Моделирование зон геоакустической эмиссии в условиях деформационных возмущений

• Автор: Пережогин, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: п. Паратунка Елизовский район, Камчатский край
• Количество страниц: 102 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Геоакустическая эмиссия земной коры

1.1 Физическая постановка задачи

1.2 Геоакустическая эмиссия в условиях деформационных возмущений .

1.3 Деформации земной коры в сейсмоактивном регионе .

1.4 Выводы

2 Математическое моделирование напряженно

деформированного состояния земной коры

2.1 Математическая постановка задачи о напряженном состоянии земной коры

2.2 Сосредоточенные силы в неограниченном теле. Решение

Кельвина.
2.3 Сосредоточенные силы в упругом полупространстве. Решение Миндлина
2.4 Моделирование земной коры с учетом фрактальных свойств
2.5 Реологическая модель горных пород земной коры.
2.6 Выводы
3 Математическое моделирование зон геоакустической эмиссии
ОГЛАВЛЕНИЕ
3.1 Моделирование нелинейного разуплотнения земной коры .
3.2 Численный расчет полей деформаций в условиях подготовки землетрясения в земной коре.
3.3 Вычисление зон гсоакусти1ческой эмиссии
3.4 Алгоритм определения направления акустического излучения
3.5 Результаты расчета интенсивности геоакустической эмиссии
3.6 Выводы.
Заключение
Список литературы


В результате чего при продолжительной нагрузке и достижения наряжений критических значений может происходит разуплотнение горных пород. Сам по себе механизм разуплотнения связан с нарушением сплошности среды. В качестве простейшей модели данного процесса было рассмотрено упругое полупространство с простой сосредоточенной силы, и введен критерий для точек полупространства, которые попадают в область дилатансии. Если говорить о возможности повышения интенсивности геоаку-стической эмиссии, которая является прямым следствием изменения напряженно-деформированного состояния горных пород, то в области дилатансии при подготовке землетрясения будет возрастать амплитуда геоакустических сигналов с увеличением напряжений. Дилатансия горных пород является одним из возможных механизмов, описывающий геоакустическую эмиссию при подготовке землетрясения. В целом, источниками акустической эмиссии служит поле упругих напряжений, которое генерируется раскрытием трещин. Вторым наиболее активным процессом, приводящим к акустической эмиссии, является движение по границам неоднородностей и разломов, которые имеются в реальной среде, в данном случае в горных породах. По процесс раскрытия трещин возникает при разрушении среды [, |, и поле напряжений достигают разрушительных значений. В случае наблюдений геоаку-стической эмиссии при подготовке землетрясения раскрытие трещин на удалении сотен километров маловероятно, хотя и нсисключено. Поэтому сигналы акустической эмиссии являются подвижкой по границам существующих неоднородностей. В связи даже незначительные изменения напряженно-деформированного состояния могут приводит к эмиссии. Акустическая аппаратура обладает очень чувствительными датчикам, поэтому геоакустические предвестники землетрясений могут проявляется и меньших уровнях деформаций. Поэтому исследование уровней напряжений и деформаций в окрестности очагов землетрясений является ключевым моментом для того, чтобы указать связь между наблюдаемыми эффектами в геоакустической эмиссии и сейсмическим событием. Нужно так же, отметить, что наблюдаемая эмиссии является высокочастотной (6- кГц), то и источники, излучающие упругие волны, расположены на расстоянии до сотни метров от станций. В работе [] предпринимались попытки оценить радиус деформационного влияние землетрясения. Полученная эмпирическая зависимость радиуса области от энергии землетрясения указывает размер зон вокруг землетрясения, где относительные деформации превышают приливную деформацию “8 Земли. Однако, другие уровни деформаций не рассматриваются. В работах [, ] строится модель поля деформаций поверхности земной коры с мягким включением. Область очага землетрясения обладает отличными от остальной части пространства физическими свойствами. В результате данная модель дает возможности вычисления нанряженно-деформировашюго состояния в окрестности очага землетрясения. В работе [] в качестве модели земной коры предлагается упругое полупространство. Исследуются возможные деформации земной коры при различных механизмах очага землетрясений (сосредоточенные источники, движения но границам разлома и т. Однако, уровни относительных деформаций не рассматривается, а анализируется смещение дневной поверхности земной коры при возможном механизме очага. Важные результаты по исследованию геодинамики Тихоокеанского Активного пояса получены в работе [], в которой были использованы методы математического моделирования тектонических процессов с целью изучения современного движения коры и литосферы. Выполнено математическое моделирование зон геоакустичсской эмиссии по уровням относительных деформаций земной коры. В состояниях между дилатансией и уровнем приливных деформаций можно выделить зоны, в которых будет повышенная интенсивность геоакустичсской эмиссии. Важно, отметить, что если бы рассматривалось поле деформаций именно вблизи очага землетрясения, то необходимо было бы учитывать механизм очага. Но на большом удалении порядка первых сотен километров данный вопрос не является столь важным. Поэтому не затрагивая механизма очага землетрясения предложена модель земной коры с двумя типами сосредоточенных сил: простая сила и двойная сила.