пдгплпо пппягтм игшгп гшпяпии Лпа чтпЛ гппппн
признаков требуется возникновение в среде разреженной фрактальной структуры, причем фрактальная структура может быть сформирована по иным,более общим законам,чем описанная выше простейшая картина замороженного беспорядка. Некоторые примеры усиления "шума'Что есть в данном случае относительных дисперсий наблюдаемых величин) показаны на рис.2.4-2.б по данным работы б.й.Сеидовой /10?/,
На рис.2.4 показаны изменения отностительной статистической
7. 2#
дисперсииьиР/Ур, рассчитанные по данным об изменениях скорости Ур продольных волн в угольном массиве перед разрушением Сданные З.И.Нячкина /12/,рис.33).Здесь и далее предполагалось,что изменение концентрации р = р-р_ ^геофизической среде перед разрушением является функцией времени,которую можно разложить по степеням 1= Ь=б_, где -момент разрушения.Полагая,что в окрестности крити-ческой точкиар=^ , г>0, можно построить график относительной дисперсии в зависимости от времени.Из графика видно,что при приблинении момента разрушения относительная дисперсия резко возрастает. На рис.2.5 приведена аналогичная зависимость »построенная по данным об изменениях скоростей продольных волн в шахте им.Калинина С/12/,рис.35).На рис.2.б показано изменение относительной дисперсии отношения продольных и сдвиговых волн в угольном пласте С/12/, рис.37), Видно,что эта величина также резко возрастает при приближении момента разрушения.
На рис.2.7 показаны экспериментальные значения амплитуды оги-