Способ излучения сейсмических волн вибрационным источником

 

СПОСОБ ИЗЛУЧЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН ВИБРАЦИОННЫМ ИСТОЧНИКОМ, включающий установку плиты на поверхность грунта и ее прижатие к грунту через виброизолирующее устройство , формирование и подачу на . возбудитель вибраций управляющего сигнала, контроль качества контакта излучающей плиты с грунтами и создание возбудителем вибраций толкающего усилия, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности излучения путем упрощения и повьшения надежности контроля качества контакта излучающей плиты с грунтом, контроль качества контакта излучающей плиты с грунтом осуществляется путем измерения амплитуды толкающего усилия на частоте резонанса излучающей плиты и по разности между ним и амплитудой номинального толкающего усилия судят о качестве контакта излучающей плиты с грунтом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11)

4(51) С 01 V 1 155

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1. 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3692529/24-25 (22) 1-1.01.84 (46) 07.07.85. Бюл.. Р..25 (72) А.С.Шагинян, В.В.Циммерман и В.С.Гинзбург (71) Гомельское специальное конструк. торско-технологическое бюро сейсмической техники с опытным производством (53) 550.83 (088.8) (56) 1.Уотерс К. Отражательная сейсмология. N., "Мир", 1981, с.96-124 °

2.Заявка ФРГ N 2928541, кл. G 01 V 1/t4, опублик. 1980 (прототин). (54)(57) СПОСОБ ИЗЛУЧЕНИЯ СЕИСИИЧЕСКИХ ВОЛН ВИБРАЦИОННЫИ ИСТОЧНИКОМ, включающий установку плиты на поверхность грунта и ее прижатие к грунту через виброизолирующее устройство, формирование и подачу на . возбудитель вибраций управляющего сигнала, контроль качества контакта излучающей плиты с грунтами и создание возбудителем вибраций толкающего усилия, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффектинности излу1ения путем упрощения и повышения надежности контроля качества контакта излучающей плиты с грунтом, контроль качества контакта излучающей плиты с грунтом осуществляется путем измерения амплитуды толкающего усилия на частоте резонанI» са излучающей плиты и по разности З. между ним и амплитудой номинального толкающего усилия судят .о качестве контакта излучающей плиты с грунтом.

116б038

Изобретение относится к области сейсморазведки, а именно к способам излучения сейсмических волн поверхностными источниками сейсмических сигналов вибрационного типа. 5

Известен способ сейсморазведки по методу "Вибросейс", основанный на использовании источников сейсмических сигналов вибрационного типа и заключающийся в излучении сейсмических волн, приеме отражений, суммировании их и проведении корреляционной обработки результата суммирования с целью восстановления импульсной сейсмограммы.Акселерометр, установленный на плите, регистрирует ее колебания, которые сопоставляются с управляющим сигналом,,и, в случае их фазового рассогласования, регулятор фазы приводит в соответствие фазы колебаний излучающей плиты и управляющего сигнала 11.

Недостаток этого способа в том, что из-за неравномерного контакта излучающей плиты с грунтом излучает- 25 ся искаженная сейсмическая волна.

Нелинейность в зоне контакта прояв- ляется прежде всего в полном или частичном отрыве излучающей плиты от поверхности и частичной потере вслед-ЗО ствие этого силового взаимодействия с ней. Отрыв плиты исключают тем, что усилие прижатия превышает амплитуду толкающего усилия возбудителя вибрации. Однако, если упругая плита З прижата к грунту краями, центр плиты, где прикладывается усилие, получает возможность отрыва от грунта и увеличения амплитуды колебаний. Силовое воздействие на грунт в этих случаях осуществляется через края плиты, причем усилие возбудителя вибрации прикладывается к грунту через изгибную упругость плиты, что приводит к неконтролируемому амлитудному и фазовому искажению излучаемой волны.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ излучения сейсмических волн вибрационным источником, заключающийся в установке излучающей плиты на поверхности грунта, прижатии излучающей плиты к грунту через виброизолирующее устройство, формировании и подаче на возбудитель вибрации управляю- 55 щего сигнала, контроле качества контакта излучающей плиты с грунтом и создании возбудителем виб-рации толкающего усилия. Контроль качества контакта ведут с помощью многоканальной вибрационной аппаратуры, регистрирующей и сравнивающей между собой амплитуды колебания различных точек плиты, которые в случае неравномерности контакта будут существенно отличаться.

В случае обнаружения неравномерности контакта устройство сравнения подает сигнал тревоги 21.

Недостатком известного способа возбуждения является низкая достоверность контроля качества излучающей плиты с поверхностью грунта, поскольку контролируются вторичные факторы проявления неравномерности, контакта. В некоторых случаях, например, кагда основной контакт с грунтом осуществляется центром плиты (плита на бугорке), неравномерность колебаний точек плиты может иметь место за счет свободного колебания краев плиты, хотя на качестве излучения это практически не отражается, поскольку силовое воздействие прикладывается к грунту полностью. С другой стороны, равномерный по поверхности отрыв плиты от грунта может быть и не обнаружен. К тому же, осуществление этого способа требует дополнительного многоканального виброизмерительного устройства.

Целью изобретения является увеличение эффективности излучения путем упрощения и повыгпения надежности контроля качества контакта излучающей плиты с грунтом.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу излучения сейсмических волн вибрационным источ. ником, включающему установку излучающей плиты на поверхность грунта и ее прижатие к грунту через виброизолирующее устройство, формирование и подачу на возбудитель вибраций управляющего сигнала, контроль качества контакта излучающей плиты с грунтаьМ и создание возбудителем вибраций толкающего усилия, контроль качества контакта излучающей плиты с грунтом осуществляют путем измерения амплитуды толкающего усилия на частоте резонанса излучающей плиты и по pasности между ним и амплитудой номинального толкающего усилия судят о качестве контакта излучающей плиты с грунтом.

1166038

Составитель Н.Чнхладзе

Редактор Т.Кугрышева Техред 0.Неце Корректор О. Тигор

Заказ 4306/40 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

Таким образом, по предлагаемому способу контролируют наличие и определяют степень проявления резонанса излучающей плиты на ее изгибных колебаниях, который особенно сильно проявляется в случае некачественного контакта центральной части плиты с грунтом. Если контакт надежный, нагрузка возбудителя вибрации складывается из массы излучающей плиты и 10 самого грунта. В случае отсутствия контакта с грунтом в центре излучающей плиты силовая связь вибровозбудителя вибрации с грунтом осуществляется уже через изгибную упругость !5 плиты, которая вместе с колеблющейся частью массы плиты образует дополнительное механическое резонансное звено. На частоте его резонанса нагрузка, которую оно создает для 20 возбудителя вибрации, резко уменьшается. Возбудитель вибрации переходит в режим работы, соответствующий отсутствию нагрузки, вследствие чего он оказывается не в состоянии разви- 25 вать номинальное толкающее усилие.

На чертеже приведен один из возможных случаев установки излучающей плиты на грунт с неполным прилеганием и соответствующая этому случаю 30 амплитудно-частотная характеристика, усилия, развиваемого силовым гидроцилиндром возбудителя вибрации.

Плита 1 прижата к неровной поверхности грунта 2 весом транспортного средства через виброизолирующее пневмоопоры З.Переменное усилие 4 возбу- дителя 5 вибрации передается через стойку 6 к центральной части плиты 1.

Стойка 6 и плита 1 образуют резонанс- ное звено с некоторой частотой резо-. нанса.

На этой частоте амплитудно-частотная характеристика усилия 4, развиваемого силовым гидроцилиндром возбуди-4> теля вибрации, имеет узкий провал, глубина которого зависит от добротности резонанса, т.е ° от качества прилегания плиты к грунту: чем лучше контакт, тем менее заметен провал и силовая характеристика более равномерна.

При использовании вибрационных источников, принцип действия которых основан на использовании реактивной массы, развиваемое усилие пропорционально ускорению движения реактивной массы, а на частоте резонанса излучающей плиты фазовый сдвиг между колебаниями реактивной массы и центральной части излучающей плиты составляет Jf/2. Этот факт может быть использован для определения частоты резонанса в том случае, когда он слабо выражен.

Излучение сейсмической волны по предлагаемому способу происходит следующим образом.

Излучающую плиту устанавливают на поверхность грунта, прижимают к нему весом транспортного средства через виброизолирующие пневмоопоры и контролируют качество контакта, для чего запускают источник на частоте резонанса излучающей плиты (если эта частота неизвестна, то предварительно производят ее определение, например, путем измерения фазового сдвига между колебаниями реактивной массы и центра излучающей плиты на разных частотах), и измеряют амплитуду развиваемого усилия, например, путем измерения ускорения реактивной массы. В случае, если полученное значение не укладывается в установленные допуски на номинальное толкающее усилие, плиту вибратора переставляют на .другую физическую точку. В противном случае производят рабочие сеансы излучения сейсмических волн при продолжительной работе на бдной точке, контроль качества контакта излучающей плиты может быть повторен.

Контроль может также осуществляться и непрерывно в процессе работы в том случае, если резонансная частота попадает в частотный диапазон рабочего свип-сигнала.