SU1608600A1 - Method of predicting avalanche danger - Google Patents

Method of predicting avalanche danger Download PDF

Info

Publication number
SU1608600A1
SU1608600A1 SU884425302A SU4425302A SU1608600A1 SU 1608600 A1 SU1608600 A1 SU 1608600A1 SU 884425302 A SU884425302 A SU 884425302A SU 4425302 A SU4425302 A SU 4425302A SU 1608600 A1 SU1608600 A1 SU 1608600A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
avalanche
frequency
snow
acoustic emission
signals
Prior art date
Application number
SU884425302A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Павлович Епифанов
Валерий Петрович Кузьменко
Original Assignee
Институт Проблем Механики Ан Ссср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Проблем Механики Ан Ссср filed Critical Институт Проблем Механики Ан Ссср
Priority to SU884425302A priority Critical patent/SU1608600A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1608600A1 publication Critical patent/SU1608600A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к лавиноведению и предназначено дл  прогнозировани  локальных снежных обвалов под действием всего комплекса снегометеорологических факторов. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и достоверности прогнозировани  лавинной опасности. Дл  этого сигналы акустической эмиссии регистрируют раздельно в высокочастотном и низкочастотном диапазонах. При соотношении интенсивностей дл  каждого из диапазона ≥3,5 фиксируют наступление лавинной опасности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to lava science and is intended to predict local snowfalls under the influence of the entire complex of snow and meteorological factors. The aim of the invention is to improve the accuracy and reliability of avalanche hazard prediction. For this, acoustic emission signals are recorded separately in the high and low frequencies. When the intensity ratio for each of the range ≥3.5 record the onset of avalanche danger. 1 hp f-ly, 2 ill.

Description

дени ванир дейс ролоdeni vanier deys rolo

11eleven

ностН ни  . Нbut neither. H

инте эмисinter amis

щих :of:

Изобретение относитс  к лавинове- ю и предназначено дл  прогнозиролокальных снежных обвалов под гвием всего комплекса снегометео- гических факторов. 2ль изобретени  - повышение точи достоверности прогнозирова- тавинной опасности.The invention relates to avalanche and is intended for the prediction of volcanic snow falls under the guvius of the whole complex of snow and meteorological factors. 2 of the invention is to increase the accuracy of predicted avalanche danger.

1 фиг.1 показана зависимость1 figure 1 shows the dependence

1СИВНОСТИ сигналов акустической :ии от напр жени ; на фиг.2 блок-схема устройства, 1зующего способ прогнозировани  1НОЙ опасности.1VIEWS of acoustic signals: AI from voltage; Fig. 2 is a block diagram of a device for implementing a method for predicting a hazard.

Сигналы акустической эмиссии воз- никачот в снежной толще при действуюприн: щпиальна Acoustic emissions of voids in the snow layer at the time of operation are: spinal

реал:real:

лавиlavi

напр жени х (J 5 О, 55 С (где предельные напр жени ), что обусловливает возможность прогноза лавинной опасности до схода лавины. Размещение акустических датчиков в лавиносборе позвол ет получать информацию о процессах разрушени  снега непосредственно дл  опасного склона.voltages (J 5 O, 55 C (where the ultimate voltages), which makes it possible to predict the avalanche danger before the avalanche. Placing acoustic sensors in the avalanche collection allows obtaining information about the processes of snow destruction directly for the dangerous slope.

В результате исследований установ- лено, что каждому мастабу разрушени  соответствуют свои характерные частоты: разрушению мостичных св зей между зернами снега соответствуют сигналы акустической эмиссии частотой 4-8 кГц, разрушению зерен снега - сигналы частотой 2-2,5 кГц, кусочному разрушению снега - сигналы частотойAs a result of the research, it was established that each mastaba has its own characteristic frequencies: destruction of bridge connections between snow grains correspond to acoustic emission signals of 4–8 kHz, snow grain destruction - signals of 2–2.5 kHz, snow piecewise destruction frequency signals

а оoh

0000

fefe

250-500 Гц, крупномасштабному разру- шению снега - сигналы частотой 25 Гц.250-500 Hz, large-scale destruction of snow - signals with a frequency of 25 Hz.

Необходимым признаком потери устойчивости снега на склоне  вл ютс  разрушени  только больших объемов снега, которым соответствуют сигналы частотой ниже 500 Гц, Выделение сигналов этой частоты, кроме повышени  достоверности прогнозировани , позво- |л ет существенно увеличить чувствительность аппаратуры к образованию трещин, как предвестникам потери устойчивости снега на склоне.A necessary sign of the loss of snow stability on a slope is the destruction of only large volumes of snow, which correspond to signals with a frequency below 500 Hz. Allocating signals of this frequency, besides increasing the reliability of the prediction, can significantly increase the sensitivity of the apparatus to the formation of cracks snow on the slope.

Однако внешние источники, например сейсмические, пролетающие вертолеты или подъемные устройства, также могут возбуждать в толще снега возмущени  низкой частоты. Поскольку разрушени  любого масштаба в снегу сопровождают- с  по влением сигналов частотой около 10 кГц, то увеличение интенсивности в низкочастотном интервале действительно обусловлено процессами разрушени  снежной толш;и, а не помехами от внешних источников, должны сопровождатьс  возрастанием интенсивности в высокочастотном диапазоне.However, external sources, such as seismic, flying helicopters or lifting devices, can also excite low frequency disturbances in the depths of snow. Since the destruction of any scale in the snow is accompanied by the appearance of signals with a frequency of about 10 kHz, the increase in intensity in the low frequency interval is indeed due to the destruction of the snow mass, and, rather than interference from external sources, must be accompanied by an increase in intensity in the high frequency range.

Таким образом, вьщеление сигналов акустической эмиссии частотой 2- 16 кГц и оценка их интенсивности за те же временные интервалы позвол ет получить независимо подтверждение достоверности зарегистрированных низкочастотных сигналов, как соответ- ствующих истинному разрушению снега.Thus, the allocation of acoustic emission signals with a frequency of 2-16 kHz and an assessment of their intensity over the same time intervals allows one to obtain independently confirmation of the reliability of the recorded low-frequency signals as corresponding to the true snow destruction.

С другой стороны, в снежном покрове , кроме процессов разрушени , идут процессы локальной перестройки структуры , которые заканчиваютс  залечива- нием трещин, релаксацией напр жений, т.е. стабилизацией снега на склоне. Эти процессы сопровождаютс  сигналами акустической эмиссии частотой 2-V 20 кГц. О лавинной опасности свидете- льствуют только те сигналы высокочастотного диапазона, которые подкреплены наличием сигналов акустической эмиссии в низкочастотном диапазоне . Поэтому сигналы акустической эмиссии высокочастотного диапазона можно рассматривать только как достаточный признак разрушени  снежной толщи на склоне, привод щего к сходу лавины.On the other hand, in the snow cover, besides the processes of destruction, there are processes of local restructuring of the structure, which end with healing of cracks, relaxation of stresses, i.e. snow stabilization on the slope. These processes are accompanied by acoustic emission signals with a frequency of 2-V 20 kHz. The avalanche danger is indicated only by those signals of the high-frequency range, which are reinforced by the presence of acoustic emission signals in the low-frequency range. Therefore, the acoustic emission signals of the high frequency range can only be considered as a sufficient sign of the destruction of the snow layer on the slope leading to an avalanche.

Поэтому дл  оценки напр женно- деформированного состо ни  снежного покрова на склоне целесообразно выделить сигналы акустической эмиссии по крайней мере в двух Диапазонах: высокочастотном, 2-16 кГц,и низкочастотном 10-500 Гц, причем в качестве необходимого признака лавинной опасности выбирают увеличение интенсивности сигналов низкочастотного диапазона , а в качестве достаточного - аналогичное увеличение интенсивности сигналов в низкочастотном диапазоне.Therefore, to estimate the stress-strain state of snow cover on a slope, it is advisable to select acoustic emission signals in at least two Ranges: high-frequency, 2-16 kHz, and low-frequency 10-500 Hz, and increasing the signal intensity as a necessary sign of avalanche danger. low frequency range, and as sufficient - a similar increase in the intensity of signals in the low frequency range.

В экспериментах установлено, что с увеличением напр жений в снегу интенсивность сигналов акустической эмиссии возрастает, причем можно выделить следующие этапы:It was established in experiments that with an increase in stresses in snow, the intensity of acoustic emission signals increases, and the following steps can be distinguished:

Iп/п„ 0,225Cr/6j{.Iп / п „0,225Cr / 6j {.

IIn/n 0,750G/G IIn / n 0.750G / G

IIIn/n 6,7 (S/(JIIIn / n 6.7 (S / (J

где отношение интенсивностиwhere is the intensity ratio

данного промежутка времени к предшествующему.given period of time to the previous one.

Необходимо отметить, что при переходе от одного напр женного состо ни  к другому, т.е. от I к III измен етс  угол наклона С| рассматриваемой зависимости . Отсюда следует, что, зна  интенсивность сигналов акустической эмиссии за два равных промежутка времени, можно определить направление процессов в снегу.(стабилизаци  или дестабилизаци ). Например, возрастание интенсивности в 3,5 раза соотвут- ствует переходу с I на II этап, а увеличение интенсивности в 9 раз, означает переход с I на III этап. Критическому состо нию, т.е. состо нию , предшествующему сходу лавины, соответствует п 7600/3 ч,It should be noted that in the transition from one tension state to another, i.e. from I to III, the angle of inclination C | considered dependencies. From this it follows that, knowing the intensity of acoustic emission signals for two equal periods of time, it is possible to determine the direction of the processes in the snow (stabilization or destabilization). For example, an increase in intensity of 3.5 times corresponds to a transition from stage I to stage II, and an increase in intensity of 9 times means a transition from stage I to stage III. The critical state, i.e. to the state preceding the avalanche, corresponds to n 7600/3 h,

Интенсивность сигналов акустической эмиссии оценивают в равные промежутки времени. На практике целесообразно выбирать продолжительность интервалов времени дл  сравнени  0,5- 3 ч. При промежутках, меньших 0,5 ч, число импульсов может оказатьс  малым и тогда случайные помехи сниз т объективность оценки. При времени 3 ч на фоне большого числа импульсов можно не заметить начала опасных изменений , что снизит достоверность оперативного контрол .The intensity of the acoustic emission signals is estimated at equal intervals of time. In practice, it is advisable to choose the length of time intervals for comparing 0.5 to 3 hours. At intervals of less than 0.5 hours, the number of pulses may be small and then random interference will reduce the objectivity of the assessment. With a time of 3 hours, against the background of a large number of pulses, the onset of dangerous changes can be overlooked, which will reduce the reliability of the operational control.

Предлагаемый способ реализуетс  следующим образом.The proposed method is implemented as follows.

В снежной толще 1 лавиносбора (фиг.2).размещают жестко скрепленный с волноводом 2 акустический датчик 3, электрически соединенный с предусили- телем 4, вькод которого через линиюIn the snow layer of avalanche collector 1 (Fig. 2). Acoustic sensor 3, electrically connected to preamplifier 4, whose code through the line is placed, is rigidly bonded to waveguide 2.

С1ЯЗН соединен с входом усилител  6. Скгнал после усилител  6 поступает н фильтры 7 и 8, при помощи которы щоисходит выделение высокочастотной и низкочастотной компоненты. После фильтров 7 и 8 сигнал поступает на дискриминаторы 9 и 10. Каждое превышение порогового уровн  преобразуетс  в электрический импульс и поступает на счетчики 11 и 12, которые суммируют эти сигналы в течение заданного промежутка времени. Число, сформированное в счетчиках, по сигналу таймера и по раA SLANCH is connected to the input of amplifier 6. The signal after amplifier 6 is supplied to filters 7 and 8, by means of which the selection of the high-frequency and low-frequency components is made. After filters 7 and 8, the signal enters the discriminators 9 and 10. Each excess of the threshold level is converted into an electrical impulse and fed to counters 11 and 12, which sum these signals for a predetermined period of time. The number formed in the counters, by the signal of the timer and by pa

ЧИ1CHI1

и ;)егистре 13. Если число в счетчике пр(1вьшает число в регистре в 3,5 рато на выходе компаратора 15 по вл етс  высокий потенциал, в противном случае - низкий. Те же функции выпол- н ит счетчик 12, регистр 14 и компа- 16, но дл  высокочастотной ком- погенты сигналов акустической эмиссии 11р4 прёвьпаении числа в счетчике 12and;) Registry 13. If the number in the counter is PR (1 the number in the register in 3.5 times the output of the comparator 15 appears high potential, otherwise it is low. The same functions are performed by counter 12, register 14 and compa- ny 16, but for high-frequency components of acoustic emission signals 11p4, counting the number in the counter 12

поступает в буферные регистры 13 14. После этого происходит сброс сазаний счетчиков на ноль. В компа- горе 15 происходит сравнение двух :ел, сформированных в снетчике 11enters the buffer registers 13 14. After this, the counters of the counters are reset to zero. In company 15, a comparison of the two is eaten:

по сравнению с числом в регистре 14 в ;,5 раза на выходе компаратора 16 по вл етс  вьюокий потенциал, в противном случае - низкий. Элемент сравлcompared with the number in the register of 14 volts;, 5 times at the output of the comparator 16 appears the high potential, otherwise it is low. Item sravl

/7т/ 7t

16086001608600

. х   . x

нени  17 выполн ет логическую операцию И. При наличии высокого потенциала на его обоих входах включаетс  индикатор 18, сигнализирующий о лавинной опасности. Врем  суммировани  задаетс  таймером 19.17 performs a logical operation I. If there is a high potential, indicator 18 is turned on at both its inputs, indicating an avalanche danger. The summation time is set by timer 19.

Claims (1)

1. Способ прогнозировани  лавинной опасности, включающий размещение акустических датчиков в толще снега, регистрацию сигналов акустической эмиссии, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности и достоверности прогнозировани , датчики размещают в зоне отрыва лавины, сигналы акустической эмиссии регистрируют раздельно в низкочастотных и высокочастотньк диапазонах и по достижению соотношени  интенсивностей данного промежутка времеш к предше- ствук цему дл  каждого из диапазонов S 3,5 определ ют наступление лавинной опасности.1. A method for predicting avalanche danger, including placing acoustic sensors in the snow mass, recording acoustic emission signals, characterized in that, in order to increase the accuracy and reliability of the prediction, the sensors are placed in the avalanche separation zone, acoustic emission signals are recorded separately in the low-frequency and high-frequency ranges and by reaching the ratio of the intensities of this gap, the occurrence of an avalanche hazard is determined for each of the ranges S 3,5 for each of the ranges S 3,5. 25 25 2, Способ ПОП.1, отличающийс  тем, что низкочастотный 30 диапазон выбирают в.интервале 105002, Method POP1, characterized in that the low-frequency 30 range is selected in interval 10500 Гц, а высокочастотный - в интерФиг .1Hz, and high frequency - in interfig .1 JJ (/(/ f3f3 66 10ten Фиъ.2Fi.2 J7 {J7 {
SU884425302A 1988-05-16 1988-05-16 Method of predicting avalanche danger SU1608600A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884425302A SU1608600A1 (en) 1988-05-16 1988-05-16 Method of predicting avalanche danger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884425302A SU1608600A1 (en) 1988-05-16 1988-05-16 Method of predicting avalanche danger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1608600A1 true SU1608600A1 (en) 1990-11-23

Family

ID=21374957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884425302A SU1608600A1 (en) 1988-05-16 1988-05-16 Method of predicting avalanche danger

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1608600A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7096735B2 (en) * 2002-07-01 2006-08-29 Yokio Sakai System for forecasting slope failure based on sounds from the earth
RU2478930C1 (en) * 2011-07-25 2013-04-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "ВЫСОКОГОРНЫЙ ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ" (ФГБУ ВГИ) Testing method of stability of snow cover on avalanche slopes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
В.П.Епифанов и В.П.Кузьменко 550.834 (088.8) Практическое пособие по прогно- зиро|ванию лавинной опасности./Под ред, Л.А.Канаева. - М.: Гидрометеоиз- дат, 1979, с. 64-67. Gjubler Н. Simultaneous measure- of stability indicls and chaparameters describing show cover and the weather in zones of avalanches - Jor- of Glaciology. 1980, v.26, N 94, 4-74. racteristic ments rac the fracture nal P 641 4425302/24-25 16.05.88 23.11.90. Бкш. № 43 Институт проблем механики *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7096735B2 (en) * 2002-07-01 2006-08-29 Yokio Sakai System for forecasting slope failure based on sounds from the earth
RU2478930C1 (en) * 2011-07-25 2013-04-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "ВЫСОКОГОРНЫЙ ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ" (ФГБУ ВГИ) Testing method of stability of snow cover on avalanche slopes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Owen et al. The application of auto–regressive time series modelling for the time–frequency analysis of civil engineering structures
US6170334B1 (en) Continuous monitoring of reinforcements in structures
US5287411A (en) System for detecting the siren of an approaching emergency vehicle
US4415979A (en) Method and apparatus for detecting the presence of an animate body in an inanimate mobile structure
RU2314519C2 (en) Device for measuring capacity
CA1054251A (en) Intruder detecting security system
US5070754A (en) Digital audio signal processor
CA1219084A (en) Nuclear densometer
SU1608600A1 (en) Method of predicting avalanche danger
Evans et al. A teleseism-specific detection algorithm for single short-period traces
US7286935B2 (en) Method and device for hydrometeor detection
RU2356072C1 (en) Method of short-term earthquake forecast by acoustic signs
RU2137920C1 (en) Method and device for predicting destruction of rock matter
SU1624264A1 (en) Device for monitoring level of lump materials in underground ore chutes
SU1397831A1 (en) Acoustic spectrum flaw detector
SU1260846A1 (en) Device for determining condition of structures in state of stress
SU1740665A1 (en) Method of forecasting rock disintegration
Nozaki et al. Preliminary results of the multimode FM/CW ionosonde experiment
RU2289693C1 (en) Method for predicting destruction of rock massif and device for realization of said method
RU2319010C1 (en) Method to outline increased stress zone in rock massif and device for electromagnetic rock radiation signal measurement in well
SU1158882A1 (en) Device for testing articles at resonance frequency
RU2155987C1 (en) Device for signal classification
Rasskazov et al. Improvement of Local Rockburst Control Equipment in Mineral Mining
Zaitsev et al. Nonlinear Vibro-acoustic response of a metal sample with a discontinuity-like defect as related to damage detection problems
Scholz Stochastic simulation of urbanhydrological processes