Теоретические основы автоматизированного электромагнитного контроля геодинамических объектов

• Автор: Кузичкин, Олег Рудольфович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Муром
• Количество страниц: 402 с. : ил.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ
ОБЪЕКТОВ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА ПЕРВАЯ АНАЛИЗ ОБЪЕКТОВ И ОСОБЕННОСТЕЙ ОРГАНИЗАЦИИ ГЕОДИНАМИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
1.1 Цели и методы геодинамического контроля геологических сред
1.1.1 Геодинамика геологической среды и возникновение катастроф
1.1.2 Контроль геодинамических объектов и основы мониторинга природно-технических систем
1.1.3 Активные и пассивные методы контроля
1.2 Геодинамический контроль экзогенных геологических процессов
1.2.1 Карстовые неоднородности и зоны разломов
1.2.2 Оползни
1.2.3 Осыпи и обвалы
1.3 Организация систем контроля геодинамических объектов и
постановка задачи исследования
1.3.1 Реализация функций геодинамического контроля
1.3.2 Структура информационной обработки геодинамических данных

1.3.3 Эффективность электромагнитного контроля геодинамических объектов
Выводы

ГЛАВА ВТОРАЯ
ОРГАНИЗАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ В НИЗКОЧАСТОТНОМ И УЛЬТРАНИЗКОЧАСТОТНОМ ДИАПАЗОНЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН
2Л Основы организации и структура систем автоматизированного
электромагнитного контроля геодинамических объектов
2.2 Автоматизация геодинамических исследований на основе электромагнитных методов
2.2.1 Задачи и этапы проведения автоматизированных исследований геодинамических объектов
2.2.2 Объектные и обслуживающие подсистемы обработки экспериментальных данных геодинамических исследований
2.2.3 Программно-техническое обеспечение процессов исследования и контроля геодинамических объектов
2.2.4 Применение специализированных операционных систем при геодинамическом контроле
2.3 Особенности обработки информации в системах автоматизированного контроля геодинамических объектов
2.3.1 Передаточная функция геоэлектрического разреза
2.3.2 Распределенная векторная обработка электромагнитных сигналов при геодинамическом контроле сред
2.3.3 Модульный принцип построения обработки информации
2.4 Магнитотеллурическое зондирование и мониторинг импульсных геомагнитных источников
2.4.1 Методы и модели магнитотеллурического зондирования
2.4.2 Распределенные системы сбора, обработки и преобразования геомагнитных данных
2.4.3 Основы организации мониторинга импульсных геомагнитных источников !

Выводы
ГЛАВА ТРЕТЬЯ ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ И ПРОЦЕССОВ ЗЛ Особенности геоэлектрического моделирования геодинамических объектов и процессов
3 Л Л Геоэлектрические модели геологических сред и модели
геодинамических объектов
3 Л .2 Электромагнитные параметры горных пород
3 Л .3 Эквивалентная схема замещения среды
ЗЛ.4 Поле точечного источника на поверхности сред простейшего
строения
3 Л.5 Аппроксимация эквивалентных передаточных функций
геоэлектрического разреза
3.2 Параметрическое моделирование геоэлектрического разреза при геодинамических исследованиях
3.2Л Представление геоэлектрического разреза в виде слоистого
несовершенного диэлектрика
3.2.2 Элементарные модели приповерхностных неоднородностей
3.2.3 Парциальные импедансы сред
3.2.4 Спектральная форма представления геоэлектрических моделей

3.3 Геоэлектрическое моделирование геодинамических процессов и сейсмоэлектрических явлений
3.3.1 Связь электрических и упругих параметров горных пород
3.3.2 Модель взаимодействия электромагнитных и сейсмических
полей в средах
3.3.3 Геодинамические вариации приповерхностных неоднородностей
и их оценка

подготовительных работ по адаптации системы под контролируемый объект.

1.2.3 Осыпи и обвалы
Структура системы геодинамического контроля, которая предназначена для слежения за геодинамическими объектами, такими как зоны осыпей и обвалов, мало отличается от структуры, приведенной на рис. 1.1. Единственным отличием, существенно влияющим на организацию автоматизированного контроля, является то, что данные объекты не относятся к горным породам и они по своим физическим свойствам похожи на смеси. Однако вдоль осыпи и обвала меняется фракция скелета и заполнителя, что приводит к необходимости использования неоднородных моделей геодинамических объектов при информационной обработке. В этом случае при интерпретации результатов обработки информации пользуются приближенными оценками, такими как коэффициент подвижности, характеризующий отношение углов поверхности осыпи к углу естественного откоса материала [25].
Коэффициент подвижности является обобщенным параметром и дает возможность приближенно оценить устойчивость объекта: если коэффициент более единицы то объект является неустойчивым, при значении коэффициента менее 0,5 объект устойчив только с плотным сложением материала, а в остальных случаях для проведения оценки необходим дополнительный контроль за неоднородностью среды и параметрами горных пород слагаемых тело осыпи.
С токи зрения организации геодинамического контроля на осыпях и обвалах оценка устойчивости объекта с использованием коэффициента подвижности позволяет проводить только контроль пространственных распределений углов с помощью векторных измерений низкочастотного электромагнитного поля от точечных источников. Алгоритмы обработки информации при этом могут быть построены на основе оценки поляризационных характеристик пространственного распределения выделенной

аномальной составляющей электромагнитного поля [13].