Определение упругих характеристик низкоскоростных пород, перекрытых высокоскоростным слоем обделки тоннеля, по материалам сейсморазведки

• Автор: Бойко, Олег Владимирович
• Шифр специальности: 25.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1 Особенности распространения продольных волн в низкоскоростных породах перекрытых высокоскоростным слоем и возможность определения их
скоростей
Глава 2 Способ определения скоростей поперечных волн в низкоскоростных породах, перекрытых высокоскоростным слоем, по значениям фазовых скоростей волн рэлеевского типа
2.1 Сравнение способов расчета скоростей поперечных волн по фазовым скоростям волн рэлеевского типа
2.1.1 Сравнение дисперсионных кривых скоростей волн рэлеевского типа рассчитанных для низкоскоростного слоя на высокоскоростном
полупространстве
2.1.2 Сравнение дисперсионных кривых фазовых скоростей волн рэлеевского типа, рассчитанных по скоростным моделям, вычисленным предложенным способом и способом МА8¥ на основе дисперсионной кривой из внутреннего, учебного примера программы ЯабЕхРго_2
2.1.3 Сравнение результатов определения скоростей поперечных волн предложенным способом и модулем МА8¥ программы КасШхРго_2011 по материалам сейсмических наблюдений на реальных объектах
2.1.3.1 На оползневом участке у северного портала 3 ж/д тоннеля трассы Адлер -Красная поляна
2.1.3.2 На участке «Размыва» Санкт-Петербургского метрополитена
2.1.4 Проверка скоростей волн рэлеевского типа, рассчитанных предложенным способом на объектах, где можно достаточно уверенно проследить, как продольные и поперечные волны, так и волны рэлеевского типа
2.2 Алгоритм программы расчета скорости поперечных волн для
полупространства в случае наличия на нем перекрывающего слоя
Глава 3 Способ оценки коэффициента крепости пород (по Протодьяконову М.
М.) по скоростям продольных и поперечных волн
Глава 4 Особенности проведения сейсмических наблюдений и обработки материалов при определении упругих характеристик низкоскоростных пород, перекрытых высокоскоростным слоем обделки тоннеля
4.1 Специальная регистрирующая аппаратура и оборудование
4.2 Проведение измерений при наличии высокоскоростной обделки тоннеля
4.3 Первичная обработка материалов сейсмических наблюдений
4.3.1 Первичная обработка сейсмических материалов и выделение полезных волн при наличии высокоскоростной обделки тоннеля
4.3.2 Определение скоростей поперечных волн в низкоскоростных породах, перекрытых высокоскоростным слоем, по значениям фазовых скоростей волн рэлеевского типа
4.4 Построение сейсмических разрезов (на примере программы томографической обработки сейсмических материалов ПН^ТОМО) и интерпретация полученных
результатов
4.5 Интерпретация материалов
4.6 Особенности использования корреляционных соотношений между
динамическими и статическими модулями упругости и деформации
4.7 Погрешности расчетов
Заключение
Список литературы

Введение
“ Scientific understanding proceeds by way of constructing and analyzing models of the segments or aspects of reality under study. The purpose of these models is not to give a mirror image of reality, not to include all its elements in their exact sizes and proportions, but rather to single out and make available for intensive investigation those elements which are decisive. We abstract from non-essentials, we blot out the unimportant to get an unobstructed view of the important, we magnify in order to improve the range and accuracy of our observation. A model is, and must be, unrealistic in the sense in which the word is most commonly used. Nevertheless, and in a sense, paradoxically, if it is a good model it provides the key to understanding reality. “ (From Baran and Sweezy, «Monopoly Capital», 1968).
Научное понимание процессов идет путем построения и анализа моделей, содержащих части или аспекты изучаемой действительности. Цель этих моделей не в том, чтобы дать зеркальное отражением действительности, не включить в себя все его элементы с их точными размерами и пропорциями, а выделить и сделать доступными для интенсивного исследования те элементы, которые являются решающими. Мы абстрагируемся от второстепенных элементов, мы их сглаживаем, чтобы получить беспрепятственный доступ к важным, для расширения диапазона и повышения точности наших наблюдений. Модель, и должна быть нереальной, в том смысле, в котором это слово обычно используется. Тем не менее, и в этом качестве, как ни парадоксально, если это хорошая модель, она дает ключ к пониманию реальности.
При проектировании, строительстве, реконструкции и мониторинге
состояния транспортных и других тоннелей, для расчета их конструкции
необходимы динамические и статические деформационные, а также прочностные характеристики вмещающих пород. Эти характеристики можно определять геотехническими методами, используя образцы пород и штамповые исследования в условиях естественного залегания. Таким образом, определяют статические деформационные и прочностные характеристики пород в отдельных точках по

Тоннель на этом участке пройден в тонкослоистых глинах твердой консистенции с инженерно-геологическим индексом (ИГЭ 38), имеющих модуль статической деформации порядка 200 МПа, на ПК181+15 их сменяют дислоцированные глины твердой консистенции (ИГЭ 37) с модулем статической деформации равным 100 МПа. На сейсмотомограф ических разрезах эти изменения достаточно хорошо прослеживаются. Описание пород дано с использованием «Таблицы нормативных значений физико-механических характеристик грунтов» по участку: метрополитен Санкт-Петербурга. Линия 1 (КВ), участок от ст. «Лесная» до ст. «Пл. Мужества». Исследования для «Таблицы...» проводилось на изъятых из массива образцах грунтов.
Как видно из представленных материалов сейсмотомографические разрезы хорошо отражают изменения в геологическом строении массива вмещающих тоннель грунтов, а также характер изменения их упругих свойств.
Хотелось бы пояснить, что представленные здесь сейсмотомографические разрезы по скоростям релеевской волны, являются не совсем корректным отображением информации, так как в томографии используются траектории пересекающихся лучей преломленных и рефрагированных волн (приходящих к поверхности наблюдений снизу под различными углами), а волна рэлеевского типа распространяется по поверхности, двигаясь вдоль нее.
Однако, видимая скорость плоской релеевской волны зависит от
приповерхностных скоростных неоднородностей и неравномерности в установке сейсмоприемников. А так как при расчетах используются фазы релеевских волн увязанные по времени на встречных годографах (одинаковая глубина проникновения) с выдержанной видимой частотой (отсутствует дисперсия скорости на используемом участке) томографические расчеты просто
характеризуют изменение наблюденной скорости релеевской волны вдоль
профиля.
Сам термин «томография на поверхностных волнах» [Кизима, 1998; Короновский, 2000] сейчас повсеместно используется. И хотя при томографии используются дисперсионные кривые поверхностных волн, но вариант