Автореферат (1097840), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Df – это дилатансия, определяемая только подготовкой модельного сильнейшего землетрясения, без учета рассматриваемого сейсмического события. Именно вариация дилатансии δD демонстрирует протяженность зон влиянияочага формирующегося землетрясения на реологические свойства среды.Пример расчета приповерхностных зон развития дилатансии приведен на рис. 10.Обращает на себя внимание то, что в данном случае область δD > 0 образует на поверхности две несвязанные между собой зоны неправильной формы.Во всех приведенных в диссертации случаях станция регистрации ВСШ попадалане только в зону, где D > 0, но и в зону положительной вариации δD > 0, вызваннойподготовкой сильного локального землетрясения, что представляется важным с точкизрения инициирования особенностей ВСШ, интерпретируемых как предвестники.В ходе моделирования удалось выяснить:– Существуют условия (набор параметров, не противоречащих физическим представлениям о реальных физических процессах, протекающих в регионе), при которых модель допускает развитие приповерхностных зон дилатансии в окрестностях регистрирующей станции.– Результаты существенно зависят от параметров и способа задания модельного сильнейшего землетрясения, определяющего фоновые значения напряжений в сканируемойобласти.29Рисунок 10 – Результаты моделированияприповерхностнойзоны дилатансии D(слева) и вариациидилатансии δD (справа) для землетрясения21.06.1996, MW = 6.8.Показаны горизонтальные сечения дляглубины z = 0.

Серойзаливкой выделеныобласти положительных значений параметров. Звездочкойобозначен эпицентрземлетрясения.3.5 К вопросу о приливной модуляции сейсмических шумов при изменении частотного диапазона регистрации. Недостатком описанных выше исследований ВСШ является ограниченность частотного диапазона регистрируемого сигнала. При этомнеизбежно возникает вопрос: “Будут ли приливные эффекты, выявленные в ВСШ начастоте f = 30 Гц, проявляться и в других частотных диапазонах?”.Для ответа на этот вопрос был использован широкополосный сейсмометр ASA-3конструкции А.С.

Черепанцева, обладающий чувствительностью 50 Вс2/м в диапазонечастот 5−400 Гц. Регистрация была организована на сейсмостанции “Начики”, на томже постаменте, где установлена узкополосная аппаратура ВСШ. Это обеспечило возможность для сравнения результатов, полученных различными типами приборов, с акцентом на сопоставление различных частотных диапазонов.Отмечены следующие особенности регистрируемого сигнала:1. Спектр сигнала представляет собой набор компонент со стабильным соотношениемих спектральных плотностей.2. Частоты, соответствующие максимумам спектра, устойчивы во времени.3. Существуют частоты, для которых спектральная плотность всегда превышает уровень собственных шумов аппаратуры.Для дальнейшего анализа были сформированы временные ряды значений спектральных плотностей сейсмического шума на 12 частотах, соответствующих максимумам спектра в диапазоне 68−319 Гц.

По аналогии с разделом 3.3 рассматриваются фазовые соотношения между ВСШ и приливами. Обнаружено, что:1) Временной ход  для для различных частотных компонент ВСШ соответствуетсреднему временному ходу. В этом случае осреднение позволяет получить оценкивременного хода  с большей точностью и допускает использование отклика не толь30ко на мощные приливные волны типа O1, но и на существенно более слабые – Q1.2) Временной ход среднего  для двух приливных волн O1 и Q1 также имеет совпадающие тенденции.Рисунок 11 − Сопоставлениевременного хода фазовогосдвига  приливной компоненты ВСШ при узкополосной(f = 30 Гц) (точки) и широкополосной (сплошная линия) регистрации относительно приливной волны O1. Стрелка указывает на время землетрясения10.03.2014 г.

ML = 5.0.Проведение по единой методике обработки данных регистрации ВСШ различными типами аппаратуры – узкополосной и широкополосной, позволило провести сравнение полученных результатов. На рис. 11 приведен временной ход среднего  дляприливной волны O1 по данным широкополосной регистрации и аналогичные данныеузкополосной регистрации. Отмечено их соответствие. Обращено внимание на стабилизацию фазы в течение 5 недель в феврале − марте 2014 г. и последовавшее затемрезкое изменение фазы на . Как показано выше, такое поведение фазы наблюдаетсяпри подготовке и реализации сильного землетрясения.

В данном случае речь идет оземлетрясении 10.03.2014 г. ML=5.0, произошедшем на эпицентральном расстоянии117 км от станции “Начики”.На основании проведенного сравнения делается важный методологический вывод: частота f = 30 Гц, на которую настроена узкополосная аппаратура ВСШ, не является уникальной с точки зрения обнаружения приливной модуляции и мониторингаВСШ по предлагаемой методике. Аналогичные результаты могут быть получены дляВСШ и на других частотах при использовании аппаратуры, позволяющей обеспечитьнеобходимую чувствительность.Заключение к Главе 3.

Экспериментально обнаружен эффект стабилизации фазы приливной компоненты ВСШ при подготовке сильного землетрясения, на основе которогобыла предложена методика прогноза сильных землетрясений. В результате анализаэтого эффекта (а) показана его воспроизводимость, под которой понимается идентичное поведение параметров ВСШ при подготовке идентичных сильных землетрясений;(б) получена эмпирическая зависимость порога “чувствительности” эффекта стабилизации фазы к эпицентральному расстоянию и магнитуде готовящегося землетрясения;(в) выявлены пространственные зоны, согласующиеся с тектоникой региона, землетрясения в которых предварялись стабилизацией фазы на близких значениях; (г) обнаружены сходные тенденции синхронизации приливной компоненты ВСШ и приливногопотенциала в процессе подготовки землетрясений для Камчатки, Хоккайдо и Шикотана; (д) показано, что приливные эффекты, обнаруженные на f = 30 Гц, проявляются и вболее широком диапазоне частот ВСШ.31Основные результаты Главы 3 опубликованы в статьях [4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 15, 16,17, 18, 19, 20, 22, 23, 27].Глава 4.

Механизм приливной модуляции высокочастотных сейсмических шумовна основе амплитудно-зависимой диссипацииВ главе представлено объяснение возникновения приливной модуляции ВСШ иее особенностей, связанных с подготовкой сильных землетрясений, за счет модуляцииразмера области их сбора, обусловленной негистерезисным амплитудно-зависимымпоглощением в земных породах. Реологическая модель определяет механизм таких потерь за счет наличия “мягких” дефектов в структуре материала. Возможный физический механизм обсуждается для двух важнейших случаев − сухие и флюидонасыщенные породы.Для объяснения приливной модуляции ВСШ привлечена известная в акустикемодель амплитудно-зависимой диссипации3, обусловленной наличием мягких дефектов в среде-матрице, в нашем случае − микроструктурных особенностей горных пород.Для выявления структурно-обусловленной амплитудно-зависимой диссипациидостаточно учесть нелинейный характер деформирования и наличие потерь только намягких дефектах, пренебрегая нелинейностью и потерями в среде-матрице, причем величина локальной деформации  1 значительно больше, чем средняя деформация  материала в силу высокой мягкости дефекта, характеризуемой малым параметром  << 1.При этом модуль упругости E характеризует однородную среду-матрицу.

Для обсуждения эффектов, наблюдающихся при очень малых деформациях, достаточно учестьквадратичный порядок упругой нелинейности дефектов.Если в среде созданы квазистатическая приливная деформация  0 и осциллирующая сейсмическая деформация     0 eit на частоте , то согласно модели дефектыдают одинаковые по порядку величины нелинейные вклады в относительное изменение упругого модуля Eeff /E и в абсолютное (а не относительное!) изменение декремента .

Поэтому, в связи с тем, что в горных породах декремент  << 1, амплитудно 2  0 /зависимые (в нашем случае от  0) относительные вариации декрементаоказываются многократно выше, чем сопутствующие им вариации упругого модуляE  ~и определяются фактически только собственной нелинейностью деEфектов  и их эффективной мягкостью  и не зависят от концентрации  дефектов.Оценка ожидаемой глубины приливной модуляции эндогенных шумов сделанаисходя из заданного уровня источников в среде, в которой внешнее воздействие модулирует ее упруго-диссипативные свойства:3Zaitsev V., Sas P.

Характеристики

Список файлов диссертации