Źródła drgań w sejsmice inżynierskiej

• Autorzy: Pilecki Z. , Harba P. , Czarny R. , Cielesta S. , Pszonka J.

Warianty tytułu

EN

An overview of vibration sources in seismic engineering

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Źródła drgań służą do wyzwalania energii sejsmicznej w postaci fali sejsmicznej, która jest następnie rejestrowana przez czujniki drgań. W zastosowaniach inżynierskich korzysta się ze źródeł aktywnych i pasywnych. Spośród źródeł aktywnych najbardziej rozpowszechnione jest użycie młota, kafara, materiałów wybuchowych oraz wibratorów. W zależności od rodzaju projektowanych badań sejsmicznych wybierane jest źródło dające oczekiwany zasięg głębokościowy o odpowiedniej rozdzielczości sejsmogramu. Materiały wybuchowe generują największą energią sejsmiczną w szerokim paśmie częstotliwości spośród przedstawionych w artykule źródeł sejsmicznych. Udar młotem jest najbardziej rozpowszechniony w zastosowaniach inżynierskich. Źródłami pasywnymi w sejsmice inżynierskiej są głównie drgania spowodowane przejeżdżającymi samochodami, pracą maszyn lub człowieka. W artykule szerzej omówiono niektóre aktywne źródła sejsmiczne wytwarzane przez światowych producentów, które mogą mieć zastosowanie w badaniach inżynierskich. Porównano parametry techniczne wybranych kafarów oraz wibratorów sejsmicznych. Sformułowano kryteria wyboru właściwego źródła w badaniach sejsmicznych.

EN

Vibration sources are used to generate seismic energy in the form of seismic wave which is recorded by vibration sensors. Active and passive seismic sources are applied in seismic engineering. Sledgehammers, weight-drops, explosives and vibrators are the most commonly-used among active ones. They are easy to operate and transport. Depending on the geological engineering task the appropriate energy-efficient seismic source with expected penetration depth and resolution is being chosen. Explosives have the highest generated seismic energy in broadband frequency among seismic sources presented in this paper. However, they produce permanent destructions of the tested geological medium so that they are banned in urban areas. Vibrations generated by passive seismic sources used in seismic engineering are mainly produced by heavy vehicles, working machinery and human activities. This paper presents and describes the selected active seismic sources of the world´s leading geophysical companies applied in seismic engineering. A comparison of technical parameters of the selected weigth drops and seismic vibrators was devised. Finally, criteria for selecting the appropriate seismic source were formulated.

Słowa kluczowe

PL

sejsmika inżynierska; źródło sejsmiczne; udar młotem; kafar; sparker; wibrator

EN

seismic engineering; seismic source; sledgehammer; weight-drop; explosives; sparker; vibrator

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 70, nr 7
• Strony: 22--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., fot., wykr., rys., tab.

Twórcy

autor

Pilecki Z.

• IGSMiE PAN, Kraków

autor

Harba P.

• IGSMiE PAN, Kraków

autor

Czarny R.

• IGSMiE PAN, Kraków

autor

Cielesta S.

• IGSMiE PAN, Kraków

autor

Pszonka J.

• IGSMiE PAN, Kraków

Bibliografia

• 1. Bhokonok O., Prado R. L., Diogo L. A.: Comparative tests of seismic sources and geophones aiming at shallow reflection seismic investigation in urban areas. Revista Brasileira de Geofisica 2006, nr 24(1), s. 81-89.
• 2. Brisbourne A., Stuart G., Kulessa B.: Passive seismic signatures of a fast-flowing Alpine glacier. AGU Fall Meeting 2007.
• 3. Bühnemann J., Holliger K.: Comparative test of various high-frequency seismic sources. 66th SEG Annual Meeting, Denver, Colorado, Society of Exploration Geophysicists 1996, s. 880-883.
• 4. Bühnemann J., Holliger K.: Comparison of high-frequency seismic sources at the Grimsel test site, central Alps, Switzerland. Geophysics 1998, t. 63, nr 4, s. 1363-1370.
• 5. Hauser E.C.: Detection and Location of Obstructions Ahead of a Tunnel Boring machine using the Tunneling Vibrations as a Seismic Source: The First Successful Example. 2001 Symposium on Application of Geophysics to Environmental and Engineering Problems (SAGEEP) 2001, CD Publication SSI-7.
• 6. Karasthatis V.K, Louis I.F.: Comparison test of seismic sources in shallow reflection seismics. Annales Geologiques des Payes Helleniques 2002.
• 7. Liu Y., Luke B., Pullammanaooallil S., Louie J., Bay J.: Combining active- and passive-source measurements to profile shear wave velocities for seismic microzonation. Earthquake Engineering and Soil Dynamics 2005, s. 1-14.
• 8. Marcak H., Pilecki Z. (red.): Wyznaczanie właściwości utworów fliszu karpackiego metodą sejsmiczną dla potrzeb budownictwa tunelowego. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków 2003.
• 9. Marelli S., Manukyan E., Maurer H., Greenhalgh S.A, Green A.G.: Appraisal of waveform repeatability for crosshole and hole-to-tunnel seismic monitoring of radioactive waste repositories. Geophysics 2010, t. 75, nr 5.
• 10. Matuła R., Czaja K.: Implementation and application of ultralight-vibrator in shallow seismic acquisition. „Przegląd Górniczy” 2014, nr 7 (w druku).
• 11. Maurer H., Marelli S., Manukyan E., Green A.G., Greenhalgh S.A.: Non-intrusive seismic monitoring of high-level radioactive waste repositories. SEG Las Vegas Annual Meeting 2012, s. 1-5.
• 12. McCann D.M., Andrew E.M., McCann C.: Seismic sources for shallow reflecting surveying. Geophysical Prospecting 1985, nr 33, s. 943-955.
• 13. McCann D.M., Grainger P., McCann C.: Inter-borehole acoustic measurements and their use in engineering geology. Geophysical Prospecting 1975, nr 23, s. 50-69.
• 14. McGuinness W.T., Beckmann W.C., Officer C.B.: The application of various geophysical techniques to specialized engineering projects. Geophysics 1962, t. XXVII, nr 2, s. 221-236.
• 15. Meunier J., Menard J.P.: Seismic noise without a seismic source. EAGE 66th Conference & Exhibition, 7-10 June, Paris, France 2004 – conference materials .
• 16. Miller R.D., Pullan S.E., Steeples D., W., Hunter J.: Field comparison of shallow seismic sources near Chino, California. Geophysics 1992, t. 57, nr 5, s. 693-709.
• 17. Miller R.D., Pullan S.E., Waldner J.S., Haeni F.P.: Field comparison of shallow seismic sources. Geophysics 1986, t. 51, nr 2, s. 2067-2092.
• 18. Okada H.: The microseismic survey method. Society of Exploration Geophysicists of Japan. Geophysical Monograph Series 2003, nr 12.
• 19. Pilecki Z., Harba P., Adamczyk A., Krawiec K., Pilecka E.: Geofony w sejsmice inżynierskiej. „Przegląd Górniczy” 2014, nr 7 (w druku).
• 20. Reynolds J. M.: An Introduction to Applied and Environmental Geophysics. Wyd. 2. Chichester, Wiley-Blackwell Publishing Wielka Brytania 2011, s. 154-169.
• 21. Rubin M.J., Camp T., van Hervijnen A., Schweizer J.: Automatically detecting avalanche events in passive seismic data. 11th International Conference on Machine Learning and Applications (ICMLA) 2012, t. 1, s. 13-20.
• 22. Sharma P.V.: Environmental and engineering geophysics. Cambridge University Press Wielka Brytania 2002, s. 124-126.
• 23. Sheriff R.E.: Encyclopedic Dictionary of Applied Geophysics. Wyd. 4. Tulsa, Society of Exploration Geophysicists Oklahoma 2011, s. 2.
• 24. Singh S.: High-frequency shallow seismic reflection mapping in tin mining. Geophysical Prospecting 1984, nr 32 s. 1033-1044.
• 25. Toksöz M.N., Lacoss R.T.: Microseisms: mode structures and sources. Science 1968, nr 159, s. 872-873.
• 26. Trześniowski Z.: Jak odkryć ropę naftową. Agencja ReklamowoWydawnicza media2, Kraków 2005, s. 107-116.
• 27. Van der Veen M., Buness H.A., Büker F., Green A.G.: Field comparison of high-frequency seismic sources for imaging shallow (10-250 m) structures. JEEG 2000, t. 5, nr 2, s. 39-56.
• 28. Van Koughnet R.: Accelerated weight drop for New Zealend seismic acquisition. New Zealand Petroleum Conference 21 September 2010.
• 29. www.bgsisal.com
• 30. www.crosswellinstruments.de
• 31. www.giscogeo.com
• 32. www.indvehicles.com
• 33. www.rtclark.com
• 34. www.terraplus.ca