диссертация (1097841), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Авторыметодики подвели итоги 20-летнего развития и использования алгоритма [Yin et al.,2006], представив впечатляющие результаты эффективности прогностическиханомалий. Однако, и в этом случае имеются публикации [Smith, Sammis, 2004,Trotta,Tullis,2006],вкоторыхотмечаетсябольшаячувствительностьокончательных результатов к задаваемым параметрам среды и приливноговоздействия, в том числе океанической нагрузки (ocean loading), что фактическиперемещает методику из разряда рутинной процедуры в категорию искусства. Темне менее, LURR считается физически обоснованной прогностической методикой,проверенной в лабораторных экспериментах [Zhang et al., 2006], и в настоящеевремя в качестве используемых полей и процессов в ней рассматриваются нетолькослабыеземлетрясения,ноимногиедругиегеофизическиеигидродинамические ряды.В целом, конечно, тематика приливных эффектов в сейсмичности масштабаземлетрясений проработана гораздо лучше, чем на масштабе сейсмических шумов,но далеко не все выводы звучат убедительно.
В рамках диссертационной работы,учитывая единую природу сейсмической эмиссии и землетрясений, актуальнопоказать схожесть проявления приливных эффектов на различных масштабахсейсмичности.351.5 Лабораторные эксперименты по моделированиюприливного воздействия на сейсмический процессПриливное воздействие на сейсмический процесс можно смоделировать вконтролируемых лабораторных условиях. При этом аналогом потока сейсмическихсобытий выступает акустическая эмиссия, а приливы моделируются различнымпериодическим воздействием.Так некоторые проявления приливных геодинамических процессов (кактриггерное влияние вибраций на сейсмический режим) были смоделированы иисследованы в работах [Садовский и др., 1981; Мирзоев и др., 1991; Трапезников идр., 2000; Богомолов и др., 2001; Куксенко и др., 2003; Соболев, Пономарев, 2003;Ponomarev et al., 2010 и др.].
Аналогом приливов служили слабые вибрации смалыми амплитудами, много меньше среднего уровня квазистационарногонапряжения. В ходе экспериментов было установлено, что вибрации инициируюткак характерные для пластической деформации субмикронные смещения, так инеустойчивоые субмиллиметровые подвижки на границах неоднородностей.Зарождение и развитие структурных дефектов сопровождается акустическойэмиссией (АЭ), которая в лабораторных масштабах может рассматриваться каканалог сейсмичности.Вибрационные воздействия влияют и на кинетику микротрещин вгетерогенных средах, что отмечается как изменение активности акустическойэмиссии под действием вибрационных полей. Были обнаружены нелинейныеэффекты такого влияния: временная задержка эмиссионной реакции среды ипоследействие [Богомолов и др., 2001; Соболев, Пономарев, 2003, Смирнов и др.,2010, Соболев, 2014].
Время задержки реакции на действие вибраций может сильноразличаться для различных материалов и условий нагружения. Они малы дляпластических материалов и довольно высоки для горных пород, где велика рольтрещинообразования.В работе [Манжиков, 2002] проведены анализ и сравнение распределенийвременных интервалов между акустическими сигналами в условиях постояннойнагрузки и во время вибросеанса.
Отмечено, что в присутствии вибраций генерацияАЭ приобретает упорядоченный характер: изначально одномодальное, близкое к36пуассоновскому, распределение, характерное для простейших стационарныхпотоков случайных событий без последействия, во время вибросеанса сменяетсяполимодальным распределением со смещением основной моды в сторонуувеличения временного интервала. При этом в распределении появляются моды,кратные частоте вибровоздействия.
Это явление связывается с синхронизирующимэффектом вибраций.Установлено, что степень воздействия вибраций на нагруженные образцыгорных пород [Богомолов и др., 2001] зависит от величины изначальноприложенного напряжения. Нагрузки, при которых удалось наблюдать АЭ прислабых вибрациях, соответствуют дилатансионной стадии деформации. Именно вэтих условиях, при дилатансионном деформировании горных пород, проявляетсяудивительно высокая чувствительность неупругих процессов к действию слабыхвибраций. В работах [Садовский и др., 1987; Николаев, 1994а] это явлениесвязываетсяактивнойсблочным,иерархически-неоднороднымэнергонасыщеннойгеофизическойсреды,строениемчтоиреальнойопределяетзакономерности диссипации энергии в горных породах и динамику системы.По мере приближения к неустойчивости порог эффективного внешнеговоздействия, необходимого для синхронизации процессов, снижается [Соболев,Пономарев, 2003].
При приближении среды к стадии неустойчивости и дилатансиинагруженные горные породы начинают отдавать накопленную упругую энергиючерез микросейсмическую эмиссию. Этот релаксационный процесс являетсяоткликом системы на внешнее воздействие, выводящее ее из стационарногосостояния. Приливы в данной ситуации можно рассматривать в качестве триггера.Колебаниявлияютнафизико-механическиесвойствагорныхпородиспособствуют переходу от хрупкого разрушения к пластической деформации черезрелаксационные процессы, в частности, через микросейсмическое излучение.Инициированиемикросейсмическогоизлучениявибровоздействиемвестественных условиях рассмотрено, например, в работах [Берестнев, Николаев,1990; Беляков и др., 1996; Николаев, 1994а].
Возможность значительной временнойзадержки эмиссии по отношению к инициирующему вибрационному воздействиюподтверждена лабораторными экспериментами [Соболев, Пономарев, 2003;Богомолов и др., 2001].37Васпектеинтереснывыполняемогорезультатыдиссертационноголабораторныхисследованияэкспериментовпонаиболееисследованиюпериодического нагружения образца на стадии предразрушения, так какпредполагается, что отклик ВСШ на приливное воздействие наиболее яркопроявляется в период подготовки землетрясений. Приведенную в работе [Алексееви др., 2001] концепцию образования очаговой и приповерхностной зон дилатансииможнорассматриватькакоднуизвозможныхмоделейвоздействияформирующегося очага землетрясения на геосреду.
То есть нас интересуеттриггерноевоздействиеприливовнаобластисреды,находящиесявметастабильном состоянии.Заключение к Главе 1В заключение хотелось бы отметить, что приливные эффекты быливыявлены не только в сейсмичности.Относительно новым объектом исследования связи с приливами сталотектоническое, или “невулканическое” (nonvolcanic tremor, NVT), впервыеобнаруженное в зоне субдукции в югозападной Японии [Obara, 2002], а затем и вдругих местах.
Отмечается, что невулканическое дрожание модулируетсяприливными напряжениями [Shelly et al., 2007; Rubinstein et al., 2008; Nakata et al.,2008; Nadeau et al., 2008]. И.А. Береснев обратил внимание на общие черты впроявлении модуляции NVT и сейсмических шумов [Beresnev, 2012].Приливное воздействие также проявляется в особенностях различныхгеофизических полей, что отмечается во множестве научных публикаций.Комплексноерассмотрениерядовнаклономерныхнаблюдений,микросейсмических осцилляций, объемной активности подпочвенного радона,потока электрических импульсов, уровня подземных вод, полученных в различныхгеологических условиях позволило сделать вывод [Адушкин и др., 2006, 2012;Спивак, 2010, 2014], что 1) разломные зоны характеризуются существенно болеевысокими (по сравнению с серединными участками структурных блоков)вариациями геофизических полей и интенсивным откликом на слабые внешниевоздействия, 2) динамическое преобразование вещества, заполняющего разломные38зоны, является основной причиной усиления отклика среды на приливноевозмущение в виде вариаций геофизических полей.
Учет этих факторов являетсяважным при определении места наблюдений за приливными вариациями,особенно, когда задачей является мониторинг состояния среды.Приведенные материалы демонстрируют широту спектра интересов висследовании как непосредственно поля высокочастотного сейсмического шума,так и приливного воздействия на различные сейсмические процессы. Однако,многие вопросы требуют дополнительных исследований, в частности, это касаетсяфизического обоснования полученных эффектов и получения более качественныхэкспериментальных данных.
Особый интерес представляет изучение модуляциисейсмической эмиссии в сейсмически активном регионе, где ожидаются изменениянапряженно-деформированного состояния среды, связываемые с подготовкой иреализацией сильных землетрясений. Остается нерешенным вопрос о моделяхприливной модуляции, дающих объяснение процесса не только на качественномуровне, но и количественно (физический механизм). Все это и определило задачипредставляемой работы и , соответственно, структуру диссертации (Рисунок 1.1):1. Организация пунктов регистрации ВСШ и проведение многолетнихрежимных наблюдений в сейсмически активном регионе в пунктах, максимальноудаленных от источников антропогенных помех, с целью обеспечения данныминаблюдений в качестве информационной основы дальнейших исследований (Глава2);2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
