Email this article On the possibility of detecting geological bodies without velocity contrast in the field of surface waves
- Authors: Tsukanov A.A.1, Gorbatikov A.V.1
-
Affiliations:
- Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences
- Issue: Vol 71, No 2 (2025)
- Pages: 273-283
- Section: ACOUSTICS OF STRUCTURALLY INHOMOGENEOUS SOLID MEDIA. GEOLOGICAL ACOUSTICS
- URL: https://journal-vniispk.ru/0320-7919/article/view/306610
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0320791925020106
- EDN: https://elibrary.ru/ijgnli
- ID: 306610
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription Access
Abstract
Using a mathematical model within the framework of the linear theory of elasticity, interesting from both theoretical and practical points of view, the problem of surface wave irradiation of an elastic half-space containing a single buried body whose physical properties are different from those of the host medium material, but whose elastic moduli and density change in a consistent manner so that the velocity of both P- and S-waves do not differ from those in the host medium, is considered. It is shown that such buried heterogeneities, despite the lack of velocity contrast, can be detected and mapped both in plan and depth in a broadband field of Rayleigh surface waves by variations in the spectral amplitude of the signal recorded at several points on the surface.
About the authors
A. A. Tsukanov
Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences
Email: a.a.tsukanov@yandex.ru
Bolshaya Gruzinskaya St. 10, p. 1, Moscow, 123995 Russia
A. V. Gorbatikov
Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of SciencesBolshaya Gruzinskaya St. 10, p. 1, Moscow, 123995 Russia
References
- Аки К., Ричардс П. Количественная сейсмология: теория и методы. М.: Мир, 1983. Т. 1. 520 с.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 7. Теория упругости. М.: Наука, 1987.
- Socco L.V., Foti S., Boiero D.Surface-wave analysis for building near-surface velocity models — Established approaches and new perspectives // Geophysics. 2010. V. 75. № 5. P. 75A83-75A102. https://doi.org/10.1190/1.3479491
- Besedina A.N., Tubanov T.A. Microseisms as a tool for geophysical research. A review // J. Volcanology and Seismology. 2023. V. 17. № 2. P. 83–101. https://doi.org/10.1134/S0742046323700112
- Викторов И.А.Звуковые поверхностные волны в твердых телах. М.: Наука, 1981. 288 с.
- Бирюков С.В., Гуляев Ю.В., Крылов В.В., Плесский В.П.Поверхностные акустические волны в неоднородных средах. М.: Наука, 1991. 416 с.
- Gulyaev Y.V., Hickernell F.S.Acoustoelectronics: History, present state, and new ideas for a new era // IEEE Ultrasonics Symposium, 2004. IEEE, 2004. V. 1. P. 182–190.
- Разин А.В.Рассеяние поверхностной акустической волны Рэлея на неоднородности малых размеров в твердом полупространстве // Изв. вузов. Радиофизика. 2010. Т. 53. № 7. С. 464–480.
- Лебедев А.В., Манаков С.А., Дубовой Д.В.Рассеяние волны Рэлея на приповерхностном включении в упругом полупространстве // Изв. вузов. Радиофизика. 2023. Т. 66. № 5-6. C. 483–504. https://doi.org/10.52452/00213462_2023_66_05_483
- Викторов И.А.Физические основы применения ультразвуковых волн Рэлея и Лэмба в технике. М.: Наука, 1966. 169 с.
- Можаев В.Г. Приближенные аналитические выражения для скорости волн Рэлея в изотропных средах и на базисной плоскости в высокосимметричных кристаллах // Акуст. журн. 1991. Т. 37. № 2. С. 368–374.
- Malischewsky P.G. Comment to “A new formula for the velocity of Rayleigh waves” by D. Nkemzi [Wave Motion 26 (1997) 199–205] // Wave Motion. 2000. V. 31. № 1. P. 93–96. https://doi.org/10.1016/S0165-2125(99)00025-6
- Калиткин Н.Н.Численные методы. М.: Наука, 1978. 512 с.
- Самарский А.А.Введение в численные методы. Учебное пособие. М.: Наука, 1982. 269 с.
- Горбатиков А.В., Цуканов А.А. Моделирование волн Рэлея вблизи рассеивающих скоростных неоднородностей. Исследование возможностей метода микросейсмического зондирования // Физика Земли. 2011. Т. 4. С. 96–112. https://doi.org/10.1134/S1069351311030013
- Цуканов А.А.Исследование и развитие метода микросейсмического зондирования. Дисс. на соиск. уч. ст. к.ф.-м.н., МГУ, Москва, 2010, 152 с. (автореферат https://phys.msu.ru/upload/iblock/3a0/2010-00-00-tsukanov.pdf).
- Котельников В.А. О пропускной способности эфира и проволоки в электросвязи — Всесоюзный энергетический комитет // Материалы кIВсесоюзному съезду по вопросам технической реконструкции дела связи и развития слаботочной промышленности, 1933. Репринт статьи в журнале Успехи. физ. наук. 2006. Т. 176. № 7. С. 762–770.
- Яновская Т.Б.К теории метода микросейсмического зондирования // Физика Земли. 2017. № 6. С. 18–23. https://doi.org/10.1134/S1069351317060076
- Лиходеев Д.В., Дударов З.И., Жостков Р.А., Преснов Д.А., Долов С.М., Данилов К.Б. Исследование глубинного строения вулкана Эльбрус методом микросейсмического зондирования // Вулканология и сейсмология. 2017. № 6. С. 28–32.
- Французова В.И., Данилов К.Б. Структура трубки взрыва имени М.В. Ломоносова Архангельской алмазоносной провинции по аномалиям микросейсмического поля // Вулканология и сейсмология. 2016. № 5. С. 71–78.
- Киселев Г.П., Данилов К.Б., Яковлев Е.Ю., Дружинин С.В. Радиометрические и сейсмометрические исследования кимберлитовой трубки Чидвинская (Архангельская алмазоносная провинция) // Вестник Камчатской региональной организации Учебно-научный центр. Серия: Науки о Земле. 2016. № 2. С. 43–53.
- Заалишвили В.Б., Чотчаев Х.О. Комплексный анализ геологических данных и скоростной модели ММЗ на разрезах Центрального Кавказа // Геология и геофизика Юга России. 2016. Т. 6. № 4. С. 52–67.
- Пупатенко В.В., Рябинкин К.С., Бронников А.К., Верхотуров А.Л. Опыт комплексирования микросейсмического и магнитотеллурического зондирования на участке северного фланга Центрального Сихотэ-Алинского разлома // Вестник Камчатской региональной организации Учебно-научный центр. Серия: Науки о Земле. 2021. № 2. С. 84–94.
- Цуканов А.А., Горбатиков А.В. Исследование влияния вклада объемных волн на результат применения метода микросейсмического зондирования // Акуст. журн. 2020. Т. 66. № 2. С. 198–205. https://doi.org/10.1134/S106377102001011X
- Миронов В.С. Курс гравиразведки. 2-е изд., перераб. и доп.Л.: Недра,1980.543 с.
- Sadovnichy V., Tikhonravov A., Voevodin Vl., Opanasenko V. “Lomonosov”: Supercomputing at Moscow State University // In: Contemporary High Performance Computing: From Petascale toward Exascale (Chapman & Hall/CRC Computational Science). Boca Raton, USA, CRC Press, 2013. P. 283–307.
- Adinets A.V., Bryzgalov P.A., Voevodin V.V., Zhumatii S.A.E., Nikitenko D.A., Stefanov K.S. Job digest: An approach to dynamic analysis of job characteristics on supercomputers // Numerical methods and programming: Advanced Computing. 2012. V. 13(4). P. 160–166.
- Zacharov I., Arslanov R., Gunin M., Stefonishin D., Bykov A., Pavlov S., Panarin O., Maliutin A., Rykovanov S., Fedorov M. “Zhores” — Petaflops supercomputer for data-driven modeling, machine learning and artificial intelligence installed in Skolkovo Institute of Science and Technology // Open Engineering. 2019. V. 9. № 1. P. 512–520. https://doi.org/10.1515/eng-2019-0059
Supplementary files
