Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

09.02 Акустические волны в многофазных средах

 

Моисеенко А.С., Муравьев С.А. «Интерпретация спектров сигналов скважинной волновой акустики» Геофизика, № 1, с. 29-37 (2010)

Рассматриваются теоретические вопросы интерпретации спектров акустических сигналов, регистрируемых многоэлементными скважинными зондами. Представлены дополнения к теории М.А. Био распространения акустических волн в насыщенных пористых средах, учитывающие некоторые особенности реальных горных пород и насыщающих их флюидов, а также выражения для оценки физических свойств пород по спектральным характеристикам акустических сигналов. Приводятся результаты предварительного тестирования предлагаемого подхода к интерпретации измерительной информации, причём последний может быть адаптирован для широкого класса задач ультразвуковых измерений параметров пористой среды.

Геофизика, № 1, с. 29-37 (2010) | Рубрики: 04.16 09.02

 

Гущина Л.Г. «Аддитивно-асимптотическое представление дисперсионного уравнения поверхностных волн Лява для одной модели земной коры» Электронный журнал: наука, техника и образование, № 1, с. 184-194 (2016)

Рассматривается возможность нахождения плотности разреза земной коры в верхней мантии по данным сейсмологии с привлечением данных глубинного сейсмического зондирования. Исследуется однозначность восстановления плотностного разреза для плоской двухслойной на полупространстве модели с постоянными параметрами в первом слое и в полупространстве и зависящими от глубины регулярными параметрами во втором слое.

Электронный журнал: наука, техника и образование, № 1, с. 184-194 (2016) | Рубрики: 06.13 09.02 09.03

 

Быков В.Г. Сейсмические волны в пористых насыщенных породах (1999). 108 с.

Сейсмические волны в пористых насыщенных породах (1999). 108 с. | Рубрики: 02 04.15 09.02

 

Баженов В.Г., Котов В.Л., Кочетков А.В., Крылов С.В., Фельдгун В.Р. «Исследование волновых процессов в грунтовой среде при взрыве накладного заряда» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 2, с. 70-77 (2001)

Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 2, с. 70-77 (2001) | Рубрики: 08.10 09.02

 

Даниленко В.А., Скуратовский С.И. «Автомодельные ударные волны в геосредах с пространственной нелокальностью» Геоинформатика (Геоінформатика, укр.), № 2, с. 39-45 (2010)

Рассмотрена задача о движении ударной волны в рамках нелинейной модели геосреды с пространственной нелокальностью. Проведены качественные и численные исследования неавтономной динамической системы, описывающей автоволновые режимы модели структурированной среды.

Геоинформатика (Геоінформатика, укр.), № 2, с. 39-45 (2010) | Рубрика: 09.02

 

Малицкий Д.В., Павлова А.Ю. «Распространение сейсмических волн в анизотропных средах. Прямая задача. I» Геоинформатика (Геоінформатика, укр.), № 1, с. 25-30 (2013)

Разработана модификация матричного метода для построения волновых полей на свободной поверхности слоистой анизотропной среды. Представлена теория для матричного пропагатора в однородной анизотропной среде путем введения “волнового пропагатора”. Выполнен сравнительный анализ с сейсмическими записями в изотропных средах.

Геоинформатика (Геоінформатика, укр.), № 1, с. 25-30 (2013) | Рубрика: 09.02

 

Малицкий Д.В., Павлова А.Ю. «Распространение сейсмических волн в анизотропных средах. Обратная задача. II» Геоинформатика (Геоінформатика, укр.), № 4, с. 43-51 (2013)

Разработана модификация матричного метода с целью решения обратной задачи для анизотропных сред. Представлена теория для определения углов ориентации плоскости разрыва и построения механизма очага землетрясения. Апробация матричного метода показана на реальных примерах событий в Закарпатской области, выполнен сравнительный анализ синтетических сейсмограмм с реальными сейсмическими записями.

Геоинформатика (Геоінформатика, укр.), № 4, с. 43-51 (2013) | Рубрика: 09.02

 

Нагорный В.П., Денисюк И.И., Юшицына Я.А. «Спектральные характеристики волн, возбуждаемых фазово-модулированным акустическим сигналом в нелинейной геофизической среде» Геоинформатика (Геоінформатика, укр.), № 2, с. 65-69 (2014)

Исследованы частоты и амплитуды колебаний, генерируемые нелинейной геофизической средой в процессе обработки ее фазово-модулируемым акустическим сигналом. Результаты исследований могут быть использованы при обработке нефтесодержащих пород с целью увеличения дебита добывающих скважин.

Геоинформатика (Геоінформатика, укр.), № 2, с. 65-69 (2014) | Рубрика: 09.02

 

Гуляев В.И., Глушакова О.В., Худолий С.Н. «Квантованные аттракторы в волновых моделях торсионных колебаний колонн глубокого бурения» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 2, с. 134-147 (2010)

Поставлена задача о самовозбуждении упругих волновых крутильных колебаний вращающейся бурильной колонны в результате фрикционного взаимодействия ее долота со скальной породой на дне глубокой скважины. С использованием решения Даламбера волнового уравнения построена математическая модель волнового торсионного маятника в форме нелинейного обыкновенного дифференциального уравнения с запаздывающим аргументом. Установлено, что существует диапазон изменения угловой скорости вращения колонны, в котором наряду с неустойчивым стационарным решением, характеризуемым отсутствием колебаний, имеются колебательные решения в форме устойчивого предельного цикла (аттрактора). Самовозбуждение этих колебаний является мягким, а сами автоколебания принадлежат классу релаксационных, поскольку их период может быть разделен на несколько разграниченных отрезков, соответствующих медленным и быстрым изменениям состояний системы. Скорости упругих движений долота на каждом из этих временных отрезков остаются постоянными, а продолжительности каждого из них одинаковы и равны промежутку времени (кванту) прохождения волной кручения расстояния от долота до верха колонны и обратно.

Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 2, с. 134-147 (2010) | Рубрика: 09.02

 

Бабешко В.А., Бабешко О.М., Евдокимова О.В., Мухин А.С., Федоренко А.Г., Шестопалов В.Л. «К проблеме медленных сейсмических волн» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 6, с. 37-43 (2012)

Применение в методе блочного элемента собственных векторных функций позволяет упростить построение решений некоторых граничных задач и снижает порядок систем псевдодифференциальных уравнений. Благодаря этой возможности выявляются некоторые общие свойства напряженнодеформированного состояния ограниченных деформируемых тел. Этот результат приближает к объяснению определенного поведения блочных структур, в том числе литосферных плит, при сейсмических воздействиях и дает возможность осуществлять исследование, связанное с существованием медленных сейсмических волн, распространяющихся в коре Земли по так называемым сейсмическим трассам.

Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 6, с. 37-43 (2012) | Рубрики: 09.02 09.07

 

Исраилов М.Ш. «Связанные сейсмические колебания трубопровода в бесконечной упругой среде» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 1, с. 57-66 (2016)

Дано точное решение задачи о совместных (связанных) сейсмических колебаниях подземного трубопровода и бесконечной упругой среды. На основании установленной теоремы о разделении граничных условий для волновых потенциалов на поверхности цилиндра предложен способ, существенно упрощающий решение внешней задачи для среды. Полученные результаты исправляют существующее в литературе некорректное рассмотрение задачи. Благодаря точности постановки, решение задачи может служить тестом для оценки погрешности приближенных подходов и решений в сейсмодинамике протяженных подземных сооружений. Дано сравнение точного решения и решения, полученного в приближении одномерной деформации среды, предложенного ранее при формулировке связанных задач для трубопровода. Результаты сравнения показывают, что решения практически совпадают как при дозвуковом режиме (когда скорость сейсмической волны меньше стержневой скорости распространения волн в трубопроводе), так и в сверхзвуковом, при котором возможно появление резонанса. Таким образом, подтверждается высокая точность существенно более простой теории одномерной деформации.

Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 1, с. 57-66 (2016) | Рубрики: 09.02 09.05 10.03

 

Викулин А.В. «Новый тип упругих ротационных волн в геосреде и вихревая геодинамика» Geodynamics & Tectonophysics, 1, № 2, с. 119-141 (2010)

Представлен обзор естественно-научных представлений о вращательном движении материи и ее «кусковатом» строении. Обращается внимание на следующие узловые моменты. Вихревые движения, «зашитые» в спиральных структурах раковин и в крутильных движениях тел зубатых китов и рыб, интуитивно воспринимались человеком как основные устойчивые движения окружающего его мира, что позволило античным мыслителям сформулировать очевидную для них концепцию единого мира в виде атомарного («неразрезаемого») строения материи и вихревых движений эфира. Р. Декартом, Г.Ф. Гельмгольцем, лордом Кельвиным и другими в рамках классической физики, а затем исследователями первой половины ХХ в. в рамках квантовой физики и космогонии было убедительно показано, что и «квантованность» («кусковатость»), и вращение («завихренность») являются неотъемлемыми свойствами материи-пространства-времени во всем масштабе – от элементарных частиц до галактик и их скоплений. В настоящее время наблюдается очередное в истории естествознания повышение интереса к проблеме строения материи и ее движения, и это происходит именно в науках о Земле. В 1920-х гг. китайским геологом Ли Сыгуаном закладываются основы вихревой геодинамики. Во второй половине ХХ в. представления Ли Сыгуана развиваются геологами О.И. Слензаком и И.В. Мелекесцевым. Геологом А.В. Пейве, механиком Л.И. Седовым и физиком М.А. Садовским предлагается концепция блокового строения геосреды, геологической и геофизической, и обосновывается возможность движения слагающих ее блоков под действием собственных моментов. Такой механизм движения подтверждается геологическими и тектонофизическими исследованиями, инструментальными геофизическими измерениями, выполненными на разных базах и в эпицентральных зонах сильных землетрясений. В. Эльзассером, В.Н. Николаевским и многими другими исследователями разрабатываются основы нелинейной волновой механики геосреды, допускающей вращательные движения блоков. М.В. Стовасом, В.Е. Хаиным и другими обращалось внимание на исключительную важность вращения планеты вокруг собственной оси для понимания природы геодинамических движений. Обобщением результатов предыдущих комплексных геолого-геофизических исследований является сформулированный в работе вывод о моментной природе вращающейся блоковой геосреды – среды Пейве–Седова–Садовского. Анализ миграции очагов землетрясений и вулканических извержений и перемещения участков границ тектонических плит позволил выявить у таких движений общие свойства и обосновать их волновую природу, для описания которой построена и аналитически решена принципиально новая модель – ротационная. Показано, что взаимодействующие между собой блоки и плиты в рамках ротационной модели взаимосвязаны упругими дальнодействующими полями, формирующими единое планетарное геодинамическое поле – «самосогласованное» состояние геосреды. Проводится краткий обзор большого объема накопленных данных о вихревых геологических структурах и поворотных движениях блоков и плит, выделяемых и регистрируемых в различных геофизических полях. Обращается внимание на то, что такие же, по сути, вихревые движения – течения – являются решениями известной задачи Дирихле-Дедекинда-Римана о вращающейся гравитирующей капле жидкости – задачи о равновесной форме Земли. Предлагается объединить в один класс явлений гидродинамические процессы, уравновешивающие форму Земли при вращении, с тектоническими движениями, вызывающими формирование геолого-геофизических вихревых структур, для построения новой геологической парадигмы – моментной (и/или волновой, и/или вихревой) геодинамики.

Geodynamics & Tectonophysics, 1, № 2, с. 119-141 (2010) | Рубрики: 09.02 09.07

 

Тверитинова Т.Ю. «Волновая тектоника Земли» Geodynamics & Tectonophysics, 1, № 3, с. 297-312 (2010)

В строении литосферы Земли волнообразно чередуются положительные и отрицательные разновозрастные структуры разных порядков, разделенные вергентными зонами разрывно-складчатых деформаций. В вертикальном разрезе литосферы сменяются слои с относительно пластическими и хрупкими реологическими свойствами и разным напряженным состоянием. В истории Земли циклически повторяются эпохи сжатия и растяжения, в том числе общепланетарные, выражающиеся в пульсационном изменении ее объема. На поверхности Земли и в ее недрах происходит миграция геологических и геофизических (геодинамических) процессов. Указанные закономерности объясняются в рамках волновой концепции строения и развития литосферы Земли. Волнообразный характер тектонических структур литосферы, циклический характер и миграция геологических процессов во времени и пространстве – выражение многопорядковой волновой геодинамики литосферы Земли, отражающей периодическое изменение ее напряженного состояния. Действие структурообразующих тектонических сил определяется «интерференцией» тангенциальных и радиальных напряжений Земли. Тангенциальные напряжения, обусловленные в первую очередь ротационным режимом планеты, вызывают перестройку фигуры Земли, перераспределение вещества в ее глубинных сферах, западный дрейф горных масс в ее верхних горизонтах, смену структурных планов деформаций. Радиальные напряжения, на которые в значительной степени действует сила тяжести, обусловливают гравитационную дифференциацию вещества, вертикальное расплющивание горных масс, их субгоризонтальное течение и сопутствующие складчато-разрывные деформации. При этом сейсмические и вулканические (волны миграции сейсмической и вулканической активности), тектонические (движения границ плит) и геологические (вихревые и другие структуры) процессы, как оказывается, непротиворечивым образом могут быть описаны в рамках единой моментной геодинамической концепции (Викулин, Тверитинова, 2004, 2005, 2007, 2008).

Geodynamics & Tectonophysics, 1, № 3, с. 297-312 (2010) | Рубрики: 09.02 09.07

 

Николаевский В.Н. «Изменения сейсмических волн из-за присутствия газа в пластах» Геофизика, № 3, с. 14-20 (2014)

Из-за различий в типах деформаций волн в нефтегазовых пластах при насыщении пор (>90%) капельной жидкостью распространяется только быстрая волна Р, но в газовом пласте эта волна интенсивно поглощается и наблюдается только «медленная» волна Р2. Этот факт объясняет сейсмическую тень ниже газовых горизонтов для волн Р,. Результативное использование волн низких частот, прошедших через границу пласта, объясняется сменой типа Р-волн из-за их разной диссипации. Доминантные (преобладающие) частоты пассивной сейсмики и активного (вибро)воздействия различны. Предлагается уравнение для собственных колебаний пласта, которое содержит интервалы отрицательного затухания волн доминантных частот. Согласно наблюдениям и предложенному уравнению случайные помехи усиливают полезные сигналы на этих частотах. Волны Р2 доминантной частоты активного воздействия проникают в тень волны Р, и дают детальную картину пород насыщения нефтью. Они полезны и для метода AVO. Нефтяной пласт, заполненный газовыми пузырьками, сжатый глубинным давлением, при внешнем сейсмическом воздействии резонирует как единое целое.

Геофизика, № 3, с. 14-20 (2014) | Рубрика: 09.02

 

Машинский Э.И. «Микропластическая неупругость при распространении сейсмической и акустической волн в горных породах» Геофизика, № 2, с. 19-23 (2016)

Проявления микропластической неупругости в горных породах, вызванные сейсмической и акустической волнами, обнаружены при измерениях в неглубоких скважинах и на образцах. На записи напряжение-время a(t) с микросекундным разрешением амплитудно-зависимые эффекты микропластичности имеют вид ступенек и плато напряжения короткой длительности, встроенных в упругий процесс. Прерывистая неупругость вносит вклад в трансформацию формы волны. Новое знание в физике распространения волн может быть полезно для решения прикладной задачи, использующей эффект амплитудно-зависимого затухания волн.

Геофизика, № 2, с. 19-23 (2016) | Рубрики: 09.02 09.03

 

Козлов Д.А., Леонович А.С., Едемский И.К. «Генерация медленных магнитозвуковых колебаний в плазмосфере Земли солнечным терминатором» Солнечно-земная физика, № 20, с. 63-71 (2012)

Описывается решение задачи о структуре и спектре стоячих медленных магнитозвуковых (ММЗ) волн в плазмосфере Земли с реалистичным распределением параметров плазмы вдоль силовых линий геомагнитного поля. Найдено как аналитическое решение задачи в ВКБ-приближении, так и ее численное решение. Проведено сравнение результатов расчетов с данными наблюдений. Полученные решения позволяют интерпретировать колебания полного электронного содержания ионосферы, зарегистрированные над территорией Японии, как колебания одной из основных гармоник стоячих ММЗ-волн. Вблизи ионосферы основными регистрируемыми компонентами поля стоячих ММЗ-волн являются колебания концентрации и связанные с ними колебания давления плазмы. Колебания магнитного поля, связанные с ММЗ-колебаниями, не могут быть зарегистрированы в наземных наблюдениях.

Солнечно-земная физика, № 20, с. 63-71 (2012) | Рубрики: 09.02 09.10

 

Голиков Н.А., Машинский Э.И. «Скорости акустических волн в породах-коллекторах различной пористости, проницаемости и степени водонасыщения» Каротажник, № 3, с. 100-110 (2012)

На образцах песчаников различной пористости и проницаемости проведены эксперименты по изучению зависимости скоростей продольных Vp и поперечных Vs волн от степени водонасыщения kв. Эксперименты выполнены с импульсным возбуждением на частотах ∼400 кГц при эффективном давлении 24 МПа и комнатной температуре. В песчаниках первой группы зависимости Vp(kв) и V’s(kв) являются близкими к линейным. Зависимость Vp с увеличением квзначительно (до 17%) возрастает, а зависимость Vs может как возрастать, так и уменьшаться. Зависимости Vp(kв) в песчаниках второй группы являются нелинейными. Скорость Vs с увеличением kв линейно уменьшается. Наблюдается уменьшение Vp и Vs при увеличении проницаемости и пористости. Результаты могут использоваться при интерпретации сейсмических и акустических данных.

Каротажник, № 3, с. 100-110 (2012) | Рубрика: 09.02

 

Козяр В.Ф., Козяр Н.В. «Форма головных волн акустического каротажа» Каротажник, № 2, с. 60-68 (2014)

Приведены сведения из физики волновых процессов о формировании фронтов головных волн, возбуждаемых ограниченными по размерам источниками. Для используемых в акустическом каротаже частот и длин измерительных зондов фронты – сферические.

Каротажник, № 2, с. 60-68 (2014) | Рубрики: 09.02 09.08

 

Ерофеев В.И., Леонтьева А.В., Павлов И.С. «Распространение стационарной ударной волны в блоковой геосреде» Процессы в геосредах, № 4, с. 22-28 (2016)

Исходя из предположения, что вращательные движения цепочки блоков земной коры и соответствующие им ротационные волны, характеризующие перераспределение тектонических напряжений, описываются уравнением синус-Гордона с затуханием, исследованы особенности распространения стационарной ударной волны в геосреде. Установлено, что ширина фронта ударной волны прямо пропорциональна скорости нелинейной волны, коэффициенту диссипации среды и обратно пропорциональна коэффициенту нелинейности.

Процессы в геосредах, № 4, с. 22-28 (2016) | Рубрика: 09.02

 

Петров М.Н. «Исследование сейсмического отклика, вызванного взрывом Челябинского метеорита» Вестник Ижевского государственного технического университета (ИжГТУ), № 3, http://istu.ru/component/jdownloads/viewdownload/3/2251?Itemid=0 (2016)

Предлагается модель возникновения и эволюции низкочастотной сейсмической волны в приповерхностном слое земной коры, инициированной волной от взрыва Челябинского метеорита. В рамках программного комплекса сначала рассчитывается распространение акустической волны, затем на основании дошедшей до земной поверхности акустической волны формируется сейсмический источник, инициирующий сейсмическую волну. Результаты моделирования сравниваются с реальными данными, полученными на сейсмостанции в г. Обнинске во время челябинского события. Рассматривается возможность использования модели в изучении таких явлений. DOI 10.22213/2413-1172-2016-3-77-80

Вестник Ижевского государственного технического университета (ИжГТУ), № 3, http://istu.ru/component/jdownloads/viewdownload/3/2251?Itemid=0 (2016) | Рубрики: 09.02 09.06