Малеев Д.Ю., Квашук С.В. —
Исследование аномального участка деградации многолетней мерзлоты в основании земляного полотна
// Арктика и Антарктика. – 2019. – № 1.
– С. 75 - 80.
DOI: 10.7256/2453-8922.2019.1.29380
URL: https://e-notabene.ru/arctic/article_29380.html
Читать статью
Аннотация: Объектом исследования являются аномальные участки деградации многолетней мерзлоты в основании земляного полотна. В таких случаях, кровля мерзлоты приобретает сложную конфигурацию, образуются ее крутые борта и зеркала надмерзлотных вод. Авторы предложили новый способ их изучения сейсмическим методом (0,5-1,0 кГц). Предлагаемая модификация сейсмического метода основана на совместном применении головных и отраженных волн по годографам первых вступлений при их сложной конфигурации с учетом запредельных углов преломления в бортах депрессии. Годографы преломленных волн решены с применением комплексных чисел, при этом их геометрия осталась традиционной – метод нулевого времени для определения глубины преломляющей границы и разностного годографа для расчета скоростей в кровле депрессии. Получен и апробирован модифицированный сейсмический способ изучения аномальных участков деградации многолетней мерзлоты под земляными сооружениями в холодных регионах. Он позволяет картировать локальные зоны депрессий с крутыми бортами под насыпями, возникшие в результате нарушения производственного цикла транспортных систем или нормальной эксплуатации зданий и сооружений, построенных в таких условиях.
Наземные сейсморазведочные работы методом преломленных волн (МПВ), в частности, выполняемые способами нулевого и разностного годографа, имеют потенциал для модификации в зависимости от решаемых задач.
В условиях запредельных углов преломления головных волн, задачи по определению подземных депрессий решаются математически с применением комплексных чисел, при этом базовые условия МПВ, такие как увязка годографов во взаимных временах и точность определения средних скоростей остаются неизменными.
Abstract: The object of this research is the exploration of anomalous sections of permafrost retreat at the soil baseline. In such cases, the apex of soil frost attains a complicated shape, forming the steep edges and mirrors of subpermafrost water. The authors propose a new method of seismic survey (0.5-1.0 kHz). The suggested seismic method modification is based on the joint application of the refracted and reflected waves in accordance with time curves of first onsets in their complicated shape, considering the below-cutoff angles of retraction within the depression. The time curves of the retracted waves were solved using the complex numbers; while their geometry remained traditional – the null time method for determining the depth of refracting boundary and differential time curves for calculating velocities in the apex of depression. The modified seismic survey for studying the anomalous sections of permafrost retreat under the earth structures in cold regions was obtained and tested in the course of the research. It allows mapping out the local depressions with steep edges under embankments, occurred due to violation of the production sequence of transportation systems or normal exploitation of the structures built in such conditions. The surface seismic surveying using the method of retracted waves, and particularly, conducted via the null and differential time curve have a potential for modification depending of the current objectives. In the conditions of below-cutoff angles of waves retraction, the tasks on determining the subsurface depressions are solved mathematically, with application of complex numbers; at the same time, the basic conditions for the method of retracted waves, such as coordination of time curves in mutual duration and the precision of determination of the average velocities remain unchanged.