Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Восстановление когерентных составляющих волновых полей в сейсмике

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Содержание диссертации, доктора технических наук, Еманов, Александр Фёдорович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I ПЕРЕСЧЁТ ВОЛНОВЫХ ПОЛЕЙ ГОЛОВНЫХ ВОЛН ДЛЯ СИСТЕМ НАБЛЮДЕНИЙ С МНОГОКРАТНЫМИ ПЕРЕКРЫТИЯМИ.

1.1. Обзор существующих методов автоматизированной обработки данных.

1.2. Динамический пересчёт головных волн.

1.3.Динамический пересчёт волновых полей головных волн фильтрами Винера.

1.3.1.0дноканальный фильтр Винера для пересчёта головной волны из одной точки обобщённой плоскости в другую.

1.3.2. Область полезной информации для пересчёта волнового поля головной волны в точку, заданную на обобщённой плоскости.

1.3.3. Схемы пересчёта волнового поля одноканальным фильтром Винера.:.

1.3.4 Пересчёт двухканальным фильтром Винера.

1.3.5 Пересчёт многоканальным фильтром Винера.

1.3.6 Временные разрезы по данным головных волн и точность их построения

1.4 Применение динамического пересчёта головных волн для обработки экспериментальных материалов.

1.4.1. Поля головных и кратных отражённо-головных волн от поверхности фундамента Сибирской платформы (материалы ОГП).

1.4.2. Когерентный пересчёт поля в условиях многослойной среды материалы СГ-ОГТ).

1.4.3. Временные разрезы чехла Западно-Сибирской плиты по головным волнам ( по материалам КМПВ).

1.5 Выводы.

Глава 2 МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ СЕЛЕКЦИИ СТОЯЧИХ

ВОЛН В ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЯХ.

2.1 Обзор методов инженерно - сейсмологического изучения зданий и сооружений.

2.2 Модель сейсмических колебаний инженерного сооружения.

2.3 Селекция стоячих волн для модели с независимыми компонентами.

2.3.1 Расчёт одновременных записей стоячих волн в инженерном сооружении по разновремённым наблюдениям с опорной точкой.

2.3.2 Восстановление поля стоячих волн из двух опорных точек.

2.3.3 Пересчёт стоячих волн при п опорных точках.

2.3.40ценка точности восстановления поля стоячих волн.

2.4 Результаты исследования поля стоячих волн в инженерных сооружениях.

2.4.1 Стоячие волны в плотинах ГЭС.

2.4.2 Стоячие волны в зданиях.

2.4.3 Стоячие волны в мостах.

2.5 Выводы.

Глава 3 ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА ВИБРАЦИОНЫХ СИГНАЛОВ

ПРИ ГЛУБИННЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ.

3.1 Краткий обзор алгоритмических основ накопления вибрационных сейсмограмм ( коррелограмм).

3.1.1 Об оптимальном алгоритме получения коррелограмм.

3.1.2 Зондирующие сигналы при вибрационных сейсмических исследованиях.

3.1.3. Алгоритмы построения коррелограмм в вибрационной сейсморазведке.

3.2 Цифровая обработка вибрационных сигналов при глубинных сейсмических исследованиях.

3.2.1 Особенности обработки вибрационных сигналов большой длительности.

3.2.2 Экономичный алгоритм расчёта коррелограмм.

3.2.3 Приём вибрационных сигналов на фоне нестационарных шумов.

3.2.4 Фильтры Винера и накопление вибрационных сигналов.

3.2.5 Корректирующий фильтр для накопления вибрационных сигналов.

3.3 Экспериментальное изучение особенностей вибросейсмических сигналов при глубинных сейсмических исследованиях.

3.3.1 Вибрационные сигналы в ближней зоне источника.

3.3.2 Вибрационные сигналы в дальней зоне от источника.

3.3.3 Характеристика кратных гармоник при глубинных вибросейсмических исследованиях.

3.4 Практическое использование цифровой обработки вибрационных сигналов при глубинных сейсмических исследованиях.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Восстановление когерентных составляющих волновых полей в сейсмике"

Объектом исследования настоящей работы являются составляющие сейсмических волновых полей, удовлетворяющие линейным связям, неизменным по параметру, представляющие из себя когерентные колебания, характеристики которых описывают строение среды.

Актуальность определяется необходимостью создания методов исследования геологической среды и инженерных сооружений, характеризующихся высокой детальностью на новой технологической и аппаратурной базе, на использовании свойства когерентности некоторых типов волн.

Для выделения когерентных составляющих волновых полей необходимо было найти математический аппарат, приводящий к спектрально-корреляционным методам обработки, обладающим большой эффективностью выделения любых сигналов на фоне шумов разных типов.

Развитие методов анализа когерентных процессов в теории случайных функций в 70-80-е гг. XX в. создало необходимые предпосылки для разработки новых математических моделей, на основе которых появилась возможность построения фильтров Винера, параметры которых определяются по экспериментальным данным, за счет использования статистических оценок характеристик когерентных сигналов. Реализация предпосылок требовала применения цифровой регистрации волновых полей на плотных системах наблюдений и разработки алгоритмов обработки больших объемов данных. Важно было научиться использовать свойство когерентности, которое позволяет не только выделять линейную составляющую поля, но и трансформировать ее к виду, удобному для дальнейшей интерпретации материалов.

Оказалось, когерентные составляющие волновых полей в сейсмике играют значительную роль, и требовалось найти алгоритмы восстановления этих составляющих для решения многих задач в сейсмических исследованиях.

К наиболее простому случаю когерентных колебаний можно отнести головные волны, характеризующиеся параллельностью нагоняющих годографов. Динамическое спектральное соотношение для головных волн в четырех взаимно увязанных точках, установленное С.В. Крыловым и В.Н. Сергеевым, доказывает возможность пересчета головных волн из множества точек в одну. Оно устанавливает взаимосвязь между спектрами головных волн, зарегистрированных в разных точках обобщенной плоскости наблюдений, но его трудно и малоэффективно использовать при обработке данных. В уравнение пересчета входят величины, определяемые как отношение спектров зарегистриро ванных колебаний. Известно, что такая процедура оказывается весьма неустойчивой к погрешностям исходных данных, и требуется разработать алгоритмы, свободные от такого недостатка.

Спектральное соотношение указывает на возможность пересчета поля головной волны, зарегистрированной при произвольных расстояниях взрыв-прием, в окрестность линий сопряженных точек, или начальных точек, или даже на нулевые базы регистрации, что обеспечит построение временного разреза головных волн, подобного временному разрезу по отраженным волнам. Именно такие разрезы с использованием процедуры миграции могут преобра зовываться в глубинные. Это обеспечит прорыв в автоматизации обработки головных волн. Очень важно также повысить соотношение сигнал/шум для записей головных волн. Существующие алгоритмы суммирования головных волн не обеспечивают выигрыша в соотношении сигнал/шум, соответствующего кратности системы наблюдений.

Другим не менее интересным и важным примером когерентных колебаний являются стоячие волны в инженерных сооружениях. Известна их роль в диагностике физического состояния и сейсмостойкости сооружений. Однако детальное изучение этих волн на уровне элементов конструкций наталкивалось на трудности, связанные с необходимостью одновременного использования большого количества датчиков для регистрации микросейсм, и на отсутствие алгоритмов выделения стоячих колебаний по экспериментальным данным.

Идея пересчета стоячих волн из одной точки сооружения в другую, базирующаяся на существовании линейной связи между спектрами стоячих волн в разных точках сооружения, позволяет надеяться на возможность создания методики наблюдений с малоканальной аппаратурой и методов обработки, позволяющих разновременные наблюдения в сооружении преобразовать в одновременные записи стоячих волн на детальной системе наблюдений. Методика наблюдений, при которой имеется одна или несколько опорных точек и небольшое количество перемещающихся в пространстве датчиков, позволит обследовать с требуемой детальностью любое здание или инженерное сооружение. При этом из разновременных наблюдений за микросейсмами через опорные точки перспективно осуществить пересчет стоячих волн в систему одновременных записей на основе их когерентности во времени. Для такой технологии актуально создать физико-математическую модель волнового поля в инженерном сооружении, разработать соответствующие алгоритмы обработки записей микросейсмических колебаний и создать программное обеспечение, позволяющее эффективно решать поставленную задачу.

Для исследования стоячих волн в инженерных сооружениях по микросейсмам необходимо было разработать новую, недорогостоящую методику с новым уровнем детальности и точности и, главное, пригодную для исследования крупных инженерных сооружений (гидроэлектростанций, мостов, многоэтажных зданий и т.д.).

В практике глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ) все чаще используются мощные вибрационные источники, менее дорогостоящие и экологически безвредные, чем мощные взрывы. Вследствие больших расстояний между источником и приемником требуется применение длинных сеансов работы вибратора (до одного часа), обеспечивающих возможность выделения слабых сигналов на фоне значительных помех. В течение этого времени могут возникать кратковременные источники дополнительных помех (движение транспорта, изменение погодных условий и т.п.). Даже при нескольких сеансах вибратора мы имеем серию коррелограм, по-разному "испорченных" нестационарными шумами. Условия, характерные для ГСЗ с вибраторами, когда регистрация в целях экономии денежных средств ведется исключительно вдоль дорог, требуют решения задачи накопления сигналов на фоне нестационарных шумов.

Не решен также вопрос о влиянии нестационарных шумов на вибрационные сейсмограммы. Несовершенны алгоритмы борьбы с нестационарными транспортными шумами. Крайне необходимо для глубинных сейсмических исследований разработать алгоритмы, повышающие качество вибрационных сейсмограмм. Важно заменить при глубинных исследованиях земной коры многотонные взрывы экологически безвредными вибрационными источниками и обеспечить возможность проведения работ на огромных заповедных территориях, где возбуждение взрывами недопустимо. Создание методов накопления вибрационных сигналов на фоне нестационарных шумов крайне необходимо при исследованиях на опорных геофизических профилях.

Цель исследований - разработать метод обработки сейсмических волновых полей, в основе которого лежит физико-математическая модель волнового поля с аддитивной когерентной составляющей, позволяющий выделить когерентные при усреднении по параметру (время, пространство, элементы системы наблюдений, множество реализаций и т.п.) волны и обеспечить их преобразование к виду, наиболее удобному для извлечения информации о строении среды, при условии регистрации волновых полей современной высокоточной аппаратурой, а также создать методики наблюдений, позволяющие выделять когерентные составляющие волновых полей.

Задачи исследований. Была поставлена проблема - выделить из сложного волнового поля какой-то один тип волн, как будто кроме этого типа волн источники не излучали ничего более. Задачи ориентированы на совершенно конкретные типы сейсмических сигналов.

Первая задача — разработать алгоритмы восстановления поля головных волн в виде временных разрезов или динамических годографов по материалам многократных систем наблюдений с использованием их когерентности по параллельным корреляционным ходам.

Вторая — создать методику детального изучения поля стоячих волн в инженерных сооружениях на основе их когерентности во времени.

Третья - повысить помехоустойчивость обработки слабых вибрационных сигналов, регистрируемых на фоне нестационарных шумов при глубинных сейсмических зондированиях и вибросейсмическом мониторинге земной коры с использованием когерентности по множеству сеансов вибратора.

Фактический материал и методы исследования. Основой решения поставленной проблемы является теория случайных процессов и методы винеровской фильтрации. Пересчет волновых полей головных волн и построение временных разрезов опробованы на материалах, полученных по методике многократных перекрытий на опорном профиле 2-ДВ в Магаданской области, по аналогичным данным на опорном профиле 1-ЕВ Московская синеклиза и на опорном профиле глубинного ОГТ на Непском своде (Сибирская платформа). Метод хорошо зарекомендовал себя в обработке данных методом преломленных волн по методике ОГП и КМ11В.

Детальные исследования стоячих волн проводились на плотинах ГЭС (Саяно-Шушенской, Красноярской, Чиркейской, Зейской) , при работах по диагностике физического состояния зданий в Новосибирске, Улан-Удэ, Иркутске, Омске, Красноярске, в Кемеровской области, а также при обследовании мостов в Новосибирской и Тюменской областях.

Алгоритмы цифровой обработки вибрационных сигналов создавались в процессе экспериментальных работ со стационарными вибраторами в Алтае-Саянской складчатой области и Байкальской рифтовой зоне, а также при работах ГСЗ с передвижными вибраторами на профиле 2-ДВ в Магаданской области и на профиле Быстровка-Новокузнецк.

Основной метод исследования - линейные преобразования сейсмических волновых полей, в основу которых положены теория случайных функций, методы винеровской фильтрации, свойства когерентных сигналов, методы математической статистики, используются также некоторые результаты из теории колебаний и физики распространения сейсмических волн в среде. С помощью математического аппарата фильтров Винера создаются алгоритмы, восстанавливающие когерентные составляющие волновых полей. На основе методов математической статистики разрабатываются алгоритмы расчета точности восстановления когерентной составляющей волнового поля.

Используется сравнительный анализ выделенных когерентных составляющих волновых полей с расчетными данными. Проводится проверка эффективности алгоритмов на материалах математического моделирования. Осуществляется проверка разработанных алгоритмов на практике. Алгоритмы и программы построения временных разрезов головных волн прошли стадию опытно-производственного опробования на материалах сейсмических исследований ГТП "Иркутскгеофизика", ГФУГ "Спецгеофизика" при обработке данных опорных геофизических профилей 1-ЕВ, 2-ДВ и др.

Защищаемые научные результаты. Соискатель защищает разработанные и научно обоснованые технические решения, совокупность которых представляет собой метод восстановления когерентных составляющих волновых полей в сейсмике, внедрение которого вносит значительный вклад в инженерную сейсмику, нефтяную сейсморазведку, глубинное сейсмическое зондирование и сейсмологию, а значит и в экономику страны.

Новизна работы. Личный вклад.

Разработан метод восстановления когерентных составляющих различной природы. Предложено рассматривать когерентность волнового поля с усреднением по заданному параметру (времени, элементам системы наблюдений, площади, множеству реализаций, энергии) и использовать для выделения из волнового поля конкретных типов волн.

1. Разработаны три алгоритма построения временных разрезов головных волн по материалам сейсморазведки с многократными перекрытиями и алгоритм анализа точности разреза, базирующиеся на оригинальных решениях:

- на основе анализа лучевых схем определена область на обобщенной плоскости, сейсмограммы из которой содержат информацию о линейных преобразованиях сигналов (хотя бы на части луча), соответствующих записи головных волн в трассе временного разреза;

- на основе теоретического анализа лучевых схем установлено, что для получения записи головных волн в заданной точке в нее пересчитываются сигналы из точек на прямом и обратном корреляционном ходах, пересекающихся в этой точке, а сейсмограммы из других точек области полезной информации используются для построения фильтров, обеспечивающих пересчет головных волн;

- на основе винеровской фильтрации и с учетом свойства когерентности головных волн создан алгоритм оптимального пересчета головных волн из одной точки обобщенной плоскости наблюдений в другую;

- разработана схема (алгоритм) параллельного соединения фильтров Винера для пересчета волнового поля головных волн в заданную точку; построена схема (алгоритм) последовательно-параллельного соединения фильтров Винера для пересчета волнового поля головных волн в заданную точку;

- на основе многоканального фильтра Винера с использованием свойства когерентности головных волн создан алгоритм одновременного пересчета головных волн из множества точек в одну;

- с использованием теории анализа случайных процессов доказано, что в созданных алгоритмах пересчет поля головных волн стремится к истинному результату с разной регуляризацией по соотноше- нию сигнал/шум и с разной дисперсией случайных шумов, из чего следует, что алгоритмы дополняют друг друга по возможностям (по точности, разрешенности).

2. Разработаны два алгоритма восстановления одновременных записей стоячих волн в инженерных сооружениях по разновременным измерениям микросейсмических колебаний с записями опорных колебаний в одной или нескольких опорных точках, а также алгоритм оценки точности, базирующиеся на следующих решениях:

- на основе винеровской фильтрации и свойства когерентности стоячих волн разработан алгоритм расчета фильтров, пересчитывающих колебания из опорной точки в другие точки системы наблюдений;

- на основе многоканального фильтра Винера и свойства когерентности стоячих волн создан алгоритм восстановления стоячих волн в инженерных сооружениях при произвольном числе опорных точек;

- с использованием теории случайных процессов разработан алгоритм, оценивающий точность восстановления полей стоячих волн.

3. Разработан метод повышения соотношения сигнал/шум при регистрации слабых вибрационных сигналов на фоне нестационарных шумов, основу которого составляют оригинальные результаты:

- математическая модель шума, разработанная соискателем по экспериментальным данным, из результатов использования которой следует, что нестационарные шумы с виброграмм переносятся в заданное окно коррелограммы лишь в том случае, когда их частота при регистрации совпадает с частотами принимаемых в этот момент фрагментов полезных сигналов, а в остальных случаях нестационарные шумы оказываются вне временного окна коррелограммы;

- алгоритм когерентно-взвешенного накопления коррелограмм по множеству сеансов, созданный на основе винеровской фильтрации и когерентности вибрационных сигналов от сеанса к сеансу;

- обосновано совместное использование следящей фильтрации с когерентно-взвешенным накоплением коррелограмм в качестве увязанной процедуры борьбы с нестационарными шумами.

Научная и практическая значимость.

Метод восстановления когерентных составляющих сейсмических волновых полей удовлетворяет современным требованиям науки и практики, а именно: автоматизирует обработку данных, исключает процедуру сложного анализа экспериментального волнового поля и позволяет повысить помехоустойчивость результатов. Область применения — инженерная сейсмика, нефтяная сейсморазведка, глубинные сейсмические зондирования и даже сейсмология.

Программы исследований земной коры на сети опорных геофизических профилей (МПР России) предполагают комплексное изучение земной коры как отраженными, так и преломленными волнами. На сейсмограммах в методе ОГТ всегда имеются преломленные волны. Трудоемкость неавтоматизированных методов обработки головных волн ограничивает получение информации о преломляющих горизонтах. Разработанные соискателем алгоритмы открывают возможность оперативно изучать преломляющие горизонты по материалам уже проведенных работ ОГТ и КМПВ.

Пересчет волновых полей головных волн во временные разрезы имеет особое значение для исследований на опорных геофизических профилях, где сочетаются системы наблюдений глубинного ОГТ, КМПВ и ГСЗ.

Стоячие волны в инженерных сооружениях, изученные на новом уровне точности и детальности, - это основа как диагностики физического состояния объектов, так и материал для исследования сейсмостойкости сооружения на уровне элементов конструкций. Сравнение экспериментальных высокоточных измерений стоячих волн с теоретическими расчетами показало ряд несовпадений, что требует корректировки теоретических моделей для расчета сооружений. Детально изученные резонансы инженерных сооружений позволят избежать катастроф по причине низкой сейсмостойкости, а также обнаружить ошибки при проектировании или строительстве.

При исследовании волновых полей стоячих волн в плотинах ГЭС метод позволил обнаружить и детально изучить в 3-4 раза больше мод стоячих волн, чем устанавливалось другими методиками. Результаты экспериментального изучения стоячих волн в плотинах ГЭС имеют расхождения с теоретическими расчетами: так, в плотине Саяно-Шушенской ГЭС обнаружен эффект наложения стоячих волн разного механизма формирования (что приводит к изменению кратности стоячей волны в плотине по ее высоте); в плотине Чиркейской ГЭС максимум интенсивности имеет вторая мода изгибных колебаний, а первая еле заметна; для Зейской ГЭС характерно небольшое, но значимое изменение длины волны в плоскости плотины; плотина Красноярской ГЭС выступает как блочное сооружение, требующее для обследования нескольких опорных точек. Полученные данные имеют большое значение при оценке сейсмостойкости плотин.

Построенные картины стоячих волн в зданиях имеют значительные искажения геометрических форм и фаз, связанные с конструкцией и физическим состоянием объектов. По этим искажениям выявляются даже скрытые разрывные нарушения конструкций, обнаруживаются резонирующие элементы.

Методика детальных инженерно-сейсмологических обследований зданий и сооружений применялась при изучении плотин ГЭС, зданий, мостов, внедрена в Геологическом институте Бурятского филиала СО РАН. С ее помощью определена сейсмостойкость многих инженерных сооружений на территории Сибири.

Технология повышения качества коррелограмм при нестационарных шумах имеет большое значение при глубинных сейсмических зондированиях с передвижными вибраторами на опорных геофизических профилях, а также вносит вклад в развитие вибросейсмического мониторинга земной коры.

Разработанный алгоритм когерентно-взвешенного накопления вибрационных сигналов на фоне нестационарных шумов обеспечивает повышение соотношения сигнал/шум на коррелограммах при регистрации сигналов на предельных удалениях от источника и при регистрации слабых кратных гармоник.

С использованием разработанных алгоритмов увеличена дальность уверенного приема вибрационных сигналов, получена рекордная дальность 245 км для гармоники 1/2, обеспечена дальность приема второй гармоники до 100 км и других цельнократных гармоник до удалений в первые десятки километров от источника. Отмеченные результаты являются существенным дополнением возможностей метода ГСЗ с вибрационными источниками.

Апробация. Результаты докладывались на международных конгрессах, съездах, всесоюзных конференциях и совещаниях: Междунар. геофиз. конф. и выставка, Санкт-Петербург, 1995; 7th Intern. Sympos. "Deep seismic profiling of the continents", Sept., 15-20, 19966, Asilomar, California; Междунар. совещ. "Структура верхней мантии", Москва, 1997; 29th General Assembly of the Internationa Association of Seismology and Physics of the Earth's Interior, Thessaloniki, Greece 1997; Междунар. конф. "Мониторинг и обнаружение подземных ядерных взрывов и землетрясений", Москва, 1997 г.; Междунар. конф. "Методы изучения, строение и мониторинг литосферы", Новосибирск, 6-13 сент.,1998; Междунар. совещ. "50 лет ГСЗ: прошлое, настоящее и будущее", Москва, 1999; International conference on earthquake hazard and in the mediterranean region,Nicosia North Cyprus, 1999; Междунар. геофиз. конф. "Сейсмология в Сибири на рубеже тысячалетий", Новосибирск, 2000; Междунар. конф. "Мониторинг ядерных испытаний и их последствий", Боровое, Казахстан, 21-25 авг. 2000 г.; 14th Geophysical Congress and Exhibition of Turkey, Ankara, 2001 г.; Пятые геофиз. чтения им. В.В. Федынского, г. Москва, 2003 г.; на Всерос. совещ. "Напряженно-деформированное состояние и сейсмичность литосферы", г. Иркутск, 26-29 авг. 2003 г.; Междунар. конф. "Проблемы сейсмологии III тысячелетия", Новосибирск, сент.,2003; XII годичное собрание Северо-Восточного отделения ВМО, Магадан, 3-6 июня, 2003 г.; 1st International Workshop on Earthquake Prediction. Abstracts, Short Reports, Athens, Novemb., 6-7, 2003; Шестые чтения им. Федынского, Москва, май, 2004; 1st International Workshop on Active Monitoring in the Solid Earth Geophysics, Mizunami, Japan, 2004.

По теме диссертации опубликовано более 130 работ, в том числе 2 монографии, 6 патентов на изобретения, 78 статей, из которых 22 в ведущих отечественных и зарубежных изданиях, 43 — в материалах конференций, 13 — в тематических сборниках, а также 55 тезисов докладов.

Научные результаты получены в Алтае-Саянском филиале Геофизической службы СО РАН и за время работы в Институте геофизики СО РАН. Исследования проводились в соответствии с планами НИР института по программам фундаментальных исследований СО РАН: проект "Основы активного геофизического мониторинга и изучения напряженно-деформированного состояния земных недр" (1998-2000 гг.), per. № 01980003023, проект "Принципиальные проблемы активного и пассивного мониторинга потенциально метастабильных зон земной коры и техногенных объектов" (2004-2006 гг.) per. № 0120.0 407246, в соответствии с планом НИР на 2001—2005 гг. проект "Физические основы, методика и программно-аппаратурное обеспечение инженерно-сейсмологических исследований", выполняемый в рамках приоритетного направления "Геодинамика, напряженное состояние земных недр, катострофические процессы", per. 01200101574. Созданная методика входит в Федеральную целевую программу "Сейсмобезопасность территории России" (2002-2010 гг.), а также в программу "Развитие федеральной системы сейсмологических наблюдений и прогноза землетрясений" (1995-2000 гг.) Методика диагностики зданий и сооружений по стоячим волнам отмечена золотой медалью конкурса инноваций и инвестиций ВВЦ (бывший ВДНХ) за 2002 г., а также дипломом лауреата аналогичного конкурса по исследованию транспортных сооружений в рамках Сибирского соглашения в 2003 г. На проведение исследований получен конкурсный грант Международного научно-технического центра № 1067 на 2000-2002 гг.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы из 211 наименований. Полный объем диссертации 279 страниц, включая 141 рисунок и 2 таблицы.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Еманов, Александр Фёдорович

3.5. Выводы

• Экспериментами по вибросейсмическому мониторингу земной коры установлено, что процесс промерзания и оттаивания грунта под вибратором меняет частотную характеристику излучаемых колебаний и диаграмму направленности источника, наблюдается циклическое сезонное изменение динамики сейсмических волн с идеальным её повторением для одинакового состояния грунта в разные годы.

• Мощные вибраторы возбуждают серию кратных и полукратных гармоник. Полукратные гармоники однотипно меняют свои характеристики с промерзанием и оттаиванием грунта и существенно чувствительней к сезонным изменениям грунта, чем кратные гармоники. Цельно кратные гармоники меняются по принципу, чем выше кратность, тем большая чувствительность к промерзанию и оттаиванию грунта.

• Вибратор помещённый, в подземный павильон размером 10x12 м, где нет промерзания грунта, по основной и цельно кратным гармоникам стабилизируется только по спектру излучения, а диаграмма направленности источника продолжает претерпевать сезонные изменения. Излучение полукратных гармоник перестаёт зависеть от промерзания и оттаивания грунта. Полученные результаты не предсказывались теорией излучения вибрационных колебаний.

• Разработаны экономичный алгоритм расчёта коррелограмм и алгоритм когерентно-всзвешенного суммирования записей, который в сочетании со следящей фильтрацией является эффективным средством борьбы с нестационарными шумами на виброграммах. Разработан алгоритм вычисления точности выделения когерентных вибрационных сигналов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработанный метод восстановления когерентных составляющих сейсмических волновых полей максимально автоматизирует процесс обработки сложных волновых полей, значительно облегчает интерпретацию при изучении объектов, обеспечивает существенное повышение точности, позволяет преобразовать когерентные волновые поля к виду, удобному для качественной и количественной интерпретации, а также является стержневым элементом методик детальных исследований, принципиально разных по природе объектов на качественно новом уровне.

Метод применим для выделения из волновых полей волн разной природы, обладающих свойством когерентности независимо от того, какого типа когерентность наблюдается (по времени, пространству и по множеству реализаций и т.п.).

Технология восстановления когерентных составляющих волновых полей независимо от типа сейсмических сигналов весьма сходна, доступна и содержит следующие главные этапы:

Первый этап. На основе опытных данных или теоретических утверждений делается предположение о существовании неизменной по параметру линейной связи между какими-либо составляющими волнового поля, но оно не является абсолютно доказанным.

Второй этап. Строится модель волнового поля, на основе которой создается технология обработки волнового поля с целью селекции сигналов, являющихся когерентными. При разработке алгоритмов предположения, сделанные на первом этапе, принимаются как абсолютно справедливые.

Третий этап. Создается алгоритмическая схема определения точности восстановления когерентной составляющей волнового поля по конкретному экспериментальному материалу. Сопоставление результата и точности позволяет сделать заключение о правильности выбранной модели.

Важнейшим элементом в разработанной технологии является фильтр Винера, адаптированный к пересчету когерентных волн. Используется алгоритм, сходящийся в пределе к характеристике фильтра Винера, а не классическое выражение для фильтра. Применение фильтра Винера для модели волнового поля, включающей когерентную составляющую, и методов математической статистики как дополнения, позволило создать спектрально-корреляционные алгоритмы, обладающие высокой эффективностью выделения сигналов на фоне шумов, и построить полностью автоматизированные схемы обработки для выделения из экспериментальных волновых полей головных волн, стоячих волн и вибрационных сигналов на фоне нестационарных шумов.

Созданы три алгоритма выделения волновых полей головных волн из материалов сейсмических исследований по системам наблюдений с многократными перекрытиями, обладающие разными возможностями при обработке одного и того же экспериментального материала. Алгоритм параллельного пересчета головных волн в трассу временного разреза стремится обеспечить максимально широкий частотный спектр трассы временного разреза, алгоритм последовательно-параллельного пересчета наиболее осторожно обращается с шумами (результат сильнее фильтруется для повышения соотношения сигнал/шум), а алгоритм одновременного пересчета головных волн наиболее защищен от ошибок в определении областей прослеживания головных волн. Применение всех трех алгоритмов к одному и тому же экспериментальному материалу обеспечивает высокую степень достоверности результатов.

Пересчет волновых полей головных волн во временные разрезы открывает новые возможности в автоматизированной обработке материалов с высокой кратностью систем наблюдений (достигает ста), когда ручная обработка преломленных волн становится физически не реальной. Восстановление полей головных волн обеспечивает повышение соотношения сигнал/шум за счет кратности системы наблюдения, позволяет анализировать динамику волн на временных разрезах, обеспечивает возможность пересчета поля головных волн в пространстве обобщенной плоскости.

Технологический комплекс из методики наблюдений в инженерных сооружениях и алгоритмов обработки для когерентных во времени стоячих волн позволил перейти к детальному анализу динамических особенностей десятков мод стоячих волн в объекте. Модель волнового поля стоячих волн с независимыми компонентами когерентных колебаний позволила разработать алгоритмы построения одновременной картины стоячих волн в здании из разновременных наблюдений за микросейсмами с одной или несколькими опорными точками. Получена возможность строить карты мод стоячих волн в виде амплитудной и фазовой характеристик в точках объекта с шагом в единицы метров.

Детальные характеристики десятков стоячих волн в инженерных сооружениях дают точные данные о наборе собственных частот инженерных сооружений, об амплитудах резонансных колебаний, а также позволяют обнаруживать скрытые нарушения, выявлять ошибки проектирования или некачественное строительство. Впервые детально изучены зависимости собственных частот плотин ГЭС от уровня воды в водохранилище. Выявлены существенные отличия экспериментальных данных о полях стоячих волн от расчетных, обусловленные несовершенными физико-математическими моделями сооружений.

Алгоритм когерентно-взвешенного накопления коррелограммы по серии сеансов вибратора, записанных на фоне нестационарных шумов, позволяет существенно улучшить качество вибрационных сейсмограмм за счет когерентности сигналов вибратора. Соединение данного алгоритма с алгоритмом следящей фильтрации обосновано свойствами длительного вибрационного сигнала и особенностями сейсмограмм при глубинных сейсмических исследованиях. Созданные программы обработки вибрационных сигналов на фоне нестационарных шумов отвечают современным требованиям ведения работ, когда для профилей глубинных сейсмических исследований используются автомобильные дороги, и нестационарных транспортных шумов не избежать. Алгоритмы ориентированы на выделение слабых сигналов на удалениях в 100^00 км от источника. Применение алгоритмов для выделения кратных гармоник источника дает дополнительную информацию о свойствах земной коры. Обеспечивается получение сейсмограмм второй гармоники на расстояние до 100 км от источника, а по гармонике 1/2 достигнута рекордная дальность регистрации — 245 км.

Созданные алгоритмы восстановления когерентных составляющих волновых полей на примере трех рассмотренных задач нашли применение в практике геофизических исследований и показывают высокую эффективность по точности и разрешенности анализа, однако этим возможности метода не ограничиваются.

У метода восстановления когерентных составляющих волновых полей имеются большие перспективы развития как по созданию новых, более совершенных алгоритмов в решении трех задач, поставленных в настоящей диссертации, так и по расширению числа когерентных сигналов, выделение которых из волновых полей откроет новые технические возможности изучения геологической среды сейсмическими методами.

Восстановление волновых полей стоячих волн в инженерных сооружениях позволило перевести изучение инженерных сооружений на новый уровень точности и детальности. Качественная интерпретация детальных данных о стоячих волнах дает возможность- изучать сейсмостойкость зданий и сооружений на уровне элементов конструкций, кроме того, можно достичь нового уровня в дефектоскопии инженерных сооружений, переходя от характеристик стоячих волн к физическим параметрам материала, слагающего инженерное сооружение. Для такого шага необходимо разработать новые способы решения обратных задач. Ясно, что при наличии большого количества измерений стоячих волн, решение обратной задачи для волнового уравнения вполне реально. Однако имеются вопросы, на которые необходимо ответить, а именно: как волновое поле стоячих волн зависит от граничных условий, зависят ли параметры волнового уравнения от частоты, какова роль вязкости и т.п.?

Детальные исследования стоячих волн в инженерных сооружениях убедительно показали, что модели инженерных сооружений, используемые для расчета их сейсмических колебаний, несовершенны. Полученные в настоящем исследовании результаты позволят экспериментально увязать теоретические модели с практикой.

Пересчет полей головных волн на сегодняшний день обеспечивает их селекцию во временных разрезах, автоматизирует самую трудоемкую часть работы интерпретатора. Вместе с тем полученные результаты ставят новые задачи перед исследователями. Временные разрезы - это хорошо, но глубинные разрезы - еще лучше. Создание технологии восстановления полей головных волн требует развития алгоритмов миграции головных волн. В настоящее время попытки миграции головных волн уже делаются, но при этом используются экспериментальные волновые поля и реальные системы наблюдений. В дальнейшем предполагается соединить алгоритмы когерентного восстановления головных волн с алгоритмами миграции. При этом следует учитывать, что для головных волн миграция без искажений возможна только для частных случаев: линия начальных точек регистрации головных волн, линия сопряженных точек и линия /о- Миграция головных волн из других точек обобщенной плоскости приводит к искажениям в глубинном разрезе. Разработанные алгоритмы позволяют пересчитывать поле головных волн в заданные точки пространства обобщенной плоскости (даже в те, где регистрации не было) и обеспечивать этим волновому полю представление, наиболее удобное для миграции. Для нахождения линии сопряженных точек в автоматическом режиме основы уже заложены в работе В.Д. Суворова и др. [1982]. Соединение их идей с идеей когерентного восстановления головных волн - актуальная задача развития созданной технологии обработки головных волн.

Развитие алгоритмов восстановления полей головных волн имеет перспективу и в рамках созданного подхода. Разработанные три алгоритма, являющиеся разными схемами соединений фильтров Винера, обеспечивают разные возможности обработки. Список алгоритмов может быть расширен, в частности, за счет разработки алгоритмов, имеющих в своей схеме цепочки обратной связи. Это будут алгоритмы, контролирующие качество пересчета головных волн на каждом шаге.

Нет сомнений, что в дальнейшем произойдет расширение числа задач, к которым метод восстановления когерентных составляющих может быть применен. Ведутся разработки по восстановлению когерентных составляющих волновых полей в задачах цифровой обработки сейсмограмм короткозамедленных взрывов, в использовании кратных отражений для изучения среды, в выделении когерентных составляющих сейсмической активности территории и т.д. При этом предполагается использование разнообразных типов когерентности. Для кратных отражений - это когерентность по лучу, для короткозамедленных взрывов - по времени и пространству, для сейсмической активности вводится понятие когерентности трех типов: во времени, в пространстве и по энергии.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Еманов, Александр Фёдорович, Новосибирск

1. Авербух А.Г. Интерпретация материалов сейсморазведки преломленными волнами. М.: Недра, 1975, с.223.

2. Алексеев А.С., Ряшенцев Н.П., Чичинин И.С. Как заглянуть внутрь планеты // Наука в СССР, 1982, №3, с. 31-37.

3. Алексеев А.С., Глинский Б.М., Еманов А.Ф., Кашун В.Н., Ковалевский В.В., Манштейн А.К., Селезнев B.C., Сердюков С.В., Соловьев В.М., Собисевич

4. Алексеев А.С., Глинский Б.М., Еманов А.Ф., Ковалевский В.В., Соловьев

5. B.М., Хайретдинов М.С. Калибровка сейсмических станций и сейсмических трасс с помощью мощных вибраторов // Методы изучения, строение и мониторинг литосферы: Мат-лы к междунар. конф., 6-13 сентября 1998. Новосибирск, 1998, с. 24-27.

6. П.Андронов А.А., Вит А.А., Хайкин С.Э. Теория колебаний. М.: Наука, 1981, с.568.

7. Бабаков И.М. Теория колебаний. М.: Изд-во Технико-теоретической литературы, 1959, с.627.

8. Н.Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов. М.: Мир, 1971, с.408.

9. Бендат Дж., Пирсол А. Применения корреляционного и спектрального анализа. М.: Мир, 1983, с.310.

10. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. М.: Мир, 1989, с. 540.

11. Бержинский Ю.А., Ордынская А.П., Уривская Г.Е. Натурные вибрационные испытания фрагментов сейсмостойких зданий в г.Иркутске // Исследования по созданию научных основ прогноза землетрясений в Сибири. Иркутск: ИЗК СО РАН, 1987, с. 60-61.

12. Берзон И.С., Епинатьева A.M., Парийская Г.Н. Динамические характеристики сейсмических волн в реальных средах. М.: Изд-во АН СССР, 1962, с. 511.

13. Гамбурцев А.Г. Сейсмический мониторинг литосферы. М.: Наука, 1992, с.200.

14. Гамбурцев Г.А., Ризниченко Ю.В., Берзон И.С. и др. Корреляционный метод преломленных волн. М.: Изд-во АН СССР, 1952, с. 15.

15. Геза Н.И. Автономная синхронизация корреляционного накопителя вибросейсмических сигналов с виброисточником // Вибросейсмические методы исследования. Новосибирск: ВЦ СО АН СССР, 1981, с. 58.

16. Геза Н.И., Гуреев А.П., Юн Ен Дин, Юшин В.И. Аппаратура для обработки виброимпульсных сигналов // Исследование Земли новыми геофизическими методами. Новосибирск, 1980, с. 78-86.

17. Геза Н.И., Юшин В.И. О некоторых особенностях корреляционного накопления слабых вибросейсмических сигналов.// Вопросы вибрационного сейсмического зондирования. Новосибирск, 1981, с. 99-110.

18. Глинский Б.М., Еманов А.Ф., Ковалевский В.В., Соловьев В.М., Хайретдинов М.С. Проблемы калибровки сейсмологических станций международной мониторинговой сети. // Мат-лы междунар. геофиз. конф. 811 ноября 2000. Новосибирск, т.1, с. 49-53.

19. Глинский Б.М., Еманов А.Ф., Соловьёв В.М., Ковалевский В.В., Хайретдинов М.С. Проблемы региональной калибровки сейсмических станций с использованием вибраторов и промвзрывов // Проблемы региональной геофизики. Новосибирск, 2001, с. 34-40.

20. Глинский Б.М., Ковалевский В.В., Хайретдинов М.С. Взаимосвязь волновых полей мощных вибраторов с атмосферными и геодинамическими процессами // Геология и геофизика, 1999, №3, с.431-441.

21. Гольдин С.В. Линейные преобразования сейсмических сигналов. М.: Недра, 1974, с.350.

22. Гольдин С.В. К теории преобразования сейсмограмм в глубинные и временные разрезы // Методы расчёта и интерпретации сейсмических волновых полей. Новосибирск: Наука, СО РАН, 1991, с. 5-44.

23. Гольдин С.В., Селезнёв B.C., Еманов А.Ф., Филина А.Г., Еманов А.А., Новиков И.С., Высоцкий Е.М., Фатеев А.В., Колесников Ю.И.,.Подкорытова В.Г, Лескова Е.В., Ярыгина М.А. Чуйское землетрясение и его афтершоки // Докл. РАН, 2004, т.395, №4, с. 1-4.

24. Глухов Ю.И., Солодилов Л.Н., Ясюлевич Н.Н., Семейкин Н.П. Цифровой регистратор сейсмических сигналов РСС «Альфа-Геон» // Разведка и охрана недр, 1994, №10, с. 38-40.

25. Дергачёв А.А., Еманов А.Ф., Омельченко O.K. Анализ систем сейсмических наблюдений в Алтае-Саянском регионе // Информационные системы и технологии: Мат-ы междунар. научно-техн. конф. ИСТ 2003. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003, т.З, с. 187-192.

26. Дергачёв А.А, Еманов А.Ф., Толошинов А.В. Землятрясения и сейсмическая активность в районе Саяно-Шушенского гидроузла // Гидротехническое строительство, 2003, №11, с. 33-38.

27. Долбилкина Н.А., Мячкин В.И. Вариации времён пробега продольных сейсмических волн в фокальной зоне у берегов Камчатки // Сейсмическое просвечивание очаговых зон в прогнозе землетрясений и в геодинамике. М.: ИФЗ АН СССР, 1979, с. 8-25.

28. Евчатов Г.П. Алгоритм ускоренного преобразования частотных сейсмограмм в импульсные // Геология и геофизика, 1979, №5, с. 49-53.

29. Евчатов Г.П., Сагайдачная О.М. Помехоустойчивость частотного метода вибрационной сейсморазведки при гармонических и импульсных помехах // Геология и геофизика, 1979, №7, с.56-60.

30. Евчатов Г.П., Чичинин И.С., Юшин В.И. Анализ помех, связанных с погрешностями следования вибратора заданной программе // Вибрационная сейсморазведка на продольных и поперечных волнах. Новосибирск: СНИИГГиМС, 1975, с. 58-64.

31. Евчатов Г.П., Чичинин И.С., Юшин В.И. Метод вибрационной сейсморазведки // Методика и результаты сейсмических исследований в Сибири. Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР, 1976, с. 105-133.

32. Еманов А.А., Еманов А.Ф., Селезнёв B.C., Филина А.Г. Подходы к изучению пространственно-временных связей в сейсмичности Алтае-Саянской складчатой зоны. // Проблемы региональной геофизики. Новосибирск, 2001, с. 65-67.

33. Еманов А.Ф. Корреляционный метод сжатия сигналов для обработки сейсмограмм промышленных взрывов // Геология и геофизика, 1980, № 4, с. 77-86.

34. Еманов А.Ф. Оценка возможности применения обратной фильтрации для обработки сейсмограмм промышленных взрывов // Геология и геофизика, 1980, №7, с. 111-116.

35. Еманов А.Ф. Влияние короткозамедленного взрывания на сейсмограммы промышленных взрывов // Геология и геофизика, 1982, № 9, с. 81-89.

36. Еманов А.Ф. Обработка сейсмограмм промышленных взрывов // Геолого-геофизические исследования в Сибири: Деп. ВИНИТИ-№ 6223-84, с. 100112.

37. Еманов А.Ф. Оптимальное накопление вибрационных колебаний при многократных сейсмических просвечиваниях // Теория и практика вибросейсмического зондирования земной коры. Новосибирск, 1988.

38. Еманов А.Ф. О применении вибраторов для определения сейсмостойкости зданий и в микросейсморайонировании // Геология и геофизика, 1995, №7, с. 87-92.

39. Еманов А.Ф., Капцов О.В. Влияние нестационарных шумов на вибрационные сейсмограммы // Методы расширения частотного диапазона вибросейсмических колебаний. Новосибирск, 1987.

40. Еманов А.Ф., Капцов О.В. Цифровая обработка вибрационных колебаний при глубинных сейсмических исследованиях // Динамические задачи механики сплошной среды, теоретические и прикладные вопросы вибрационного просвечивания Земли. Краснодар, 1990.

41. Еманов А.Ф., Капцов О.В. Цифровая обработка вибрационных сигналов при глубинных сейсмических исследованиях // Геология и геофизика, 1992. № 4, с.70-72.

42. Еманов А.Ф., Кузьменко А.П., Селезнев B.C. Результаты изучения волнового поля от мощного центробежного виброисточника // Излучение и регистрация вибросейсмических сигналов. Новосибирск, 1986, с. 105-120.

43. Еманов А.Ф., Кузьменко А.П., Селезнев B.C. Исследования повторяемости сейсмограмм при вибрационном возбуждении // Сейсмичность и сейсмический прогноз на Дальнем Востоке: Тез. докл. выездной сессии МСССС. Петропавловск-Камчатский, 1986, с. 185.

44. Еманов А.Ф., Селезнев B.C. Оптимальная обработка головных волн при системах наблюдения с многократными перекрытиями: Тез. докл. Междунар. геофиз. конф. и выставки. Санкт-Петербург, 1995, т.Ш.

45. Еманов А.Ф., Селезнёв B.C., Бах А.А., Данилов И.А., Кузьменко А.П. Детальные инженерно-сейсмологические исследования зданий и сооружений стоячими волнами // Проблемы региональной геофизики. Новосибирск, 2001, с.51-54.

46. Еманов А.Ф., Селезнёв B.C., Бах А.А., Гриценко С.А., Данилов И.А., Кузьменко А.П., Сабуров B.C., Татьков Г.И. Пересчёт стоячих волн при детальных инженерно-сейсмологических исследованиях // Геология и геофизика, 2002, №2, с. 192 207.

47. Еманов А.Ф., Селезнёв В.С, Бах А.А., Данилов И.А., Кузьменко А.П., Сабуров B.C., Татьков Г.И. Стоячие волны при детальных инженерно-сейсмологических обследованиях зданий и сооружений //

48. Сейсмологический мониторинг в Сибири и на Дальнем Востоке (100-летие сейсмической станции «Иркутск»), Иркутск: Арт-пресс, 2002, с. 129-154.

49. Еманов А.Ф., Селезнёв B.C., Коршик Н.А. Развитие технологии построения временных разрезов головных волн на основе динамического пересчёта волновых полей: Тез. докл. междунар. совещания "50 лет ГСЗ: прошлое, настоящее и будущее". М., 1999, с. 18.

50. Еманов А.Ф., Селезнёв B.C., Коршик Н.А., Гриценко С.А. Пересчёт головных волн во временные разрезы // Сейсмология в Сибири на рубеже тысячелетий: Мат-лы междунар. геофиз. конф. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000, с. 58-62.

51. Еманов А.Ф., Селезнёв B.C., Коршик Н.А. Динамический пересчёт головных волн при обработке материалов детальной сейсморазведки // Проблемы региональной геофизики. Новосибирск, 2001, с. 58-64.

52. Еманов А.Ф., Селезнев B.C., Коршик Н.А. Построение временных разрезов головных волн // Глубинное строение и геодинамика Фенноскандии, окраинных и внутриплатформенных транзитных зон: Мат-лы восьмой междунар. конф. Петрозаводск: КНЦ РАН, 2002, с. 94-95.

53. Еманов А.Ф., Селезнёв B.C., Соловьёв В.М., Чичинин И.С., Кашун В.Н., Жемчугова И.В., Скоринский Д.В. Особенности изменений во времени волновых полей при вибросейсмическом мониторинге земной коры //

54. Сейсмология в Сибири на рубеже тысячелетий: Мат-лы междунар геофиз. конф. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000, с. 54-57.

55. Еманов А.Ф., Филина А.Г., Еманов А.А., Фатеев А.В., Кабанник А.В., Ярыгина М.А. Алтай и Саяны // Землетрясения Северной Евразии в 1997 году. Обнинск: ГС РАН, 2003, с. 92-98.

56. Еманов А.Ф., Шаров Н.В. Использование промышленных взрывов при ГСЗ // Геофизический журнал, 1987, № 4, с. 35-43.

57. Епинатьева A.M., Голошубин Г.М., Литвин А.Д. и др. Метод преломленных волн. М.: Наука, 1990, с. 297.

58. Ерофеев А. А. Теория автоматического управления. С.-П.: Изд-во «Политехника», 1998, с.295.

59. Иванов Ф.И., Потапов В.АгВведение в инженерную сейсмологию. Иркутск: Изд-во Иркутского госуниверситета, 1994., с.80.

60. Зубков С.И., Соловьёва Р.П. Каталог сейсмических предвестников землетрясений. М.: ИФЗ АН СССР, 1986, с.268.

61. Кондратьев O.K. Проблемы совместной обработки и интерпретации отражённых и преломленных волн в региональной сейсморазведке // Геофизика, 2002, №3, с. 31-49.

62. Крауфорд Ф. Волны // Берклиевский курс физики. М.: Наука, 1976, т.З. с.526.

63. Корчинский И.Л. Сейсмические нагрузки на здания и сооружения. М.: Гос. изд-во литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1959, с.77.

64. Крылов С.В., Мишенькин Б.П., Мишенькина З.Р. и др. Детальные сейсмические исследования литосферы на Р и S волнах. Новосибирск: ВО Наука, Сибирская издательская фирма, 1993, с. 199.

65. Крылов С.В., Сергеев В.Н. Свойства головных волн и новые возможности автоматизации их обработки // Геология и геофизика, 1985, №4, с. 92-102.

66. Лукашин Ю.П., Пушкин А.Г., Савин С.Н. Повышение эффективности выделения слабых вибрационных сигналов на фоне случайных помех // Исследование Земли новыми геофизическими методами. Новосибирск: ВЦ СО АН СССР, 1980, с. 104-114.

67. Лукашин Ю.П., Савин С.Н. Способы выделения вибрационных сигналов на фоне случайных помех // Геофизическая аппаратура. Л., 1979, вып.67, с. 45-51.

68. Макарюк Н.В., Малахов А.П., Ряшенцев Н.П. Обоснование конструктивной схемы источника вибросейсмических колебаний для вибрационного просвечивания Земли // Исследование Земли невзрывными сейсмическими источниками. М.: Наука, 1981, с. 161-167.

69. Медведев С.В. Инженерная сейсмология. М.: Изд-во литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1962, с. 283.

70. Митрофанов Г.М., Сергеев В.Н. Исследование линеаризованной модели для головной волны в связи с задачей обработки данных КМПВ // Геология и геофизика, 1986, №8, с. 98-108.

71. Мячкин В.И. Процессы подготовки землетрясений. М.: Наука, 1978, с. 232.

72. Нерсесов И.Л., Семёнов А.Н., Симбирева И.Г. Пространственно-временное распределение отношений времён пробега поперечных и продольных волн в Гармском районе // Экспериментальная сейсмология. М.: Наука, 1971, с. 334-345.

73. Нигметов Г.М., Бабусенко М.С. Технологии мониторинга безопасности зданий и сооружений в зонах катастрофических наводнений // Технологии гражданской безопасности, 2003, № 1-2, с. 45-53.

74. Николаев А.В. Вибрационное просвечивание метод исследования Земли // Проблемы вибрационного просвечивания Земли. М.: Наука, 1977, с. 5-13.

75. Николаев А.В. Изучение Земли невзрывными сейсмическими источниками // Исследование Земли невзрывными сейсмическими источниками. М.: Наука, 1981, с. 5-29.

76. Николаев А.В., Артюшков Е.В., Чичинин И.С., Троицкий П.А., Галкин И.Н. Вибрационное просвечивание Земли // ВИНИТИ, №2549-74, Деп. М., 1974, с. 158.

77. Павленкова Н.И., Пилипенко В.Н., Дзюба В.В. Машинная обработка сейсмограмм ГСЗ и КМПВ // Прикладная геофизика, 1978, вып.90, с. 98-112.

78. Павленов В.А., Чечельницкий В.В., Черных Е.Н. и др. Восстановление инженерно-сейсмологической службы в г. Иркутске // Проблемы оценки и прогноза устойчивости геологической среды г. Иркутска. Иркутск, 1997, с. 86-91.

79. Павлов О.В., Дреннов А.Ф., Дреннова Н.Н. и др. Анализ колебаний грунтов при землетрясениях. Новосибирск: Наука, 1983, с. 96.

80. Пейн Г. Физика колебаний и волн. М.: Мир, 1979, с. 387.

81. Пилипенко В.Н., Павленкова Н.И., Луосто У., Верпаховская А.О. Формирование Изображений среды по сейсмограммам глубинного зондирования // Физика Земли, 1999, №7-8, с. 164-176.

82. Потапов В.А. Инженерно-сейсмологический анализ объёмных и поверхностных волн. Новосибирск: Наука, 1992, с. 133.

83. Пугачёв B.C., Синицын И.Н. Теория стохастических систем. М.: Логос, 2000, с. 1000.

84. Пузырёв Н.Н., Крылов С.В., Мишенькин Б.П. Методика рекогносцировочных глубинных сейсмических исследований. Новосибирск: Наука СО РАН, 1975, с. 158.

85. Пузырёв Н.Н. Об интерпретации данных метода преломленных волн при наличии градиента скорости в нижней среде // Геология и геофизика, 1960, №10, с. 120-128.

86. Рапопорт М.Б., Малкин А.Д., Богоявленский В.И. Пакет программ цифровой обработки сейсмических записей преломленных волн // Нефтегазовая геология и геофизика, 1981, №7, с. 35-41.

87. Рослов Ю.В., Сакулина Т.С., Телегин А.Н., Тихонова И.М. Комплексная обработка сейсмических записей отражённых и преломленных волн с получением динамических разрезов // Разведка и охрана недр, 2001, №10, с. 8-11.

88. Садовский М.А., Болховитинов Л.Г., Писаренко В.Ф. Дефформируемость геофизической среды и сейсмический процесс. М.: Наука, 1987, с. 99.

89. Сейсморазведка: Справочник геофизика. М.: Недра, 1990, т.1, с.336, т.2, с. 400.

90. Селезнев B.C., Еманов А.Ф. Пересчет волновых полей головных волн фильтрами Винера// Геология и геофизика, 1998, № 4, с. 536-546.

91. Селезнев B.C., Еманов А.Ф., Беляев А.А. Корреляционное построение сейсмограмм из поля кратных волн множества сейсмических событий // Развитие вибросейсмических исследований земной коры в Сибири. Новосибирск, 1989, с. 34-45.

92. Селезнев B.C., Еманов А.Ф., Соловьев В.М. Методика комплексных вибросейсмических исследований сейсмоактивных районов (на примере Байкальской рифтовой зоны): Тез.докл.межд.геофиз.конф. и выставки С.-П., 1995, т. III.

93. Селезнёв B.C., Еманов А.Ф., Барышев В.Г., Кузьменко А.П. Способ определения физического состояния зданий и сооружений: Патент на изобретение РФ. № 2140625, зарегистрирован 27 октября 1999.

94. Селезнёв B.C., Еманов А.Ф., Кузьменко А.П., Барышев В.Г., Сабуров B.C. Способ приведения к единому времени регистрации разновременных записей измерений: Патент на изобретение РФ. № 2150684, зарегистрирован 10 июня 2000, бюл. № 16 от 10.06.2000.

95. Селезнёв B.C., Еманов А.Ф., Кузьменко А.П., Барышев В.Г., Данилов И.А. Способ планово-предупредительного контроля физического состояния зданий и сооружений: Патент на изобретение РФ, № 2163009, бюл. № 4 от 10.02.2001.

96. Селезнёв B.C., Еманов А.Ф., Соловьёв В.М., Кашун В.Н., Сальников

97. A.С., Сагайдачная О.М. Детальные глубинные сейсмические исследования сейсмоопасных территорий с использованием мощных передвижных 40-тонных виброисточников // Проблемы региональной геофизики. Новосибирск, 2001, с. 99-101.

98. Селезнев B.C., Кузьменко А.П., Еманов А.Ф., Сабуров В.А., Барышев

99. B.Г., Данилов И.С., Бах А.А. Возможности и результаты инженерно-сейсмологического обследования зданий и сооружений // Методы изучения, строение и мониторинг литосферы: Мат-лы междунар. конф. 6-13 сентября 1998. Новосибирск, 1998, с. 98-105.

100. Мат-лы междунар. геофиз. конф. 15-19 сент. 2003. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2003, с. 324-328.

101. Семёнов А.Н. Изменение отношения времён пробега поперечных и продольных волн перед сильными землетрясениями // Физика Земли №4, с. 72-77.

102. Сергеев В.Н. Учёт геометрического расхождения и рефракции при пересчёте поля колебаний преломленных волн // Геология и геофизика, 1988, №3, с. 93-102.

103. Сергеев В.Н. Некоторые практические аспекты пересчёта колебаний преломленных волн // Математические проблемы интерпретации данных сейсморазведки. Новосибирск: Наука, 1988, с. 175-186.

104. Соловьёв B.C. Сейсмический мониторинг с вибрационным источником // Физика Земли, 1998, №9, с. 39-51.

105. Солодилов Л.Н., Селезнев B.C., Еманов А.Ф., Ясюлевич Н.Н., Семейкин Н.П. Аппаратурно-технический комплекс для ГСЗ и совместной сети сейсмологических наблюдений и вибросейсмического мониторинга // Разведка и охрана недр, 1995, № 5.

106. Старобинец А.Е., Старобинец М.Е. Цифровая обработка и интерпретация данных метода преломленных волн. М.: Недра, 1988, с.297.

107. Суворов В.Д., Сергеев В.Н. К интерпретации данных многократных систем наблюдений преломленных волн при изучении фундамента ЗападноСибирской плиты//Геология и геофизика, 1982, №6, с. 102-109.

108. Табулевич В.Н. Комплексные исследования микросейсмических колебаний. Новосибирск: Наука, 1986, с. 149.

109. Телегин А.Н., Тихонова И.М. Построение динамических разрезов по сейсмическим записям преломленных волн // ДАН СССР, 1992, т.326, № 6, с. 989-993.

110. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике Т.З // Излучение. Волны. Кванты. М.: Мир, 1976, с.496.

111. Халевин Н.И. Сейсмология взрывов на Урале. М.: Наука, 1975, с. 197.

112. Чичинин И.С. Вопросы теории сейсмического виброзондирования // Методика сейсморазведки. М.: Наука, 1965, е. 147-163.

113. Чичинин И.С. О методике испытаний невзрывных источников // Вибрационная сейсморазведка на продольных и поперечных волнах. Новосибирск: СНИИГГиМС, 1975, с. 118-133.

114. Чичинин И.С. Вибрационное излучение сейсмических волн. М.: Недра, 1984, с. 224.

115. Чичинин И.С. О путях создания виброисточников для сейсмических исследований Земли на больших (2-3 тыс.км) глубинах // Излучение и приём . вибросейсмических сигналов. Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР, 1990, с. 540.

116. Чичинин И.С., Евчатов Г.П. Об одном способе расчёта режима работы вибрационного источника для возбуждения сейсмических волн с произвольным наперёд заданным спектром // Геология и геофизика, 1969, №4, с. 87-92.

117. Чичинин И.С., Евчатов Г.П. Особенности восстановления сейсмограмм в частотном методе при нелинейном изменении частоты вибратора // Измерительная аппаратура для разведочной геофизики. Новосибирск, 1973, с. 30-40.

118. Чичинин И.С., Юшин В.И. Преобразование сигналов в вибрационной сейсморазведке // Измерительная аппаратура для разведочной геофизики. Новосибирск, 1973, с. 3-20.

119. Чичинин И.С., Юшин В.И. Частотный метод вибросейсмических исследований // Проблемы вибрационного просвечивания Земли. М.: Наука, 1977, с. 14-31.

120. Шаров Н.В., Горбацевич Ф.Ф. Исследование частотных спектров сейсмических колебаний в ближней зоне промышленного взрыва (для целей

121. ГСЗ) // Геофизические исследования северо-восточной части Балтийского щита. Апатиты: КФ АН СССР, 1976, с. 102-114.

122. Шнеерсон М.Б., Майоров В.В. Наземная сейсморазведка с невзрывными источниками колебаний. М.: Недра, 1980, с. 206.

123. Шнеерсон М.Б., Потапов О.А., Гродзенский В.А., Иноземцев А.Н., Лев И.С., Жуков А.П. Вибрационная сейсморазведка. М.: Недра, 1990, с. 240.

124. Юшин В.И. О фильтрующей функции в частотном методе вибрационной сейсморазведки // Измерительная аппаратура для разведочной геофизики. Новосибирск, 1973, с. 21-30.

125. Юшин В.И. О результатах измерений уровня вибросейсмических сигналов и шумов при вибро-ГСЗ // Геология и геофизика, 1982, №4, с. 8994.

126. Юшин В.И., Геза Н.И. Метод абсолютных измерений амплитуд вибросейсмических колебаний по результатам их корреляционного накопления // Вибросейсмические методы исследования Земли. Новосибирск, 1982, с. 55-62.

127. Юшин В.И., Геза Н.И., Юн Ен Дин Об экспериментальной оценке возможности корреляционного накопления вибросейсмических сигналов для целей ГСЗ // Геология и геофизика 1981, №8, с. 123-126.

128. Юшин В.И., Велинский В.В., Геза Н.И., Саввиных B.C. Экспериментальная оценка тензочувствительности коры в районе Байкала по данным активного вибросейсмического мониторинга и упругого прилива // Геология и геофизика, 1999, №3, с. 395-409.

129. Baskus M.M. Water reverberations their nature and elimination // Geophysics, 1959, v.24,№2.

130. Clymer R.W., McEvilly T.V. Travel-time monitoring wich VIBROSEIS // Bull. Seism. Soc. Amer., 1981, v.71, p. 1903-1907.

131. Emanov A.F., Emanov A.A., Filina A.G. Realized seismic energy correlation of the different structures: The 25 th. General Assembly European Geophysical Society // Geophysical Research Abstracts, v.2, 2000.

132. Emanov A.F., Emanov A.A., Seleznev V.S., Filina A.G. Seismological monitoring of Altai-Sayan fold area // 14 Geophysical Congress and Exhibition of Turkey. Ankara, 2001, p. 196-197.

133. Emanov A.F., Seleznev V.S., Korshik N.A. Constraction of time section of head waves from the materials CDP: The 25 th General Assembly European Geophysical Society // Geophysical Research Abstracts, v.2, 2000.

134. Emanov A.F., Seleznev V.S., Korshik N.A. Construction of time section of head waves: 14 Geophysical Congress and Exhibition of Turkey. Ankara, 2001, p. 210.

135. Feng R., McEvilly T.V. Interpretation of seismic reflection profiling data for the structure of San Andreas fault zone // Bull. Seism. Soc. Amer., 1983, v.73, p. 1701-1720.

136. Frantti G.E. Seismic energy from ripple-fired explosions // Earthquake Notes, №2, v.34, 1963.

137. Frantti G.E. Spectral energy density for quarry explosions // Earthquake Notes, №5, v.34, 1963.

138. Glinsky B.M., Emanov A.F., Khairetdinov M.S., Kovalevsky V.V., Soloviev V.M. Experimental research on calibration of seismic traces // Bull. Nov. Сотр. Center, Math. Model, in Geoph., 2002, Issue 7, p. 25-38.

139. Hammond I.W. Ghost elimination from reflection records // Geophysics, 1962, v.27, №1.

140. Karageorgi E., Clymer R.W., McEvilly T.V. Seismological studies at Parkfield. II. Search for temporal variacions in wave propagation using Vibroseis //Bull. Seism. Soc. Amer., 1992, v.82,№3,p. 1388-1415.

141. Lindey I.P. Elimination of seismic ghost reflection by means of linear filters // Geophysics, 1960, v.25, №2.

142. Pollack E. Effect of delay time and number of delayes on the spectra of ripple-fired shots // Earthquake Notes. №1, v.34, 1963.

143. Seleznev V.S., Emanov A.F. Inspection of various structures by seismic metods: Abstracts of international conference on earthquake hazard and in the mediterranean region. Otober 18-22, 1999. Nicosia North Cyprus, p. 74.

144. Seleznev V.S., Emanov A.F. ., Soloviev V.M., Kashun V.N. Active vibroseis monitoring of seismoactive zones // The 1" International Workshop on Earthquake Prediction. Abstracts, Short Reports, Athens, November 6-7, 2003, p. 100.

145. Seleznev V.S., Soloviev V.M., Babushkin S.M., Larkin G.V. and Emanov A.F. Preliminary Interpretation of CSP data on the profile along lake Teletshoye // Joint Russian-Belgian research project continental rift basins. Belgian, 1995.

146. Seleznev V.S., Soloviev V.M., Emanov A.F. Dinamical trans SB RAS and selection of head waves in multifold coverage // 7th International Symposium. Deep seismic profiling of the continents. September 15-20, 1996, Asilomar, California, p. 45.

147. Schneider W.A., Larner K.L., Burg I.P., Baskus M.M. A new dataprocessing technique for the elimination of ghost arrivals an reflection seismograms. Geophysics, 1964, v.29, №5.

148. Thibo H., Nielson C., Jensen M.-B., Suvorov V.D., Emanov A.F., Seleznev V.S., Tatkov G.I., Perchuc E., Gazcynski E. Best: Baikal explosion seismic transect. // Пятые геофизические чтения имени В.В. Федынского. -М: Центр ГЕОН, 2003, с. 147.

149. Willis D.E. A note on the effect of ripple firing on the spectra of quarry shots//Bull. Seism. Soc. Am., №1, v.53, 1963.