Введение к работе
Актуальность темы. Особенностью морских инженерно-геологических исследований, в сравнении с аналогичными исследованиями на суше, является относительно более широкое использование дистанционных геофизических методов. Это обстоятельство имеет под собой объективную основу, поскольку покрывающая водная толща серьезно затрудняет проведение исследований традиционными для суши геотехническими методами, такими квк бурение, статическое зондироввние и т.п., и, напротив, почти всегда благоприятствует применению геофизических методов. Не трудно также предвидеть дальнейшее усиление данной тенденции по море смещения районов исследований во все более глубоководные зоны шельфа.
Одним из проявлений отмеченной тенденции, в частности ее стороны, связанной с расширением арсенала инженерно-сейсмических методов, является разработка исследований физических свойств морских грунтов методом поверхностных волн Стоушш. Возникновение идеи использования поверхностных волн релеевского типа, распространяющихся вдоль границы жидкой и упругой среды и называемых в этом случае волнами Стоушш, в морской инженерной сейсморазведке нельзя назвать случайностью. Напротив, имеет место закономерное и своевременное заимствование метода, глубоко разработанного и хорошо зарекомендовавшего себя в сейсмологии. Привлекательность исполь-
зованля метода поверхностных волн при морских инженерно-геологических исследованиях основывается на возможности получения с его помощью исключительного по своей информативности физического параметра морских грунтов - скорости распространения в них поперечных волн. Названный параметр заключает в себе большую часть сведений об упругих свойствах донных грунтов, а также в наибольшей степени позволяет приблизиться к прогнозу их прочностных характеристик.
В нестоящее время уже показана возможность возбуадения и регистрации волн Стоунли в различных сейсмо^-геологических условиях, пока в основном на мелководных участках шельфа с глубинами моря 10 - 30 м. Имеется большое количество натурных записей, среди которых есть и высококачественные. Вследствие этого данная работа, в которой рассматриваются вопросы обработки и интерпретации волн Стоунли, становится вполне актуальной.
Цели настоящей работы таковы:
-
Анализ возможности и целесообразности определения скорости поперечных волн в морских грунтах in situ для решения инженерно-геологических задач на основе обработки и интерпретации волн Стоунли;
-
Выбор и необходимая доработка теоретического подхода к интерпретации дисперсии волн Стоунли, удовлетворяющего условию возможности построения на его основе производительной технологии;
-
Создание на основе выбранного теоретического подхода технологии обработки и интерпретации волн Стоунли и демонстрация ее работоспособности на модельных и полевых материалах;
-
Анализ информативности получаемых значений скорости поперечных волн относительно определения строения, состава и свойств донных грунтов.
Научная новизна работы состоит в том, что впервые удалось совместить в виде технологии высокое качество обработки и интерпретации поверхностных волн, достигнутое в сейсмологии, с одной стороны, и высокую производительность, необхо-димув при обработке инженерно-геологических данных, с другой. В процессе опробования технологии обработки и интерпретации но реальных полевых материалах получен ряд разрезов скорости поперечных волн vs
В составе технологии новым является предложенный численный метод решения прямой задачи, т.е. расчета дисперсии поверхностных волн по слоистооднородной модели дна на основе использования ленточного вида матрицы определителя в дисперсионном уравнении.
Кроме того, новыми и, может быть, дискуссионными являются изложенные в заключительной части работы подходы к комплексной интерпретации инженерно-геологических данных на основе технологии экспертных систем.
Практическая ценность работы. Созданная технология об-3
работки и интерпретации поверхностных волн позволяет расширить использование метода поверхностных волн в морской инженерной геологии (при инженерно-геологических изысканиях и при инженерно-геологической съемке), а также для решения некоторых других задач (при инженерно-геологических исследованиях в отдельных случаях на суше, для исследования зоны малых скоростей в поисковой сейсморазведке). Комплекс программ "rel", являющийся математическим обеспечением технологии, работает на ЕС ЭВМ под управлением сейсмической обрабатывающей системы СЦС-3, прошел приемочные испытания и может быть передан в заинтересованнее научные и производственные организации.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на семинарах отдела инженерной геофизики ВНИИмор-гео. Научно-технических конференциях и конференциях молодых ученых и специалистов НПО "Сошморинжгеология" (1985-1989 гг.), на региональных конференциях молодых ученых по геологии и освоению шельфа в гг. Алуште (1986 г.) и Мурманске (1988 г.), на Всесоюзной школе по техническим средствам освоения океана, г. Геленджик (1989 г.). Подробные сообщения по работе делались на семинарах теоретического отдела АКИНа (6 января 1989 г.), кафодры геоакустики и сейсмометрии факультета геологии МТУ (28 теераля 1989 г.), отдела сейсмологии ИОАНа (і июня 1990 г.). Часть результатов работы опубликована в трудах yi Международного конгресса по инженерной
геологии, г. Амстердам, 1990 г.
Структура и оОьем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Изложение занимает 118 страниц, в том числе 76 страниц машинописного текста и 42 рисунка. В тексте приведены 2 таблицы. Список литературы включает 65 наименований.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в пяти работах.
