Combined application of land seismic methods in engineering research

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Research subject. The upper part of a geological section (low-velocity layer).Aim. To demonstrate the feasibility of combining two seismic methods (active and passive) for determining the depth of bedrock roof and the presence of structural changes in the soil layer.Materials and methods. Geophysical methods in engineering studies are faced, as a rule, with the task of determining the depth and relief of rock occurrence. This task, although not being the sole one, is of particular importance. Among the variety of geophysical methods, seismic methods are the most informative and mobile. In this article, we compare the results of a combined application of the methods of refracted waves and microseismic sounding in different geological conditions. These are two basically different land seismic methods. The former method is active and has a source of elastic vibrations. The latter method is passive and records natural- and artificial-origin surrounding background microtremor. At each of the sites under study, one profile was selected, on which sections were built along P-waves Vp and S-waves Vs. The microtremor was recorded at several points, along with calculation of the spectral power density of the displacement rate and the spectral ratio curve. Given the rate of shear waves in the loose layer, a conversion formula from the frequency domain (Nakamura transfer characteristic) to depth is used. Thus, at the observational points of microseisms, the depth of boundaries contrasting in acoustic rigidity can be calculated and traced.Results. On the example of different soil conditions, the correlation between velocity cross-sections and Nakamura microseism results is shown.Conclusions. The combination of the classical refracted wave method and microseismic sounding provides a more detailed information on the structural features of the upper part of a geological section.

About the authors

M. N. Voskresenskiy

Yu.P. Bulashevich Institute of Geophysics, UB RAS

Email: igfuroran@mail.ru

E. A. Kosorotova

Yu.P. Bulashevich Institute of Geophysics, UB RAS

Email: igfuroran@mail.ru

A. A. Kurdanova

Yu.P. Bulashevich Institute of Geophysics, UB RAS

Email: igfuroran@mail.ru

G. I. Parygin

Yu.P. Bulashevich Institute of Geophysics, UB RAS

Email: igfuroran@mail.ru

References

  1. Биряльцев Е.В., Вихорева А.А., Захарчук В.А., Комаров А.Ю., Пыхалов В.В. (2021) Метод обработки данных пассивной сейсмики для выявления контрастных внутрисолевых пропластков в геологическом разрезе Астраханского свода. Георесурсы, 23(3), 109-117. https://doi.org/10.18599/grs.2021.3.14
  2. Бобров В.Ю., Герасимова И.Ю. (2021) Применение метода преломленных волн при условии сложной конфигурации преломляющей границы. Инженерная и рудная геофизика – 2021. Геленджик, Россия, 61-69. https://doi.org/10.3997/2214-4609.202152061
  3. Воскресенский М.Н. (2022) Инженерные сейсмические изыскания в различных грунтовых условиях. Горный информационно-аналитический бюллетень, 5(1), 56-69. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_51_0_56
  4. Герасимова И.Ю. (2020) Изучение упругой анизотропии верхней части разреза по данным малоглубинной сейсморазведки. Горное эхо, 1(78), 59-62. https://doi.org/10.7242/echo.2020.1.13
  5. Горбатиков А.В., Степанова М.Ю., Камшилин А.Н. (2008) Специфика применения метода микросейсмического зондирования в инженерных задачах. Вопр. инженерн. сейсмологии, 35(2), 25-30.
  6. Горбатиков А.В., Цуканов А.А. (2019) Об оценке результатов метода микросейсмического зондирования при их геологической интерпретации. Геология и геофизика Юга России, 9(3), 139-150. https://doi.org/10.23671/VNC.2019.3.36482
  7. Давыдов В.А. (2019) Малоглубинное сейсмическое зондирование на основе изучения эллиптичности микросейсм. Георесурсы, 21(1), 78-85. https://doi.org/10.18599/grs.2019.1.78-85
  8. Давыдов В.А. (2021) Поиски подземных ходов с помощью сейсморазведки на примере заброшенного монастыря. Урал. геофиз. вестник, 2(44), 21-27. https://doi.org/10.25698/UGV.2021.2.3.21
  9. Плотников Б.С., Черкашнев С.А. (2021) Реальность и перспективы технологии микросейсмического мониторинга. Приборы и системы разведочной геофизики, 3(70), 29-32.
  10. Романов В.В. (2013) Возможности повышения разрешенности сейсмограмм метода преломленных волн (MПB). Технологии сейсморазведки, 4, 67-73.
  11. Романов В.В., Гапонов Д.А. (2014) Применение инженерной сейсморазведки при изучении грунтовых вод в глинистых грунтах. Известия вузов. Северо-кавказский регион. Сер.: Естеств. науки, 6(184), 52-59.
  12. Сенин Л.Н., Сенина Т.Е. (2005) Сейсмическая станция “Синус”. Приборы и техника эксперимента, 5, 162-163.
  13. Сенин Л.Н., Сенина Т.Е., Воскресенский М.Н., Парыгин Г.И. (2018) Комплексные сейсмические исследования верхней части геологического разреза. Урал. геофиз. вестн., 4(34), 41-49. https://doi.org/10.25698/ UGV.2018.4.7.41
  14. Тарасов С.А., Гоев А.Г., Волосов С.Г., Горбунова Э.М., Иванченко Г.Н., Королев С.А. (2020) Уточнение скоростного разреза осадочной толщи методом Накамуры на новых сейсмических станциях ИДГ РАН. Росс. сейсмол. журн., 2(4), 43-50. https://doi.org/10.35540/2686-7907.2020.4.04
  15. Турчков А.М., Ошкин А.Н., Вязниковцев А.А. (2021) Опыт применения сейсморазведочных методов отраженных и преломленных волн для изучения строения тела плотины. Инженерная и рудная геофизика – 2021. Геленджик, Россия, 75-82. https://doi.org/10.3997/2214-4609.202152075
  16. Федин К.В., Колесников Ю.И., Нгомайезве Л. (2020) Картирование Барсуковской пещеры пассивным сейсмическим методом стоячих волн. Недропользование. Горное дело. Направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Экономика. Геоэкология. XVI Междунар. конф., 665-673. https://doi.org/10.18303/B978-5-4262-0102-6-2020-073
  17. Яблоков А.В., Дергач П.А., Лисейкин А.В. (2023) Обработка записей микросейсмических колебаний методом Накамуры на территории Быстровского вибросейсмического полигона. Интерэкспо ГЕО-Сибирь, 2(4). https://doi.org/10.33764/2618-981X-2023-2-4-86-93
  18. Яскевич С.В., Дергач П.А., Чернышов Г.С., Карпухин В.И., Дучков А.А. (2021) Изучение анизотропии ВЧР на полигоне Ключи методом преломленных волн. Интерэкспо ГЕО-Сибирь, 2, 90-97. https://doi.org/10.33764/2618-981X-2021-2-3-90-97
  19. Hellel M., Oubaiche E.H., Chatelain J.L., Bensalem R., Amarni N., Boukhrouf M., Wathelet M. (2019) Efficiency of ambient vibration HVSR investigations in soil engineering studies: backfill study in the Algiers (Algeria) harbor container terminal. Bull. Engin. Geol. Environ., 78(7), 4989-5000. https://doi.org/10.1007/s10064-018-01458-y
  20. Hunter J.A., Crow H.L., Stephenson W.J., Pugin A.J.M., Williams R.A., Harris J.B., Odum J.K., Woolery E.W. (2022) Seismic site characterization with shear wave (SH) reflection and refraction methods. J. Seismol., 26, 631-652. https://doi.org/10.1007/s10950-021-10042-z
  21. Konno K., Ohmachi T. (1998) Ground-Motion Characteristics Estimated from Spectral Ratio between Horizontal and Vertical Components of Microtremor. Bull. Seismol. Soc. Amer., 88(1), 228-241.
  22. Nakamura Y. (2019) What Is the Nakamura Method? Seismol. Res. Lett., 90(4), 1437-1443. https://doi.org/10.1785/0220180376
  23. Vargemezis G., Tsourlos P., Fikos I., Diamanti N., Angelis D., Amanatidou E. (2019) Void Detection and Consolidation Filling Verification by ERT, GPR and Seismic Refraction Methods. 1st Conference on Geophysics for Infrastructure Planning Monitoring and BIM. The Hague, Netherlands. https://doi.org/10.3997/2214-4609.201902525.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Voskresenskiy M.N., Kosorotova E.A., Kurdanova A.A., Parygin G.I.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».