Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2015. № 1(10). C. 44-53. ISSN 2079-6641

DOI: 10.18454/2079-6641-2015-10-1-44-53

УДК 550.343

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ АКУСТОЭМИССИОННЫЙ ЭФФЕКТ

Ю.В. Марапулец

Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН,
684034, Камчатский край, п. Паратунка, ул. Мирная, 7
E-mail: marpl@ikir.ru

С 1999 г. на Камчатском полуострове проводится комплексный мониторинг акустической эмиссии в звуковом диапазоне частот. В ходе исследований установлено существование акустоэмиссионного эффекта в осадочных породах, заключающегося в росте интенсивности геоакустического излучения в частотном диапазоне от сотен герц до первых десятков килогерц при увеличении скорости деформации породных массивов. Эффект устойчиво наблюдается на нескольких пространственно разнесенных станциях и наиболее сильно проявляется на заключительной стадии подготовки землетрясений. Во время акустоэмиссионного эффекта возникает ярко выраженная анизотропия направленности геоакустического излучения, которая обусловлена ориентацией источников акустических колебаний в поле напряжений приповерхностных осадочных пород.

Ключевые слова: деформация, скорость деформации, высокочастотный акустоэмиссионный эффект.

© Марапулец Ю.В., 2015

MSC 86A15

HIGH-FREQUENCY ACOUSTIC EMISSION EFFECT

Yu.V. Marapulets

Institute of Cosmophysical Researches and Radio Wave Propagation Far-Eastern Branch,
Russian Academy of Sciences, 684034, Kamchatskiy Kray, Paratunka, Mirnaya st., 7,
Russia
E-mail: marpl@ikir.ru

Complex monitoring of acoustic emission (AE) in the sound frequency range has been
carried out in the Kamchatka peninsular since 1999. In the course of the investigation, the existence of acoustic emission effect in sedimentary rocks was detected. It consists in the increase of geoacoustic radiation intensity in the frequency range from hundreds of hertz to the first tens of kilohertz during the growth of rock mass deformation rate. This effect was stably observed at several spaced stations and appears the most vividly at the final stage of earthquake preparation. During the acoustic emission effect, clear anisotropy of geoacoustic radiation directivity occurs which is determined by the source orientation of acoustic oscillations in the stress field of near surface sedimentary rocks.

Key words: deformation rate, high-frequency acoustic emission effect.

© Marapulets Yu. V., 2015

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Беляков А.С., Николаев А.В. Сейсмоакустические приёмники с магнитоупругим преобразователем // Физика земли. 1993. №7. С. 74-80.
    2. Рыкунов Л.Н., Хаврошин О.Б., Цыплаков В.В. Аппаратура и методы исследования слабых сейсмических эффектов. Деп. В ВИНИТИ, №2919-78. 1978.
    3. Беляков А.С. Землетрясения и подземный звук // Земля и Вселенная. 1996. №2. С. 23-29.
    4. Левин Б.В., Сасорова Е.В., Борисов С.А. и др. Оценка параметров слабых землетрясений и их сигналов // Вулканология и сейсмология. 2010. №3. С. 60–70.
    5. Купцов А.В., Марапулец Ю.В., Шевцов Б.М. Анализ изменений геоакустической эмиссии в процессе подготовки сильных землетрясений на Камчатке // Эл. журнал «Исследовано в России».
    2004. Т. 7. С. 2809-2818. [Электронный ресурс]. URL: http://www.sci-journal.ru/articles/2004/262.pdf (дата обращения: 31.03.2015).
    6. Paparo G., Gregori G.P., Coppa U., De Ritis R., Taloni A. Acoustic Emission (AE) as a diagnostic tool in geophysics // Annals of Geophysics. 2002. Vol.45. N. 2. P. 401-416.
    7. Марапулец Ю.В., Щербина А.О. Методы исследования пространственной анизотропии геоакустической эмиссии // Эл. журнал «Техническая акустика». 2008. 14. 17 с. [Электронный ресурс]. URL: http://ejta.org/archive/articles2008/marapuletz1.zip (дата обращения: 31.03.2015).
    8. Войтенко Е.А., Моргунов Ю.Н. Экспериментальные исследования распространения импульсных акустических сигналов в грунте // Акустический журнал. 2011. Т. 57. №1. С. 73-74.
    9. Гордиенко В.А., Гордиенко Т.В., Купцов А.В., Ларионов И.А., Марапулец Ю.В., Рутенко А.Н., Шевцов Б.М. Геоакустическая локация областей подготовки землетрясений // Доклады АН. 2006. Т. 407. №5. С. 669-672.
    10. Гордиенко В.А. Векторно-фазовые методы в акустике. М.: Физматлит, 2007. 480 с.
    11. Шевцов Б.М., Марапулец Ю.В., Щербина А.О. О направленности приповерхностной высокочастотной геоакустической эмиссии в периоды деформационных возмущений // Доклады АН. 2010. Т. 430. №1. С. 119-122.
    12. Марапулец Ю.В., Шевцов Б.М., Ларионов И.А., Мищенко М.А., Щербина А.О., Солодчук А.А. Отклик геоакустической эмиссии на активизацию деформационных процессов при подготовке землетрясений // Тихоокеанская геология. 2012. Т. 31. №6. С. 59-67.
    13. Марапулец Ю.В., Шевцов Б.М. Мезомасштабная акустическая эмиссия. Владивосток: Дальнаука, 2012. 126 с.
    14. Larionov I.A., Marapulets Y.V., Shevtsov B.M. Features of the Earth surface deformations in the Kamchatka peninsula and their relation to geoacoustic emission // Solid Earth. 2014. N. 5. P. 1293-1300.

Поступила в редакцию / Original article submitted: 15.04.2015

MarМарапулец Юрий Валентинович – кандидат технических наук, доцент, замиститель директора по науки Института космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, профессор кафедры информатики КамГУ им. Витуса Беринга.

Marapulets Yuri Valentinovich – Ph.D. (Tech.), Associate Professor, Deputy Director for Science Institute of Space Physics Research and Radio Wave Propagation FEB RAS, Professor of Dep. computer science Vitus Bering Kamchatka State University.

Скачать статью Marapulets Y.V.