Seismisk brytning

Utbredningsseismiska vågor (botten) och relaterat restidsdiagram (överst) för den direkta (blå) och den första bryta fasen (grön)

Seismisk brytning är en geofysisk princip som styrs av Snells brytningslag . Den seismiska brytningsmetoden utnyttjar brytningen av seismiska vågor av berg eller jordlager för att karakterisera de geologiska förhållandena under ytan och den geologiska strukturen .

Seismisk refraktion utnyttjas inom ingenjörsgeologi , geoteknik och prospekteringsgeofysik . Seismiska brytningstraverser (seismiska linjer) utförs med hjälp av en rad seismografer eller geofoner och en energikälla.

Metoderna beror på att seismiska vågor har olika hastighet i olika typer av jord eller berg. Vågorna bryts när de passerar gränsen mellan olika typer (eller förhållanden) av jord eller berg. Metoderna gör det möjligt att bestämma de allmänna jordtyperna och det ungefärliga djupet till skiktgränser eller till berggrund .

P-vågsbrytning

P-vågsbrytning utvärderar kompressionsvågen som genereras av den seismiska källan som är belägen på ett känt avstånd från gruppen. Vågen genereras genom att vertikalt slå en slagplatta med en slägga , skjuta ett seismiskt hagelgevär i marken eller detonera en explosiv laddning i marken. Eftersom kompressionsvågen är den snabbaste av de seismiska vågorna, kallas den ibland för primärvågen och är vanligtvis lättare att identifiera inom den seismiska registreringen jämfört med de andra seismiska vågorna.

S-vågsbrytning

S-vågsbrytning utvärderar skjuvvågen som genereras av den seismiska källan som är belägen på ett känt avstånd från gruppen. Vågen genereras genom att horisontellt träffa ett föremål på markytan för att inducera skjuvvågen. Eftersom skjuvvågen är den näst snabbaste vågen, kallas den ibland för sekundärvågen . Jämfört med kompressionsvågen är skjuvvågen ungefär hälften (men kan variera betydligt från denna uppskattning) hastigheten beroende på mediet.

Två horisontella lager

<sub>0

0</sub>
i _{c 0} - kritisk vinkel V - hastighet för det första lagret V ₁ - hastighet för det andra lagret h - tjocklek av det första lagret T0 ₁ - skärning

$i_{c_{0}}=asin\left({V_{0} \over V_{1}}\right)$

$T={2h_{0}cos(i_{c_{0}}) \over V_{0}}+{X \over V_{ 1}}=T0_{1}+{X \över V_{1}}$

$h_{0}={T0_{1}V_{0} \ över 2cos(i_{c})}$

$h_{0}={X_{cross_{1}} \över 2}{\ sqrt {V_{1}-V_{0} \over V_{1}+V_{0}}}$

Flera horisontella lager

$h_{n}={V_{ n} \over cos(i_{n})}\left({T0_{n+1} \over 2}-\summa _{j=0}^{n-1}{h_{j}{\sqrt { {1 \over V_{j}^{2}}-{1 \over V_{j+1}^{2}}}}}\right)$

Inversionsmetoder

• Den allmänna ömsesidiga metoden
• Plus minus metoden
• Refraktionsinversionsmodellering ( refraktionstomografi )
• Monte Carlo simulering
• Genetiska algoritmer

Ansökningar

Seismisk brytning har framgångsrikt tillämpats på avfallskarakterisering genom tomografiska inversioner av P- och S-vågor.

Se även

• Reflektionsseismologi

• US Army Corps of Engineers EM 1110-1-1802
• Central Federal Lands Highway Division