Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2023.Т. 45. №4. C. 109-121. ISSN 2079-6641

ФИЗИКА
https://doi.org/10.26117/2079-6641-2023-45-4-109-121
Научная статья
Полный текст на русском языке
УДК 519.254

Содержание выпуска

Read English Version

Методика оценки состояния приповерхностных осадочных пород по результатам наблюдений динамических характеристик геоакустической эмиссии

Ю.И. Сенкевич, М. А. Мищенко^\ast

Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, 684034, Камчатский край, Елизовский район, c. Паратунка, ул.Мирная, 7, Россия

Аннотация. В ИКИР ДВО РАН проводится мониторинг состояния приверхностных осадочных
пород по результатам обработки и анализа сигнала геоакустической эмиссии (ГАЭ). Рассматривается изменение во времени характеристик сигнала ГАЭ, таких как длительность импульсов и разнообразие их амплитудно-фазовой модуляции в скользящем временном окне различной ширины. Ранее была обнаружена связь между степенью напряженно-деформированного состояния осадочных пород и интенсивностью импульсного потока в сигнале геоакустической эмиссии. На данном этапе проведенных исследований представлена вероятностная модель формирования сигнала ГАЭ, которая позволяет описать изменения состояния приповерхностных осадочных пород на основе динамики распределений амплитуды и длительности геоакустических импульсов. Таким образом, изменение динамических характеристик сигнала ГАЭ можно рассматривать в качестве индикатора активизации деформационных процессов в пункте наблюдений. Представление характеристик сигнала ГАЭ в виде трехмерных изображений статистических распределений амплитуды и длительности импульсов, размещаемых на графике через установленные временные интервалы, позволяет выделять аномальные участки сигнала и проводить их классификацию. Конечной целью проводимых исследований является разработка методов анализа наблюдаемых аномалий характеристик сигнала ГАЭ в интересах обнаружения их связи с вероятностью возникновения землетрясений. В перспективе это позволит осуществлять привязку обнаруживаемых аномалий с определенными сейсмическими событиями, а также отличать их от аномалий, возникающих под воздействием климатических и сезонных факторов.

Ключевые слова: мониторинг состояния, приповерхностные породы, динамические характеристики, геоакустическая эмиссиия.

Получение: 02.11.2023; Исправление: 04.12.2023; Принятие: 05.12.2023; Публикация онлайн: 15.12.2023

Для цитирования. Сенкевич Ю.И., Мищенко М. А. Методика оценки состояния приповерхностных
осадочных пород по результатам наблюдений динамических характеристик геоакустической эмиссии // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2023. Т. 45. № 4. C. 109-121. EDN: UMHNFL. https://doi.org/10.26117/2079-6641-2023-45-4-109-121.

Финансирование. Работа выполнена в рамках реализации государственного задания № АААА-А21-121011290003-0

Конкурирующие интересы. Конфликтов интересов в отношении авторства и публикации нет.

Авторский вклад и ответственность. Авторы участвовали в написании статьи и полностью несут
ответственность за предоставление окончательной версии статьи в печать.

^\astКорреспонденция: E-mail: micle@ikir.ru

Контент публикуется на условиях Creative Commons Attribution 4.0 International License

© Сенкевич Ю.И., Мищенко М. А., 2023

© ИКИР ДВО РАН, 2023 (оригинал-макет, дизайн, составление)

Список литературы

  1. Марапулец Ю.В., Сенкевич Ю.И., Луковенкова О. О., Солодчук А. А., Ларионов И. А., Мищенко М. А., Малкин Е. И., Щербина А. О., Гапеев М. И. Комплексный анализ акустических и электромагнитных сигналов для оценки уровня сейсмической опасности. Владивосток: Дальнаука, 2020. 120 с.
  2. Муратов П. В., Руленко О. П., Марапулец Ю.В., Солодчук А. А. Электрический и акустический отклик приповерхностных осадочных пород на прохождение сейсмических волн от землетрясений, Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки, 2018. Т. 25, №5, С. 52–63, DOI: 10.18454/2079-6641-2018-25-5-62-73.
  3. Senkevich Y. Search for Hidden Patterns in Acoustic and Electromagnetic Pulse Signals, XXIII International Conference on Soft Computing and Measurements (SCM).–IEEE, 2020 DOI: 10.1109/SCM50615.2020.9198754.
  4. Gapeev M., Marapulets Yu.Modeling Locations with Enhanced Earth’s Crust Deformation during Earthquake Preparation near the Kamchatka Peninsula, Applied Sciences, 2023. vol. 13, no. 1, pp. 290, DOI: 10.3390/app13010290.
  5. Lukovenkova O., Marapulets Yu., Solodchuk A.Adaptive Approach to Time-Frequency Analysis of AE Signals of Rocks, Sensors, 2022. Т. 22, С. 9798, DOI: 10.3390/s22249798.
  6. Марапулец Ю.В., Луковенкова О. О., Тристанов А. Б., Ким А. А. Методы регистрации и частотно-временного анализа сигналов геоакустической эмиссии. Владивосток: Дальнаука, 2017. 75 с.
  7. Владимирова И. С., Лобковский Л. И., Алексеев Д. А. и др. Особенности сейсмического процесса в западной части Алеутской субдукционной зоны и их возможная связь с климатическими изменениями в Арктике, Арктика: экология и экономика, 2022. Т. 12, №1, С. 58–67 DOI: 10.25283/2223-4594-2022-1-58-67.
  8. Гапеев М. И., Марапулец Ю.В.Моделирование зон относительных сдвиговых деформаций перед сильными землетрясениями на Камчатке, произошедшими в период 2018-2021 гг, Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки, 2021. Т. 37, №4, С. 53–66, DOI: 10.26117/2079-6641-2021-37-4-53-66.
  9. Марапулец Ю.В., Шевцов Б. М. Мезомасштабная акустическая эмиссия. Владивосток: Дальнаука, 2012. 126 с.
  10. Гапеев М. И., Солодчук А. А., Паровик Р. И. Связанные осцилляторы как модель высокочастотной геоакустической эмиссии, Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки, 2022. Т. 40, №3, С. 88–100, DOI: 10.26117/2079-6641-2022-40-3-88-100.
  11. Гапеев М. И. Оценка областей повышенных деформаций, возникающих при подготовке камчатских землетрясений, Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки, 2022. Т. 41, №4, С. 32–46, DOI: 10.26117/2079-6641-2022-41-4-32-46.
  12. Нестеров С. В., Акуленко Л. Д., Гавриков А. А. Определение динамической плотности гранулированной среды, пропитанной жидкостью,ДАН, 2011. Т. 436, №6, С. 760–763.
  13. Горная энциклопедия. Акустические свойства горных пород [Электронный ресурс] URL: https://www.mining-enc.ru/a/akusticheskie-svojstva (дата обращения: 31.10.2023)
  14. Хмелевской В. К. Геофизические методы исследования земной коры [Электронный ресурс] URL: https://www.astronet.ru/db/msg/1173309/www.astronet.ru/db/msg/1173309/ (дата обращения: 31.10.2023)
  15. Сенкевич Ю.И., Марапулец Ю.В., Луковенкова О. О. и др. Методика выделения информативных признаков в сигналах геоакустической эмиссии, Труды СПИИРАН, 2019. Т. 18, №5, С. 1066–1092.

Сенкевич Юрий Игоревич – доктор технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник Лаборатории акустических исследований, Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, Паратунка, Россия, ORCID 0000-0003-0875-6112.

Мищенко Михаил Александрович – кандидат физико-
математических наук, старший научный сотрудник Лаборатории
акустических исследований, Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, Паратунка, Россия, ORCID 0000-0003-1958-5830.

Читать статьюСкачать статью