The use of surface-wave tomography to solve engineering and geological tasks

Abstract

В инженерной сейсморазведке в подавляющем большинстве случаев верхнюю часть разреза изучают с помощью преломленных волн, в последнее время стали также использовать поверхностные волны. Данная работа посвящена рассмотрению нового подхода для изучения верхней части разреза, который активно применяется в сейсмологии при исследовании верхней мантии и глубинной части земной коры – метод поверхностно-волновой томографии. Данный метод представляет большой практический интерес, так как позволяет получать 3D модели среды, позволяет проводить удаленное изучение объектов, а также обладает потенциально лучшим пространственным разрешением, чем широко используемый метод обработки поверхностных волн MASW. В рамках работы были проведены тесты алгоритма для поверхностно-волновой томографии на модельных данных: работоспособность алгоритма, параметр регуляризации, разрешающая способность и выбор оптимальной системы наблюдений. Кроме того, был проведен эксперимент, в ходе которого алгоритм тестировался на реальных данных. В результате тестирования была показана работоспособность алгоритма на модельных данных, произведена оценка оптимальной системы наблюдений, разрешающей способности и параметров томографии, также алгоритм успешно показал себя при решении практических задач. Таким образом можно заключить, что метод поверхностно-волновой томографии можно эффективно использовать для решения инженерно-геологических задач.

In engineering seismic surveys, in most cases, the upper part of a section is studied using refracted waves; recently, surface waves have also been used. This work is devoted to the consideration of a new approach for studying the upper part of the section, which is actively used in seismology in the study of the upper mantle and the deep part of the earth's crust - the method of surface wave tomography. This method is of great practical interest because it allows you to get 3D models of the environment, allows you to remotely study objects, and also has a potentially better spatial resolution than the widely used MASW surface wave processing method. As part of the work, algorithm tests were performed for surface wave tomography using model data: algorithm performance, regularization parameter, resolution and the choice of the optimal observation system. An experiment was also conducted during which the algorithm was tested on real data. As a result of testing, the efficiency of the algorithm on model data was shown, the optimal observation system, resolution and tomography parameters were evaluated, and the algorithm successfully proved itself in solving practical problems. Thus, we can conclude that the method of surface wave tomography can be effectively used to solve engineering and geological problems.