О методе поверхностно-волновой томографии и перспективах его применения в инженерной сейсморазведке

Авторы

  • Илья Сергеевич Левин Санкт-Петербургский государственный университет, Россия, Санкт-Петербург, Университетская набережная, д. 7–9, 199034 https://orcid.org/0000-0001-9203-8409
  • Андрей Валерьевич Пономаренко Санкт-Петербургский государственный университет, Россия, Санкт-Петербург, Университетская набережная, д. 7–9, 199034
  • Вячеслав Владимирович Половков Санкт-Петербургский государственный университет, Россия, Санкт-Петербург, Университетская набережная, д. 7–9, 199034 https://orcid.org/0000-0001-7214-6015
  • Дмитрий Андреевич Попов Санкт-Петербургский государственный университет, Россия, Санкт-Петербург, Университетская набережная, д. 7–9, 199034
  • Владимир Николаевич Троян Санкт-Петербургский государственный университет, Россия, Санкт-Петербург, Университетская набережная, д. 7–9, 199034

DOI:

https://doi.org/10.21638/spbu07.2022.201

Аннотация

В инженерной сейсморазведке в большинстве случаев верхнюю часть разреза изучают с помощью преломленных волн, а также поверхностных волн в рамках метода MASW. Настоящая работа посвящена рассмотрению относительно нового подхода для изучения верхней части разреза, который активно применяется в сейсмологии при исследовании верхней мантии и глубинной части земной коры, а именно метода поверхностно-волновой томографии. Данный метод представляет практический интерес, так как позволяет получать 3D модели среды и проводить удаленное изучение объектов, а также обладает потенциально лучшим пространственным разрешением, чем широко используемый метод обработки поверхностных волн MASW. В рамках настоящей работы были проведены тесты разработанного алгоритма поверхностно-волновой томографии с использованием прямых лучей на модельных данных. Была выполнена оценка работоспособности алгоритма и его разрешающей способности, а также рассмотрены оптимальные системы наблюдений и параметры решения обратной задачи в рамках поверхностно-волновой томографии. По результатам проведенных исследований можно заключить, что метод поверхностно-волновой томографии в целом, и разработанный алгоритм обработки данных с использованием прямых лучей в частности, можно эффективно использовать для решения инженерно-геологических задач.

Ключевые слова:

инженерная сейсморазведка, поверхностные волны, верхняя часть разреза, сейсмическая томография

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.
 

Библиографические ссылки

Бондарь, В. И. (2003). Основы Сейсморазведки. Екатеринбург: Издательство УГГА.

Буров, В.А., Сергеев, С.Н., Шуруп, А.С., Щербина, А.В. (2015). Томографическое восстановление характеристик дна мелкого моря. Акустический журнал, 61(5), 583-595. https://doi.org/10.7868/S0320791915050068

Левшин, А. Л., Яновская, Т. Б., Ландер, А. Л. (1987). Поверхностные сейсмические волны в горизонтально-неоднородной земле. М.: Наука, 277 с.

Преснов, Д.А., Собисевич, А.Л., Груздев, П.Д., Игнатьев, В.И., Коньков, А.И., Мореев, А.Ю., Тарасов, А.В., Шувалов, А.А., Шуруп, А.С. (2019). Томографическая оценка параметров водоема при наличии ледового покрова с использованием сейсмоакустических излучателей. Акустический журнал, 65(5), 688-698. https://doi.org/10.1134/S0320791919050186

Шишкина, М.А., Фокин, И.В., Тихоцкий, С.А. (2015). К вопросу о разрешающей способности межскважинной лучевой сейсмической томографии. Сейсмические технологии, 1, 5-21. https://doi.org/10.18303/1813-4254-2015-1-5-21

Яновская, Т. Б. (2015). Поверхностно-волновая томография в сейсмологических исследованиях. СПб.: Наука, 167 c.

Alyousuf, T., Rector, J., Newman, G., Petrov, P. (2017). Surface-wave tomography to resolve water table: Almond Orchard case study, Modesto, California. In: SEG Technical Program Expanded Abstracts 2017. SEG, 5407–5411. https://doi.org/10.1190/segam2017-17588536.1

Bohlen, T., Kugler, S., Klein, G., Theilen, F. (2004). 1.5D inversion of lateral variation of Scholte-wave dispersion. Geophysics, 69, 330–344. https://doi.org/10.1190/1.1707052

Boiero, D., Wiarda, E., Vermeer, P. (2013). Surface-and guided-wave inversion for near-surface modeling in land and shallow marine seismic data. The Leading Edge, 32(6), 638–646. https://doi.org/10.1190/tle32060638.1

Cerveny, V. (2005). Seismic ray theory. Cambridge: Cambridge University Press

Ikeda, T., Tsuji, T. (2018). Surface-wave tomography for near-surface characterization with continuous wavelet transform for two-station cross-correlation. In: SEG Technical Program Expanded Abstracts 2018. SEG, 2531–2535. https://doi.org/10.1190/segam2018-2996939.1

Klein, G., Bohlen, T., Theilen, F., Kugler, S., Forbriger, T. (2005). Acquisition and inversion of dispersive seismic waves in shallow marine environments. Marine Geophysical Researches, 26, 287–315. https://doi.org/10.1007/s11001-005-3725-6

Kugler, S., Bohlen, T., Forbriger, T., Bussat, S., Klein, G. (2007). Scholte-wave tomography for shallow-water marine sediments. Geophysical Journal International, 168(2), 551–570. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2006.03233.x

Long, L. T., Kocaoglu, A. H., Doll, W.E.,Chen, X., Martin, J. (1999). Surface-wave group-velocity tomography for shallow structures at a waste site. In: SEG Technical Program Expanded Abstracts 1999. SEG, 496-499. https://doi.org/10.1190/1.1821062

Long, L. T., Kocaoglu, A. H. (2001). Surface-Wave Group-Velocity Tomography for Shallow Structures. Journal of Environmental & Engineering Geophysics (JEEG), 6(2), 71–81.

Park C., Miller R., Xia J. (1999). Multichannel analysis of surface waves. Geophysics, 64(3), 800-808. https://doi.org/10.1190/1.1444590

Polovkov, V. V., Nikitin, A. S., Popov, D. A., Maev, P. A., Birukov, E. A., & Tokarev, M. Y. (2018). Gas-saturated sediments study in the upper part of the geological medium using ocean bottom nodes. In: Engineering and Mining Geophysics 2018. EAGE, 1-5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.201800516

Ponomarenko, A., Polovkov, V., Popov, D., & Kashtan, B. (2019, April). The Advantages of Using Surface Wave Tomography in the Marine Studies of the Upper Part of the Seismic Section. In: Marine Technologies 2019. EAGE, 1-7. https://doi.org/10.3997/2214-4609.201901819

Presnov D.A., Sobisevich A.L., Shurup A.S. (2016). Model of the geoacoustic tomography based on surface-type waves. Physics of Wave Phenomena, 24(3), 249-254. https://doi.org/10.3103/S1541308X16030109

Rector, J. W., Pfeiffe, J., Hodges, S., Kingman, J., Sprott, E. (2015). Tomographic imaging of surface waves: A case study from the Phoenix Mine, Battle Mountain, Nevada. The Leading Edge, 34(11), 1360–1364. https://doi.org/10.1190/tle34111360.1

Roslov, Y. V., Merezhko, A. A., Polovkov, V. V., Popov, D. A., & Zhemchuzhnikov, E. G. (2014). Multicomponent seismic survey in transition zone of Pechora Bay with node system Turtle-500. In: 6th EAGE Saint Petersburg International Conference and Exhibition. EAGE, 1-5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.20140213

Ryzhkov, V. I., Sergeev, K. S., Roslov, Y. V., Polovkov, V. V., & Elistratov, A. V. (2015). Engineering surveys by the method of the cableless ocean bottom seismic. In: 11th EAGE International Scientific and Practical Conference and Exhibition on Engineering and Mining Geophysics, EAGE. https://doi.org/10.3997/2214-4609.201412223

Socco, L., Foti, S. and Boiero, D. (2010). Surface-wave analysis for building near-surface velocity models - established approaches and new perspectives. Geophysics, 75(5), 75A83–75A102. https://doi.org/10.1190/1.3479491

Yanovskaya, T. B., Ditmar, P. G. (1990). Smoothness criteria in surface wave tomography. Geophysical Journal International, 102(1), 63–72. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1990.tb00530.x

Загрузки

Опубликован

30.06.2022

Как цитировать

Левин, И. С. (2022) «О методе поверхностно-волновой томографии и перспективах его применения в инженерной сейсморазведке», Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле, 67(2), сс. 202–226. doi: 10.21638/spbu07.2022.201.

Выпуск

Том 67 № 2 (2022)

Раздел

Статьи

Лицензия

Статьи журнала «Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле» находятся в открытом доступе и распространяются в соответствии с условиями Лицензионного Договора с Санкт-Петербургским государственным университетом, который бесплатно предоставляет авторам неограниченное распространение и самостоятельное архивирование.

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)