RU2501041C2 - Nondestructive method of detecting voids in upper section of earth's crust - Google Patents

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: disclosed is a method of detecting voids in the upper section of the earth's crust, involving measurement and detection of acoustic emission on the profile in the 0.01-500 Hz frequency range, with distance between measurement points in accordance with survey scale. Profiling is performed based on natural acoustic noise. Acoustic emission is detected at each point for at least 1 minute; acoustic emission spectra are calculated in 3-10 s in multiple time intervals; the average dominant experimental spectrum Se(f) and the mean-square deviation (σ_s) of the average from the three-second spectra are found. The theoretical shape of the desired objects is set and theoretical spectra S₀(f) thereof are calculated. Resonance frequencies f_m are determined from the function Se(f); curves of intensity of the spectral function Se at resonance frequencies f_m (m=1, 2, 3) are plotted. Probable boundaries of desired objects on the profile are determined from intensity anomalies indicated by intensity of the spectral function S(f_m) on the profile exceeding its average value by +Kσ, and gradients of the function S(f_m). Preliminary dimensions and shape of said objects are determined from said boundaries and the given shape. Theoretical spectra are calculated, compared with experimental spectra; the most similar theoretical spectrum is found from the mean-square difference which does not exceed +Kσ_s (K=1-3) and the selected theoretical spectrum is identified with voids of a given shape and size.

EFFECT: detecting voids without breaching the integrity of the earth's surface.

Description

Изобретение относится к области сейсмологии, инженерной геологии, а более конкретно, к способам обнаружения естественных и искусственных пустот, полупустот (например, заполненных водой) или неоднородности с любой пониженной плотностью относительно вмещающих пород.The invention relates to the field of seismology, engineering geology, and more specifically, to methods for detecting natural and artificial voids, semi-voids (for example, filled with water) or heterogeneity with any reduced density relative to the host rocks.

Известен способ радиоволнового просвечивания, который использует разведочные и эксплуатационные горные выработки, а также разведочные скважины, когда требуется найти пустоты в пространстве между пройденными горными выработками и скважинами. Используя различие коэффициентов поглощения вмещающих пород и искомых объектов, можно «просветить» электромагнитными волнами исследуемое пространство и по степени поглощения энергии передатчика установить наличие или отсутствие рудных тел или иных геологических образований, в том числе пустот, в толще окружающих отложений [1].A known method of radio-wave transillumination, which uses exploration and production workings, as well as exploration wells, when you want to find voids in the space between the passed workings and wells. Using the difference in the absorption coefficients of the host rocks and the desired objects, it is possible to “illuminate” the space under study with electromagnetic waves and to determine the presence or absence of ore bodies or other geological formations, including voids, in the thickness of the surrounding sediments by the degree of absorption of transmitter energy [1].

Возможны различные варианты просвечивания из одной штольни в другую или из буровой скважины на дневную поверхность. Модификацию радиоволнового просвечивания между горными выработками или между выработкой и поверхностью земли называют шахтным радиопросвечиванием, а просвечивание между скважинами или скважиной и дневной поверхностью - скважинным радиопросвечиванием. Различие в названиях обусловлено лишь техническими отличиями в аппаратуре [1].Various transmission options are possible from one adit to another or from a borehole to the day surface. Modification of radio wave translucency between mine workings or between a mine and the earth’s surface is called mine radio translucency, and translucency between wells or a borehole and the day surface is called downhole radio translucency. The difference in names is due only to technical differences in the equipment [1].

Известны также ультразвуковые методы изучения акустических свойств пород. Их сущность заключается в прозвучивании, которое производится в межскважинном (межшпуровом) пространстве или методом поверхностного профилирования.Ultrasonic methods for studying the acoustic properties of rocks are also known. Their essence lies in sounding, which is performed in the interwell (interspin) space or by the method of surface profiling.

Однако для просвечивания пространства между горными выработками требуется бурение или проходка горных выработок, а поверхностное профилирование изучает только верхний тонкий слой. В этом случае акустические свойства пород отличаются от реальных, если они были определены на образцах отобранных в глубине массива [2].However, to see through the space between the mine workings, drilling or excavation is required, and surface profiling studies only the upper thin layer. In this case, the acoustic properties of the rocks differ from the real ones if they were determined on samples taken deep in the massif [2].

Наиболее близким по технической сущности является ультразвуковой метод изучения акустических свойств пород.The closest in technical essence is the ultrasonic method for studying the acoustic properties of rocks.

Недостатком известных способов просвечивания является то, что для использования этих методов требуется наличие горных выработок, скважин, штолен, что требует больших затрат. Кроме того, при таких модификациях всегда существуют волноводные эффекты (помехи) за счет горных выработок, в которых устанавливаются источники излучения.A disadvantage of the known methods of transillumination is that the use of these methods requires the presence of mine workings, wells, adits, which is expensive. In addition, with such modifications, there always exist waveguide effects (interference) due to mine workings in which radiation sources are installed.

Целью настоящего изобретения является обнаружение пустот с поверхности земли без разрушения сплошности земной поверхности.The aim of the present invention is the detection of voids from the surface of the earth without destroying the continuity of the earth's surface.

В земной коре находятся различные естественные и искусственные воздушные полости. Это пещеры, штольни, подземные сооружения и другие объекты, которые являются объемными резонаторами.In the earth's crust are various natural and artificial air cavities. These are caves, adits, underground structures and other objects that are volume resonators.

Объемный резонатор - это колебательная система, которая при воздействии внешней силы определенной частоты способна совершать колебания с максимальной амплитудой на частоте, близкой к его собственной частоте. Собственные частоты резонатора зависят от его величины и формы.A cavity resonator is an oscillatory system that, when exposed to an external force of a certain frequency, is capable of oscillating with a maximum amplitude at a frequency close to its natural frequency. The natural frequencies of the resonator depend on its size and shape.

Связь резонатора с окружающей средой происходит с помощью выходящих из него квазискользящих волн (Волны Калои), регистрация которых на поверхности земли позволяет судить о состоянии резонатора [6].The resonator is connected with the environment using quasi-sliding waves (Kaloi Waves) emerging from it, the registration of which on the earth's surface allows us to judge the state of the resonator [6].

Рассмотрим собственные частоты некоторых пустот.Consider the natural frequencies of some voids.

При интерпретации полученной в пустотах акустической эмиссии предполагалось, что максимальные интенсивности наблюдаемых акустических сигналов обусловлены резонансными явлениями, возникающими в объемном резонаторе. К примеру, пещера моделируется как сферический резонатор, штольня - как цилиндрический резонатор и т.п. Собственные частоты сферического резонатора определяются выражением из гидродинамики [3]:In interpreting the acoustic emission obtained in voids, it was assumed that the maximum intensities of the observed acoustic signals are due to resonance phenomena arising in the cavity resonator. For example, a cave is modeled as a spherical resonator, an adit as a cylindrical resonator, etc. The natural frequencies of a spherical resonator are determined by the expression from hydrodynamics [3]:

$$f_{m,n}=\frac{c_{з}}{2\pi r_0}{\nu }_m^{(n)}\text{, (1)}$$

$$f_{m,n}=\frac{c_s}{2\pi r_0}{\nu }_m^{(n)}\text{, (one)}$$

где c₃ - скорость звука в сферическом резонаторе, r₀ - его радиус, $${\nu }_m^{(n)}$$

- корни уравнения.where c ₃ is the speed of sound in a spherical resonator, r ₀ is its radius, $${\nu }_m^{(n)}$$

are the roots of the equation.

$$\frac{\text{d}}{\text{d}\nu }\left(\sqrt{\frac{\text{π}}{\text{2}\nu }}{\text{J}}_{\text{n}+\text{1/2}}\text{(}\nu \text{)}\right)=\mathrm{0,}\text{ (2)}$$

$$\frac{\text{d}}{\text{d}\nu }\left(\sqrt{\frac{\text{π}}{\text{2}\nu }}{\text{J}}_{\text{n}+\text{1/2}}\text{(}\nu \text{)}\right)=0\text{(2)}$$

(J_n+1/2(ν)) - функция Бесселя 1-го рода, n=0, 1, 2…, m=1, 2….(J _{n + 1/2} (ν)) is the Bessel function of the first kind, n = 0, 1, 2 ..., m = 1, 2 ....

В [3] были вычислены пять корней для: f₁ ⁰=4,4934, f₂ ⁰=7,7254, f₃ ⁰=10,904, f₄ ⁰=14,066, f₅ ⁰=17,222.In [3], five roots were calculated for: f ₁ ⁰ = 4.4934, f ₂ ⁰ = 7.7254, f ₃ ⁰ = 10.904, f ₄ ⁰ = 14.066, f ₅ ⁰ = 17.222.

Для радиальных колебаний (n=0) $${\nu }_m^{(n)}\approx \frac{\pi }{2}(2m+1)$$

и для f_m,o имеем:For radial vibrations (n = 0) $${\nu }_m^{(n)}\approx \frac{\pi }{2}(2m+\mathrm{one})$$

and for f _{m, o} we have:

$$f_{m,o}\approx \frac{c_3}{4r_0}(2m+1),\text{ (3)}$$

$$f_{m,o}\approx \frac{c_3}{\mathrm{four}{r}_0}(2m+\mathrm{one}),\text{(3)}$$

При c₃=330 м/с, r₀=10 м имеем: для m=1, ν_1,0=24,8с^-1; m=2, ν_2,0=о=41,3с^-1; m=3, ν_3,0=57,8с^-1.When c ₃ = 330 m / s, r ₀ = 10 m we have: for m = 1, ν _1.0 = 24.8 s ^-1 ; m = 2, ν _2.0 = o = 41.3 s ^-1 ; m = 3, ν _3.0 = 57.8 s ^-1 .

Предполагая, что штольня, которая соединяется с пещерой, моделируется как цилиндрический резонатор, то для собственных частот цилиндрического резонатора имеем [4]:Assuming that the adit that connects to the cave is modeled as a cylindrical resonator, then for the natural frequencies of the cylindrical resonator we have [4]:

$$f_{n,\text{}\text{}\text{}\text{}m,k}=\frac{c_3}{2\pi a}{\left[{\mu }_m^{(n)2}+\frac{a^2}{l^2}{(\pi k)}^2\right]}^{\text{1/2}}\text{, (4)}$$

$$f_{n,\text{A.}\text{A.}\text{A.}\text{A.}m,k}=\frac{c_3}{2\pi a}{\left[{\mu }_m^{(n)2}+\frac{a^2}{l^2}{(\pi k)}^2\right]}^{\text{1/2}}\text{, (four)}$$

где a - радиус цилиндрического резонатора; l - его длина; n=0, 1, 2…; m, k=1, 2…; $${\mu }_m^{(n)}$$

- корень номера m уравнения $$\frac{d}{d\mu }{J}_n(\mu )=0$$

.where a is the radius of the cylindrical resonator; l is its length; n = 0, 1, 2 ...; m, k = 1, 2 ...; $${\mu }_m^{(n)}$$

is the root of the number m of the equation $$\frac{d}{d\mu }{J}_n(\mu )=0$$

.

Для радиальных колебаний (n=0) имеем:For radial vibrations (n = 0) we have:

$$f_{\mathrm{0,}\text{}\text{}\text{}\text{}m,k}=\frac{c_3}{2\pi a}{\left[{\mu }_m^{(0)2}+\frac{a^2}{l^2}{(\pi k)}^2\right]}^{\text{1/2}}\text{, (5)}$$

$$f_{0\text{A.}\text{A.}\text{A.}\text{A.}m,k}=\frac{c_3}{2\pi a}{\left[{\mu }_m^{(0)2}+\frac{a^2}{l^2}{(\pi k)}^2\right]}^{\text{1/2}}\text{, (5)}$$

где $${\mu }_m^{(0)}$$

- корень номера m уравнения $$\frac{d}{d\mu }{J}_0(\mu )=0$$

.Where $${\mu }_m^{(0)}$$

is the root of the number m of the equation $$\frac{d}{d\mu }{J}_0(\mu )=0$$

.

Для первых пяти значений $${\mu }_m^{(0)}$$

имеем $${\mu }_1^{(0)}=\mathrm{3,83}$$

, $${\mu }_2^{(0)}=\mathrm{7,02}$$

, $${\mu }_3^{(0)}=\mathrm{10,17}$$

, $${\mu }_4^{(0)}=\mathrm{13,32}$$

, $${\mu }_5^{(0)}=\mathrm{16,5}$$

[5].For the first five values $${\mu }_m^{(0)}$$

we have $${\mu }_{\mathrm{one}}^{(0)}=3.83$$

, $${\mu }_2^{(0)}=7.02$$

, $${\mu }_3^{(0)}=10.17$$

, $${\mu }_{\mathrm{four}}^{(0)}=13.32$$

, $${\mu }_5^{(0)}=16.5$$

[5].

При a=1.75 м, l=30 м имеем следующие значения собственных частот: f_0,1,0≈115c^-1, f_0,2,0≈210с^-1, f_0,3,0≈305с^-1, f_0,4,0≈400с^-1, f_0,5,0≈495с^-1.At a = 1.75 m, l = 30 m, we have the following values of natural frequencies: f _0.1.0 ≈115c ^-1 , f _0.2.0 ≈210s ^-1 , f _0.3.0 ≈305s ^-1 , f _0.4.0 ≈400 s ^-1 , f _0.5.0 ≈495 s ^-1 .

Приведенный пример цилиндрического резонатора с радиусом a=1,75 м и длинной l=30 м соответствует реальной пещере Фу Ронг на водохранилище By Лонг (КНР), где проводились измерения акустической эмиссии и вычислялись спектры фоновых измерений и измерений с сигналом - предвестником землетрясений.The above example of a cylindrical resonator with a radius of a = 1.75 m and a length of l = 30 m corresponds to a real Fu Rong cave in the By Long reservoir (China), where acoustic emission measurements were performed and the spectra of background measurements and measurements with a signal that preceded earthquakes were calculated.

Как следует из теоретических расчетов, резонансные частоты отмечаются на 115, 210, 305, 400, 495 Гц. На реальных спектрах мы наблюдаем резонансы на 95, 200, 300, 400 Гц. Далее спектр не вычислялся. Как следует из этого примера, только первая теоретическая резонансная частота отличается от реальной на 20 Гц, остальные близки друг к другу, что подтверждает возможность использования предложенного способа [6].As follows from theoretical calculations, resonant frequencies are observed at 115, 210, 305, 400, 495 Hz. On real spectra, we observe resonances at 95, 200, 300, 400 Hz. Further, the spectrum was not calculated. As follows from this example, only the first theoretical resonant frequency differs from the real one by 20 Hz, the rest are close to each other, which confirms the possibility of using the proposed method [6].

Из приведенных выше оценок для конкретных размеров сферического (пещера) и цилиндрического (штольня) резонаторов видно, что собственные частоты сферического резонатора меньше собственных частот цилиндрического резонатора. Это означает, что эти два резонатора могут охватить широкий спектр резонирующих частот.From the above estimates for the specific dimensions of the spherical (cave) and cylindrical (adit) resonators, it is seen that the natural frequencies of the spherical resonator are less than the natural frequencies of the cylindrical resonator. This means that these two resonators can cover a wide range of resonant frequencies.

Измерения акустической эмиссии на профиле проводятся с равномерным шагом. Масштаб поисков определяется предполагаемыми размерами искомых объектов. Аномалии создаваемые искомыми объектами должны быть подсечены минимум двумя-тремя маршрутами. При необходимости выполняется более детальная съемка. При этом расстояние между точками, как при площадной, так и при профильной съемках, выбирается так, чтобы надежность обнаружения аномалий, созданных объектами поиска, например, по критерию Котельникова, составляла 99,5%. Исходя из этих соображений аномалия (по соотношению энергии аномалии к энергии помехи - равному единице) может быть выделена по 27 точкам на профиле. Если отношение энергия аномалии к энергии помехи равно двум, то с той же надежностью аномалию можно выделить по семи точкам. При этом считается, что помеха по профилю не коррелируется. Надежность может быть снижена до 95%.Acoustic emission measurements on the profile are carried out with a uniform step. The scope of searches is determined by the estimated sizes of the desired objects. Anomalies created by the desired objects must be cut by at least two or three routes. If necessary, a more detailed survey is performed. At the same time, the distance between the points, both in areal and in profile surveys, is chosen so that the reliability of detection of anomalies created by search objects, for example, according to the Kotelnikov criterion, is 99.5%. Based on these considerations, the anomaly (by the ratio of the energy of the anomaly to the interference energy - equal to unity) can be identified by 27 points on the profile. If the ratio of the energy of the anomaly to the interference energy is two, then with the same reliability, the anomaly can be distinguished by seven points. In this case, it is believed that the interference in the profile is not correlated. Reliability can be reduced to 95%.

Время наблюдения на каждой точке выбирается исходя из необходимости обнаружения тех или иных частот полезного сигнала. Из опыта авторов для выделения частот 0,01 Гц достаточно 3 минут наблюдения на одной точке.The observation time at each point is selected based on the need to detect certain frequencies of the useful signal. From the authors' experience, 3 minutes of observation at one point are enough to isolate frequencies of 0.01 Hz.

Для нашей задачи необходимо анализировать частоты начиная с 1 Гц и выше. Поэтому интервал 3-10 секунд позволяет надежно оценивать спектры, осреднять их и находить наиболее типичный в измерениях на конкретной точке. Можно также найти усредненный спектр по более протяженной регистрации, например, по 1 минуте. По максимальным значениям на спектрах выделяется предположительно резонансные частоты при разных параметрах m, где m=1, 2, 3 из формулы (3), которые видны на палеточных (теоретических) спектрах. Для более точной оценки формы пустот и связанных с ними резонансных частот рассматривается несколько типичных форм, каждая из которых имеет свои параметры (в т.ч. резонансные частоты) и выбирается наиболее подобная из серии палеточных-теоретических форм по сочетанию резонансных графиков и/или формы спектров, путем сопоставления теоретических и экспериментальных спектров и идентификации путем корреляции.For our task, it is necessary to analyze frequencies starting from 1 Hz and above. Therefore, the interval of 3-10 seconds allows one to reliably estimate the spectra, average them and find the most typical in measurements at a specific point. You can also find the averaged spectrum for a longer registration, for example, 1 minute. According to the maximum values on the spectra, presumably resonant frequencies are distinguished for different parameters m, where m = 1, 2, 3 from formula (3), which are visible on the palette (theoretical) spectra. For a more accurate assessment of the shape of the voids and the associated resonant frequencies, several typical forms are considered, each of which has its own parameters (including resonant frequencies) and the most similar of the series of palette-theoretical forms is selected by a combination of resonance graphs and / or shape spectra by comparing theoretical and experimental spectra and identification by correlation.

Сопоставления теоретической кривой спектра (S₀(f)) с практической S_э(f), позволяет найти наиболее подобный теоретический спектр по среднеквадратической разности не превышающей +Kσ_s (K=1÷3), и наиболее точно определять резонансные частоты аналогично тому, как это, к примеру, выполняют в электроразведке методом ВЭЗ при выборе из набора палеток теоретической кривой подобной экспериментальной, и приписать экспериментальной параметры наиболее подобной теоретической [1].Comparison of the theoretical spectrum curve (S ₀ (f)) with the practical S _e (f) allows us to find the most similar theoretical spectrum by the mean-square difference not exceeding + Kσ _s (K = 1 ÷ 3), and most accurately determine the resonant frequencies in the same way as it is, for example, performed in electrical exploration by the VES method when choosing a theoretical curve similar to an experimental one from a set of pallets, and assign the experimental parameters to the most similar theoretical ones [1].

В каждой точке измерения снимаются значения спектров на резонансных частотах и строится график амплитуды основных спектров (m=1, 2, 3) по профилю. На таких графиках видны аномалии, выделенные по превышению интенсивности спектральной функции S(f_m) на профиле над средним ее значением на величину +Kσ_s, где K=1÷3. По аномалиям и градиентам функции S(f_m) определяют вероятные границы искомых объектов на профиле. По этим границам и заданной форме определяют предварительные размеры и форму заданных объектов.At each measurement point, the values of the spectra at the resonant frequencies are taken and the amplitude of the main spectra is plotted (m = 1, 2, 3) along the profile. Such graphs show anomalies highlighted by the excess of the intensity of the spectral function S (f _m ) on the profile over its average value by + Kσ _s , where K = 1 ÷ 3. Using anomalies and gradients, the functions S (f _m ) determine the probable boundaries of the desired objects on the profile. Based on these boundaries and the given shape, the preliminary sizes and shape of the given objects are determined.

Таким образом, неразрушающий способ обнаружения пустот в верхней части разреза земной коры, заключается в выполнении съемки на профиле и/или на площади по акустической эмиссии в частотном интервале 0,1-500 Гц путем выполнения профилирования по природным акустическим шумам, созданным микроземлетрясениями, лунно-суточными приливами и/или техническими шумами на поверхности земли, с расстоянием между точками измерения в соответствии с масштабом съемки поисков. Наблюдение в каждой точке производится в течение не менее 1 минуты. После этого вычисляют спектры акустической эмиссии за 3-10 секунд и/или 60 секунд, и/или в нескольких временных интервалах этой минуты, и находят средний (преобладающий) спектр.Thus, a non-destructive method for detecting voids in the upper part of the earth's crust section is to perform a survey on a profile and / or on an area of acoustic emission in the frequency range of 0.1-500 Hz by profiling by natural acoustic noise created by microearthquakes, lunar diurnal tides and / or technical noise on the surface of the earth, with the distance between the measurement points in accordance with the search survey scale. Observation at each point is made for at least 1 minute. After that, the acoustic emission spectra are calculated in 3-10 seconds and / or 60 seconds, and / or in several time intervals of this minute, and the average (predominant) spectrum is found.

При постановке задачи поиска для обнаружения пустот определенной формы задаются теоретические объекты поиска. По их теоретическим спектрам определяют резонансные частоты. Определяют также резонансные частоты экспериментальных спектров. Идентифицируют экспериментальные спектры по теоретическим и находят их подобие. Если теоретические спектры будут обнаружены (опознаны) среди экспериментальных, то последним будут определены резонансные частоты f_m, иначе такие частоты будут искать в ближайших точках (частотах), отличающихся от теоретических резонаторов на ±Δf_m (где Δf_m - средняя квадратичная погрешность f на экспериментальных спектрах). Например, вычисленная по погрешности вычисления экспериментальных спектров S_э(f). На профиле строят графики экспериментального спектра S_э(f_m) функции на резонансных частотах. По аномалиям S_э(f_m) (выделенных по превышению интенсивности спектральной функции S_э(f_m) на профиле над средним ее значением на величину +Kσ_s, где K=1÷3; σ_s - среднее квадратичная ошибка вычисления спектров), и градиентам S_э(f_m) определяют вероятные границы искомых объектов на профиле. По этим границам и заданной форме определяют предварительные размеры искомых (заданных) объектов (пустот) вычисляют теоретический спектр, сравнивают его с экспериментальным и идентифицируют их путем вычисления разности между сравниваемыми спектрами (объектами). Это сравнение можно выполнить путем вычисления специальных теоретических палеток - спектров различных пустот, отличающихся как по размеру, так и по форме, и сравнения с ними (путем перебора) экспериментального спектра как это, к примеру, выполняется в методе ВЭЗ [1]. Если сравниваемые спектры отличаются друг от друга на величину ≤Kσ_э, то S_э(f) отождествляют с пустотами заданной формы.When setting the search task to detect voids of a certain shape, theoretical search objects are set. According to their theoretical spectra, resonance frequencies are determined. The resonant frequencies of the experimental spectra are also determined. The experimental spectra are identified by theoretical and find their similarity. If theoretical spectra are detected (identified) among the experimental ones, then the resonant frequencies f _m will be determined last, otherwise such frequencies will be searched at the nearest points (frequencies) that differ from the theoretical resonators by ± Δf _m (where Δf _m is the mean square error f on experimental spectra). For example, calculated from the error in calculating the experimental spectra S _e (f). On the profile, graphs of the experimental spectrum of S _e (f _m ) functions at resonant frequencies are built. According to the anomalies S _e (f _m ) (identified by the excess of the intensity of the spectral function S _e (f _m ) on the profile over its average value by + Kσ _s , where K = 1 ÷ 3; σ _s is the mean square error of the calculation of the spectra), and gradients S _e (f _m ) determine the probable boundaries of the desired objects on the profile. Based on these boundaries and the given shape, the preliminary dimensions of the desired (given) objects (voids) are determined, the theoretical spectrum is calculated, it is compared with the experimental one and identified by calculating the difference between the compared spectra (objects). This comparison can be performed by calculating special theoretical pallets — spectra of various voids that differ in both size and shape, and comparing them (by enumerating) the experimental spectrum as, for example, is performed using the VES method [1]. If the compared spectra differ from each other by the value ≤Kσ _e , then S _e (f) is identified with voids of a given shape.

Способ испытывался на ряде объектов: в районе г.Сосновый Бор Ленинградской области, на хребте в районе п.Да Лу Ба (КНР, Сяо Нан Хай), в пещере Фу Ронг (КНР, By Лонг) и др.The method was tested on a number of objects: in the Sosnovy Bor area of the Leningrad region, on a ridge in the area of Da Lu Ba settlement (China, Xiao Nan Hai), in the Fu Rong cave (China, By Long), etc.

Список литературыBibliography

1. Якубовский Ю.В. Ляхов Л.Л. Электроразведка. Издательство «Недра»: Москва, 1964 г.1. Yakubovsky Yu.V. Lyakhov L.L. Electrical intelligence. Nedra Publishing House: Moscow, 1964

2. Ямщиков B.C. Волновые процессы в массиве горных пород. М. «Недра», 1984 г.2. Coachman B.C. Wave processes in a rock mass. M. "Nedra", 1984

3. Г. Ламб, «Гидродинамика», ОГИЗ, Гостехиздат, 1947, 913 с.3. G. Lamb, “Hydrodynamics”, OGIZ, Gostekhizdat, 1947, 913 p.

4. В.М. Бабич, М.Б. Канилевич и др., «Линейные дифференциальные уравнения математической физики» М. «Наука», 1964 г., 368 с.4. V.M. Babich, M.B. Kanilevich et al., “Linear differential equations of mathematical physics” M. “Nauka”, 1964, 368 pp.

5. М.И. Исаакович, «Общая акустика» М. «Наука», 1973 г. 350 с.5. M.I. Isaakovich, “General Acoustics” M. “Science”, 1973, 350 p.

6. Бурдакова Е.В., Глинская Н.В., Морозов В.Н., Паламарчук В.К., Прялухина Л.А. Роль природных резонаторов в прогнозе землетрясений. // известия высших учебных заведений Северо-Кавказкий регион. Естественные науки 2009. выпуск 2. 24.04.09.6. Burdakova E.V., Glinskaya N.V., Morozov V.N., Palamarchuk V.K., Pryalukhina L.A. The role of natural resonators in earthquake prediction. // News of higher educational institutions North-Caucasian region. Natural sciences 2009. Issue 2. 04.24.09.

Claims (1)

Неразрушающий способ обнаружения пустот в верхней части разреза земной коры, содержащий измерение и регистрацию акустической эмиссии на профиле в частотном интервале 0,01-500 Гц, с расстоянием между точками измерения в соответствии с масштабом поисков, отличающийся тем, что профилирование выполняют по естественным акустическим шумам, наблюдение акустической эмиссии в каждой точке производят в течение не менее 1 мин, вычисляют спектры акустической эмиссии за 3-10 с в нескольких временных интервалах, находят средний преобладающий экспериментальный спектр S_э(f) и среднее квадратичное отклонение (σ_s) среднего от трехсекундных спектров, задаются теоретической формой объектов поиска, вычисляют их теоретические спектры S₀(f), по S_э(f) определяют резонансные частоты f_m, на профиле строят графики интенсивности спектральной функции S_э на резонансных частотах f_m (m=1, 2, 3), по аномалиям интенсивности, выделенных по превышению интенсивности спектральной функции S(f_m) на профиле над средним ее значением на величину +Kσ_s, где K=1÷3, и градиентам функции S(f_m) определяют вероятные границы искомых объектов на профиле, по этим границам и заданной форме определяют предварительные размеры и форму заданных объектов, вычисляют теоретические спектры, сравнивают их с экспериментальным, находят наиболее подобный теоретический спектр по среднеквадратической разности, не превышающей +Kσ_s (K=1÷3), и отождествляют выделенный теоретический спектр с пустотами заданной формы и размера. A non-destructive method for detecting voids in the upper part of the earth's crust section, comprising measuring and recording acoustic emission on a profile in the frequency interval 0.01-500 Hz, with a distance between measurement points in accordance with the search scale, characterized in that the profiling is performed by natural acoustic noise , the observation of acoustic emission at each point is carried out for at least 1 min, the spectra of acoustic emission are calculated for 3-10 s in several time intervals, the average prevailing experiment is found cial spectrum S _e (f) and the standard deviation (σ _s) mean of three-second spectra are given theoretical form of the search objects, calculating their theoretical spectra S ₀ (f), by S _e (f) determining the resonant frequency f _m, the profile they plot the intensity of the spectral function S _e at resonant frequencies f _m (m = 1, 2, 3), using the intensity anomalies identified by the excess of the intensity of the spectral function S (f _m ) on the profile by its average value + Kσ _s , where K = 1 ÷ 3, and the gradient of S (f _m) is determined likely desired boundary objects on the profile of these boundaries and a predetermined shape determined by preliminary size and shape defined objects, calculated theoretical spectra to compare them with experimental, are most similar to the theoretical spectrum of mean square difference not exceeding + Kσ _s (K = 1 ÷ 3), and identify the selected theoretical spectrum with voids of a given shape and size.