Addres: Skośna 39B, Kraków

WIELOKANAŁOWA ANALIZA FAL POWIERZCHNIOWYCH MASW (MULTICHANNEL ANALYSIS OF SURFACE WAVE)

Jest to nowoczesna metoda   wielokanałowej  analizy fal powierzchniowych stosowana w sejsmice inżynierskiej i geotechnice. Metoda należy do grupy metod falowych , jest tanią, szybką  i  całkowicie bezinwazyjną metodą badania ośrodka geologicznego dostarczającą informacji  dotyczącej oceny stanu sprężystości ośrodka gruntowego , jego budowy i  własności geomechanicznych.  Metoda dzieli się na metodę pasywną i aktywną , w zależności od tego w jaki sposób pozyskuje się fale powierzchniowe potrzebne do analizy (aktywnie-przez wibrujące źródła sejsmicznie czy pasywnie-przez źródła naturalne).

W metodzie mierzy się zależność poprzecznych fal powierzchniowych od ich częstotliwości, wykorzystuje się fale o niskiej częstotliwości od 2 do ok. 30Hz. Poprzeczne fale powierzchniowe w zależności od ich częstotliwości propagują do różnych głębokości. Główną zaletą   metody jest możliwość rozpoznawania różnych rodzajów fal sejsmicznych na podstawie charakterystyk ich propagacji, takich jak prędkość i tłumienie. Rozproszenie fal powierzchniowych zależy od cech podłoża gruntowego (głównie od jego zmian pionowych), przez określenie krzywych rozproszenia można określić cechy ośrodka (istotnymi parametrami są prędkość fal ścinających i miąższość warstw).

Metoda ta charakteryzuje się możliwością ciągłej rejestracji bardzo małych odkształceń podłoża, daje także możliwość dokładniejszego rozpoznania właściwości sprężystych nadkładu oraz zbadania ośrodka pomiędzy otworami. Badania metodą MASW opierają się na analizie sejsmicznych fal poprzecznych typu S, które są składową fal powierzchniowych Rayleigh’a. Cechą charakterystyczną fal Rayleigh’a jest bezpośrednia zależność prędkości propagacji i tłumienia od właściwości sprężystych i gęstości objętościowej badanego ośrodka. Prędkość fali poprzecznej (Vs) jest ściśle związana z modułem Young’a,  dostarcza informacji o wytrzymałości gruntu, dlatego też jest często stosowana do określania nośności gruntu. Prędkość fali poprzecznej jest także ważnym parametrem używanym do oceny właściwości dynamicznych podłoża gruntowego, z tego względu często stosowana jest do oceny zagrożeń sejsmicznych.

TOMOGRADIA REFRAKCYJNA

Tomografia refrakcyjna jest rodzajem sejsmiki  refrakcyjnej, pozwlająca na odtworzeniu prędkości propagacji fal sprężystych przypowierzchniowych warsta ośrodka. M metodzie można wyznaczyć bardzo dokładny czas  dojścia do odbiornika  fal (najczęściej fali podłużnej P. Metoda wykorzystuje fale sejsmiczne rozchodzące się na powierzchni granic sejsmicznych i pozwala uzyskać krzywe rozkładu prędkości w badanym ośrodku, a w rezultacie wygenerować model głębokościowy rozkładu prędkości fali podłużnej P (tzw. pole prędkościowe). Warunkiem koniecznym, podobnie jak w technice refrakcyjnej jest wzrost prędkości sejsmicznej wraz z głębokością. Otrzymane wyniki obrazują stan „mechaniczny podłoża”  i  przedstawia się w formie przekrojów 2D, będących przedmiotem interpretacji. Metoda jest metodą całkowicie bezinwazyjną.

PROFILOWANIA PRĘDKOŚCI UPHOLE, DOWNHOLE

Podstawowym celem metod  jest uzyskanie w otworach najbardziej wiarygodnego profilu prędkości fal sejsmicznych in situ. Pomiary sejsmiczne w otworach  typu uphole, downhole mierzą prędkości dojścia fal do poszczególnych granic geologicznych w pobliżu otworów wiertniczych. W metodzach  tych źródło lub odbiorniki (geofony) znajdują się w otworze Profilowanie prędkości typu DOWNHOLE jest bardzo często stosowaną metodą rejestracji fal P i S.

Źródło fal sejsmicznych (młot, kafar) znajduje się na powierzchni ziemi, natomiast trójskładnikowe geofony znajdują sięna różnych głębokościach  w otworze.  Metoda sejsmiczna typu UPHOLE stanowi odmianę metody DOWNHOLE, jeden lub więcej odbiorników znajdują się na powierzchni ziemi, natomiast źródło fal sejsmicznych umieszcza się kolejno na różnych głębokościach w otworze. Pomierzony czas przejścia fal sejsmicznych między źródłem a odbiornikiem dostarcza informacji o prędkościach sejsmicznych fal P i S utworów przewierconych w otworze oraz jego własnościach geomechanicznych.

PROFILOWANIA PRĘDKOŚCI CROSSHOLE

Pomiary prędkości typu crosshole (tzw. sejsmika krzyżowa) mierzy prędkość fal sejsmicznych między otworami wiertniczymi oddalonymi od siebie. Jeden z otworów stanowi „źródło” fal sejsmicznych, natomiast w drugim otworze umiescza się odbiornik (wielokierunkową sondę geofonową). Jako źródło fal wykorzystywane są źródła mechaniczne pozwalające na wytworzenie fali podłużną i poprzeczną P i S. Źródło fal i odbiornik znajduja się na tej samej wysokości w otworze, a energia każdego wzbudzenia „shotu” jest mierzona na jednej głębokości otworu przez odbiornik. Czas przejścia fal przeliczany jest na prędkość na dystansie, którym jest odległość między otworami. Wzajemna odległość
Dane pozyskane tymi metodami mogą być wykorzystane w wielu dziedzinach związanych z mechaniką gruntu, mechaniką skał, budownictwem, zagrożeniem trzęsieniami ziemi itp