Аннотация результатов, полученных в 2024 году
1. Реализация прототипа программного обеспечения: На момент завершения года успешно реализован программный прототип для обработки сейсморазведочных данных методом MASW (многоканального анализа поверхностных волн) на языке программирования Python. Программный продукт включает в себя обширный функционал и графический интерфейс, который предоставляет пользователю удобные инструменты для чтения, визуализации и предварительной обработки сейсмических данных. Прототип ПО был разработан модульно, что обеспечивает гибкость и простоту модификации. Алгоритмическая обработка данных представляет собой ключевой этап, на котором разработанные алгоритмы обеспечивают возможность проведения многоканального анализа поверхностных волн (MASW) и метода Накамуры (H/V или HVSR). Сюда входит спектральный анализ дисперсионных кривых, инверсия и расчет скоростных моделей, а также определение физико-механических свойств грунтов по корреляционным зависимостям и интенсивности балльности землетрясений. Визуализация результатов также интегрирована в программу и включает построение спектральных изображений, скоростных моделей приповерхностных грунтов, а также карт балльности интенсивности землетрясений. 2. Разработка алгоритма для обработки пассивных данных: На конец года завершена разработка алгоритма обработки пассивных данных методом MASW основанного на наклонном суммировании в частотной области. Этот алгоритм включает в себя исследование оптимальной системы наблюдения для регистрации пассивных данных и тестирование способов корреляции шумов. Результаты этой работы демонстрируют способность алгоритма выделять стабильные сигналы поверхностных волн в условиях пассивного наблюдения. Для проверки эффективности метода были проведены эксперименты на синтетических данных, что позволило оптимизировать параметры обработки и инверсии. Эксперименты на синтетических данных позволили отработать алгоритмы обработки и инверсии, что увеличило точность и эффективность метода. Использование разных конфигураций движения источника позволило выявить оптимальный вариант размещения сейсмоприемников для получения более устойчивого и прослеживаемого сигнала поверхностной волны. Анализ результатов синтетических тестов показал, что для линейных расстановок приемников рекомендуется располагать сейсмический профиль по нормали к автодороге. Такая конфигурация обеспечивает наилучшее соотношение точности извлечения дисперсионной кривой и минимальных производственных затрат. Кроме того, обработка данных, полученных с помощью линейных расстановок, позволяет восстановить двумерное распределение скоростей поперечных волн. 3. Настройка DAS: Создан прототип калибровочного стенда для системы DAS: вертикальная колонна из пьезокерамических шайб, способная создавать растягивающее и сжимающее воздействия на оптоволокно. Система блоков, прикрепленная к колонне и фиксирующая оптоволокно в первоначально натянутом состоянии. При этом направление силы растяжения, создаваемое колонной сонаправлено с направлением оптоволокна. Система из двух геофонов, регистрирующих колебания колонны. Результаты, получаемые с помощью геофонов, являются эталоном при сравнении с результатами, полученными с помощью DAS. 4. Полевые измерения и тестирование аппаратуры: Был проведен полевой эксперимент на геофизическом полигоне Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН (ИНГГ СО РАН), расположенном в посёлке Ключи Новосибирской области. Цель эксперимента заключалась в регистрации контролируемых пассивных данных, генерируемых движением автомобилей по автодорогам, расположенным параллельно и перпендикулярно линейному профилю сейсмоприемников. Сейсмический профиль состоял из 40 геофонов с собственной частотой 4,5 Гц, расположенных с шагом 2 метра. Частота дискретизации записи составляла 500 Гц. Измерения проводились с использованием бескабельной телеметрической сейсморегистрирующей системы «SCOUT», которая позволяет регистрировать микросейсмические колебания в активном и пассивном режимах. Общее заключение: использование профиля сейсмоприемников, расположенного перпендикулярно автодороге, позволяет получить устойчивый и прослеживаемый сигнал поверхностной волны на пассивно-зарегистрированных данных. Такой вывод не противоречит результатам синтетических тестов, но следует учитывать, что значения фазовых скоростей поверхностной волны могут быть завышены. 5. Обработка полевых данных сейсмического мониторинга: Для сравнительного анализа результатов обработки пассивных данных были проведены сейсмические работы с использованием активного источника колебаний. В качестве источника сейсмических колебаний использовалась портативная вибрационная установка, разработанная в ИНГГ СО РАН. Для генерации поверхностных волн Релея была использована вертикальная плоскость возбуждения колебаний. Для построения двумерного (2D) разреза скоростей поперечных волн сейсмический профиль обрабатывался в соответствии с фланговой системой наблюдения. Скоростные разрезы, полученные с использованием пассивных и активных источников, хорошо согласуются между собой. Это подтверждает достоверность результатов, полученных методом PRMASW. На скоростных разрезах видны четкие границы между геологическими слоями с разными скоростями поперечных волн. Это позволяет определить геометрию слоёв и выявить зоны с повышенными и пониженными скоростями. Границы, полученные методом преломленных SH-волн, а также граница уровня грунтовых вод хорошо соответствуют скоростным разрезам. Это подтверждает точность полученных результатов. 6. Представление результатов научных конференций: Представлены шесть докладов на четырех различных научных конференциях в 4 российских городах. Подготовлена и опубликована 1 статья (Wos, RSCI, ВАК, Белый список).