SU1659938A1

SU1659938A1 - Method for exciting seismic oscillations

Info

Publication number: SU1659938A1
Application number: SU894721128A
Authority: SU
Inventors: Николай Павлович Ряшенцев; Владимир Федорович Юшкин
Original assignee: Специальное конструкторское бюро прикладной геофизики СО АН СССР
Priority date: 1989-06-05
Filing date: 1989-06-05
Publication date: 1991-06-30

Abstract

Изобретение относитс к сейсмической технике и предназначено дл возбуждени сейсмических колебаний в скальных грунтах при разведке полезных ископаемых и изучении внутреннего строени Земли. Цель изобретени - повышение эффективности сейсмических колебаний в скальных породах путем увеличени мощности излучени за счет резонансного усилени колебаний. Устройство дл реализации способа содержит возбудитель 1 колебаний,укрепленный на опорной плите 2 с армирующей решеткой 4. Плита 2 устанавливаетс на искусственной грунтовой насыпи 5, сооруженной на скальной породе . Высота и угол откоса а искусственной грунтовой насыпи 5 плотностью р определ ютс из условий I Е&deg;/ 2 r0 f2 (1 - v2 ); z arctg(2l/3r0), где Е - модуль нормальной упругости; V- коэффициент поперечной упругой деформации грунта; f - частота резонансных колебаний; г0(Е/л:)05, - приведенный радиус опорной плиты; F - площадь опорной плиты . Это позвол ет повысить излучаемую энергию за счет подстройки резонансной частоты. 1 ил. (ЛThe invention relates to seismic engineering and is intended to initiate seismic vibrations in rocky soils during the exploration of mineral resources and the study of the internal structure of the Earth. The purpose of the invention is to increase the efficiency of seismic vibrations in rocks by increasing the radiation power due to the resonant amplification of vibrations. A device for implementing the method contains a driver 1 oscillations, fixed on the base plate 2 with a reinforcing grating 4. The plate 2 is installed on an artificial dirt embankment 5, built on rock. The height and angle of the slope a of the artificial dirt embankment 5 with a density p are determined from the conditions I E & 2 / r0 f2 (1 - v2); z arctg (2l / 3r0), where E is the modulus of normal elasticity; V is the coefficient of transverse elastic deformation of the soil; f is the frequency of resonant oscillations; г0 (Е / л:) 05, is the reduced radius of the support plate; F is the area of the base plate. This allows the radiated energy to be increased by adjusting the resonant frequency. 1 il. (L

Description

Изобретение относится к сейсмической технике и предназначено для возбуждения сейсмических колебаний в скальных грунтах при разведке полезных ископаемых и изучении внутреннего строения Земли.The invention relates to seismic engineering and is intended to excite seismic vibrations in rocky soils when exploring minerals and studying the internal structure of the Earth.

Цель изобретения - повышение эффективности колебаний в скальных породах путем увеличения мощности излучения за счет резонансного усиления колебаний.The purpose of the invention is to increase the efficiency of vibrations in rocks by increasing the radiation power due to resonant amplification of vibrations.

; На чертеже приведена схема возбуждения сейсмических колебаний.; The drawing shows a diagram of the excitation of seismic vibrations.

Сейсмоисточник для реализации предлагаемого способа содержит возбудитель 1 колебаний дебалансного типа направленного действия, укрепленный на опорной плите 2, и электропривод 3. Плита 2 оборудована вертикальными зацепами в виде армирующей решетки 4, выполненной из вертикальных продольных и поперечных пластин, жестко соединенных между собой по торцам и заглубленных в тело искусственной грунтовой насыпи 5, возведенной на Скальных породах 6 высокой жесткости, Параметры грунтовой насыпи 5 выбираются из условия обеспечения резонансного усиления излучаемых колебаний на заданной частоте и определяются с помощью следующих зависимостей:The seismic source for the implementation of the proposed method contains a pathogen 1 of an unbalanced type of oscillation of directional action, mounted on a base plate 2, and an electric drive 3. The plate 2 is equipped with vertical hooks in the form of a reinforcing lattice 4 made of vertical longitudinal and transverse plates rigidly connected to each other at the ends and buried in the body of an artificial soil embankment 5, erected on the Rocky rocks 6 of high rigidity, The parameters of the soil embankment 5 are selected from the conditions for ensuring resonant amplification Nia radiated oscillations at a predetermined frequency and are defined by the following relationships:

I =___________Е______ .I = ___________ E ______.

л²/) г₀ f² (1 -V )l ² /) g ₀ f ² (1 -V)

I ct 2: arctg β’ρ ' где I - высота искусственной грунтовой насыпи;I ct 2: arctg β’ρ 'where I is the height of the artificial soil embankment;

а — угол откоса;a - angle of slope;

Е - модуль нормальной упругости грунта в насыпи:E is the modulus of normal elasticity of the soil in the embankment:

ν - коэффициент поперечной упругой деформации грунта в насыпи;ν is the coefficient of transverse elastic deformation of the soil in the embankment;

р — плотность грунта:p - soil density:

f - частота резонансных колебаний; r₀=(F/ π )⁰·⁵ - приведенный радиус опорной плиты;f is the frequency of resonant oscillations; r ₀ = (F / π) ⁰ · ⁵ is the reduced radius of the base plate;

F - площадь опорной плиты.F is the area of the base plate.

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

При работе дебалансных возбудителей 1 колебаний, вращение которых по заданной программе осуществляется о’т электро двигателей 3, возбуждаются колебания опорной плиты 2. Эти колебания через армирующую решетку 4 прикладываются к искусственной грунтовой насыпи 5, вызывают 5 в ней резонансные колебания с собственной частотой насыпи, благодаря резонансу усиливаются и возбуждают в монолитных коренных породах 6 сейсмическую волну. В процессе колебаний энергия сейсмоисточ10 ника преобразуется в потенциальную энергию упругого взаимодействия грунтовой насыпи с коренными породами.During the operation of unbalanced exciters 1 of oscillations, the rotation of which is carried out by electric motors 3, the vibrations of the base plate 2 are excited. These vibrations are applied through the reinforcing grating 4 to the artificial soil embankment 5, causing 5 resonance vibrations in it with the natural frequency of the embankment, due to resonance, a seismic wave is amplified and excited in monolithic bedrock 6. During oscillations, the energy of the seismic source is converted into the potential energy of the elastic interaction of the soil embankment with the bedrock.

Использование предлагаемого способа за счет подстройки резонансной частоты 15 обеспечивает усиление излучаемых колебаний и увеличение полезной энергии, передаваемой в скальные (коренные) породы высокой жесткости в виде сейсмических волн.Using the proposed method due to the adjustment of the resonant frequency 15 provides an increase in the emitted oscillations and an increase in the useful energy transmitted to the rock (primary) rocks of high rigidity in the form of seismic waves.

Claims

20 claims

A method of exciting seismic vibrations, including installing a seismic source with a support plate with vertical hooks, rigidly connected to the vibration exciter 25, onto a base with known shear wave velocities of longitudinal waves and transmitting vibrations from the vibration pathogen to the rock, characterized in that, in order to increase the efficiency of this of physical vibrations in rock by increasing the radiation power due to the resonant amplification of vibrations, use the rock-built claim 35 natural soil embankment, height I and slope angle which are selected from the following conditions:

2 l ² rho f ² (1 - ν ² ) 'a> arctgfy ^), where E is the modulus of normal elasticity;

T is the coefficient of transverse elastic deformation of the soil in the embankment;

p is the density of the soil in the embankment:

f is the frequency of the resonance oscillations;

Го = (F / π) ⁰ ' ⁵ -reduced radius of the base plate:

F is the area of the base plate.