За контакти
тел: (+359 2) 46-26-220
факс: (+359 2) 46-26-202
Адрес
София 1574
ул. "Шипченски проход" 67


Изследване на амплитудно – честотните характеристики на сеизмичните сигнали, създавани от повърхностни източници

ПРОЕКТ ПО ПРОГРАМА ЗА ДВУСТРАННО СЪТРУДНИЧЕСТВО 2018 г. – БЪЛГАРИЯ – РУСИЯ 2018-2019 г.

 

НАИМЕНОВАНИЕ:„Изследване на амплитудно – честотните характеристики на сеизмичните сигнали, създавани от повърхностни източници“

 

ФИНАНСИРАНЕ: ФНИ с договор № КП-06-РУСИЯ/23 от 28.09.2019 г, 40 000 лв.

 

СРОК ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ: 28.09 2019 г. до 28.09 2021 г.

 

ПАРТНЬОРСКА ОРГАНИЗАЦИЯ: Общество с ограниченной ответственностью „Р-сенсорс“, ООО „Р-сенсорс“, Русия.

 

РЪКОВОДИТЕЛ НА ПРОЕКТА ОТ ИМСТЦХА – БАН:Доцент д-р Димитър Димитров

Aдрес за кореспонденция:София 1574, бул Шипченски проход 67, ddimitrov@ims.bas.bg, 0885/270 993.

 

ОСНОВЕН НАУЧЕН ЕКИП ОТ ИМЦТЦХА – БАН:

  1. Акад. Стефан Борисов Воденичаров;
  2. Проф. д.т.н. Николай Личков Георгиев;
  3. Гл. ас. д-р Валери Стефанов Пъневски;
  4. Гл. ас. д-р Венцислав Иванов Пехливански.

 

ОСНОВЕН НАУЧЕН ЕКИП ОТ ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ „Р-СЕНСОРС“ ООО, РУСИЯ.

  1. 1. Ст.н.с. к.т.н. Дмитрий Леонидович Зайцев;
  2. Ст.н.с. к.т.н. Вадим Михайлович Агафонов;
  3. Константин Сергеевич Белотелов;
  4. Юлия Игоревна Компаниец;
  5. Иван Владимирович Егоров;
  6. Анна Сергеевна Шабалина;
  7. Александр Владимирович Неешпапа.

 

РАЗШИРЕН НАУЧЕН И ЕКСПЕРТЕН ЕКИП:

  • Доцент д-р Явор Димитров Бойчев;
  • Доцент д-р Валентина Стефанова Николова;
  • Доктор Георги Мартинов Николов;
  • Доктор Иван Косев Иванов;
  • Инженер Михаил Стефанов Христов;
  • Инженер Николай Петров Пенев;
  • Инженер Огнян Димов Тодоров;
  • Магистър Станимир Минчев Минев;
  • Валентина Дойчинова Манова;
  • Миглена Стефанова Огнянова;
  • Милка Владимирова Владимирова.

 

РЕЗЮМЕ НА ПРОЕКТА:

Понастоящем, основното внимание на учените работещи в областта на сеизмичните колебания е насочено към изучаване на тези от тях, които са предизвиквани от процеси, възникнали в даден хипоцентър в Земята, земни свличания, вулканични изригвания или сблъсък с космически обекти. Значително внимание в тази област се отделя и на изследванията в областите на сеизмичната механика и сеизмичното инженерство,  които целят намаляване на сеизмичния риск при строителството на различни обекти и съоръжения. В достъпните литературни източници практически отсъстват задълбочени изследвания на закономерностите на разпространението и на измененията на амплитудно честотните характеристики на сеизмичните сигнали създавани от повърхностни източници. Същевременно нараства интересът към подобни изследвания поради значителното повишаване на потребностите от разнообразни сеизмични сензори за регистриране на хора, транспортна техника и други източници на подобни колебания.

Въпреки отсъствието на задълбочени теоретични изследвания по посочената тема, съществуват редица изследвания на характеристиките на сеизмичните сензори за регистриране на колебания от повърхностни източници. Основни типове сензори използвани за тази цел са сеизмическите сензори за ъглови колебания (Igel. Et. al. 2015, Lee et.al. 2009, Van Driel et. al. 2012).  Експериментално е потвърден факта, че тяхното използване дава възможност ефективно да се определя градиента на сеизмическото поле и по този начин да се намали броя на точките за наблюдение при запазване на качеството на данните (Muyzert et. al. 2012), а също да се изключи пространственото наслагване на сеизмичните сигнали (т.нар. аляйсинг) (Muyzert et. al. 2012,  Vassalo et. Al., 2010).

Някои изследвания (Li and Vander Baan,2015 и 2017, Reinwald et. al. 2106) доказват възможностите за съвместно  използване на данни от датчиците за линейни и ъглови колебания за повишаване на точността  на определяне на положението на източниците на сигнали при микросеизмически изследвания.

Пряко отношение към темата на заявения проект имат някои публикации (Barak et. Al., 2014, Edme and Muyzert 2013 и 2014), в които експериментално е доказано селективно по-високата чувствителност на датчиците за ъглови колебания към вълните, разпространяващи се в горния слой на земната повърхност. В посочените работи даденото свойство е използвано за филтрация на т.нар. повърхностни вълни (ground roll), които са се разглеждали като шумове на измерванията. В предлагания проект тези граничните вълни са целеви и избирателността  на датчиците за ъглови движения спрямо вълни от този тип  е средство за увеличаване на отношението сигнал/шум при измерване на параметрите на такива вълни. Естествено, резултатите от проекта биха дали възможност и за реципрочното им използване – познаването на амплитудно честотните характеристики на колебанията предизвикани от повърхностни източници биха могли да се използват за тяхното филтриране при наблюдения и изследвания на сеизмични колебания предизвикани от други източници.

Трябва да се отбележи, че повечето полеви изследвания посочени по-горе, са изпълнени с използване на електрохимически датчици за ъглови колебания, подобни на тези които се предполага да бъдат използвани в настоящия проект. В рамките на проекта, за планираните изследвания от руска страна ще бъдат разработени и изготвени сензори от следващо поколение, с 10-15 Db по-чувствителни от използваните преди аналози. Научните основи за създаване на такива датчици са заложени в някои разработки на членове на екипа на руските партньори работите  (Zaitsev et. al, 2015, Anikin et. al. 2018). В същото време използването на нискочестотни молекулярно-електронни датчици за линейни движения ще позволи значително да се допълни изследваната картина на вълновото поле от повърхностните източници на сигнали, както и да се създават многовекторни приемници и системи.

Успоредно с това се предвижда голям брой тестове и изследвания да се проведат и с разработваните в ИМСТЦХА – БАН ненасочени и линейни сеизмични сензори, като данните се съпоставят с резултатите от тестовете със сензорите на руския партньор.

Основна цел на проекта е да се получат нови знания за особеностите на възникване и разпространяване на сеизмичните колебания от повърхностни източници, както и за вида на амплитудно честотните им характеристикии за тяхното измененията в процеса на разпространението им при различни условия.

Съпътстващи цели на проекта са разработването на математически модел на разпространението на създаваните от различни типове повърхностни източници сеизмични колебания в конкретни условия, създаването на методика за провеждане на експерименти, създаване на усъвършенствани сензори и на тестов стенд за провеждане на полевите изпитвания, събиране, обработване и систематизиране на получените данни, публикуване на резултатите в реферирани издания. Съпътстваща цел на проекта е и развитието на партньорските отношения между учени от двете държави, особено в областта на предвиденото от руска страна създаване на измервателен комплекс с използването на адаптивни, самообучаващи се системи, способни да определят типа на източника на повърхностния сигнал, посоката от която идва вълната и разстоянието до точката на възбуждане. Евентуалното участие на българските участници в създаването и/или в тестването и определяне на условията за използване на този комплекс е самостоятелна цел с важно за българската наука значение.

Основната хипотеза при провеждане на изследванията е, че целите на проекта могат да се постигнат чрез използването на усъвършенствани сеизмични ненасочени и линейни сензори създавани от ИМСТЦХА – БАН и молекулярно-електронни датчици за ъглови колебания и линейни премествания, създавани от руският партньор. В теоретичен план базови  хипотези за изследването са, че поради малката си амплитуда практически интерес представлява разпространението на разглежданите сеизмични колебания в относително близка зона (до няколко километра), както и че в радиус от няколко метра амплитудно честотните им характеристики са относително еднородни.

Една от целите на провежданите експерименти ще  е проверката на тези хипотези, които ще са в основата на създаването на математически модел на разпространението на сеизмичните колебания от разглеждания тип.