Sidebar
Table of Contents
Постановка задач для численного моделирования
Сейсморазведка: заполненная трещина
При поиске залежей нефти и газа огромное значение имеет обнаружение трещин (пустых и заполненных жидкостью), каверн и полостей. На поверхности земли проводят серию взрывов, в результате которых в глубь земли начинает распространяться волновой фронт, близкий к плоскому. Отражаясь от неоднородностей на глубине, часть упругих волн возвращается к поверхности, где их регистрируют с помощью сейсмоприёмников. Проведённое моделирование по распространению продольной упругой волны в породе с наличием наклонной заполненной трещины показывает, что происходит ослабление падающей волны. Образуются также дополнительная прошедшая и отражённая поперечные волны.
Сейсморазведка: трещины и каверны
Кроме трещин, в породе могут также присутствовать каверны, заполненные материалом с другими (по сравнению с окружающей средой) свойствами. Пример прохождения упругой продольной волны через кластер, состоящий из трещин и каверн, приведён на видео. В силу сложной структуры кластера его волновой отклик имеет структуру, состоящую из большого числа волн различного типа.
Сейсморазведка: многослойная среда
Поиск границ раздела между различными слоями земной коры (песчаником, глиной, и т.д.) ведётся по анализу волн, отражённых от этих поверхностей. На видео источником возмущения служит приповерхностный взрыв, произведённый в верхнем слое. Кроме отражённых от границ раздела волн также наблюдаются: проходящая продольная и поперечная волны и распространяющаяся вдоль земной поверхности волна Релея.
Влияние землетрясения на ГЭС
Был проведён расчёт влияния упругих волн, распространяющихся из очага землетрясения, на конструкцию плотины. Землетрясение в данном расчёте моделировалось подвижкой по разлому, наклонённому под углом 6 ̊к горизонту. Скорость подвижки равна 90 см/c, протяжённость разлома – 100 м, а глубина залегания – 200 м. Земная кора моделировалась изотропной упругой средой с параметрами Сp = 5100 м/с, Cs = 3400 м/с, ρ = 2000 кг/м3. Геометрия плотины – прямоугольная трапеция высотой 60 м, большим основанием – 40 м и меньшим основанием – 15 м. Параметры материала плотины: Сp = 4000 м/с, Cs = 2500 м/с, ρ = 2500 кг/м3. С одной стороны плотины вода поднялась до высоты 40 м, а с противоположной стороны – 20 м.
Влияние землетрясения на АЭС
Было проведено моделирование влияния упругой поперечной волны, распространяющейся в земной коре с параметрами Сp = 5100 м/с, Cs = 3400 м/с, ρ = 2000 кг/м3, на модель АЭС. Данная модель состояла из 8 различных тел, для каждого из которых можно задавать свои характеристики. В данном расчёте характеристики всех тел, кроме центрального, были заданы соответственно Сp = 4000 м/с, Cs = 2500 м/с, ρ = 2500 кг/м3. Центральное тело было задано параметрами Сp = 5740 м/с, Cs = 3090 м/с, ρ = 7700 кг/м3. На видео отображается цветом модуль скорости в каждой точке. Видно, как проходя по боковым стенкам, поперечная волна усиливает напряжения в центре АЭС.
Сейсмостойкость зданий
В работе проведено численное моделирование воздействия упругой продольной волны, распространяющейся в земной коре с характеристиками Сp = 2000 м/с, Cs = 1200 м/с, ρ = 2000 кг/м3, на здание, расположенное на поверхности Земли. Параметры материала здания были выбраны близкими к параметрам бетона: Сp = 4000 м/с, Cs = 2500 м/с, ρ = 2500 кг/м3. Высота, ширина и длина дома составляют 6 м, толщина стенок – 0.5 м, а толщина фундамента – 1 м. На видео слева отображается модуль скорости, а справа красным цветом – точки здания, в которых выполнено условие пластического течения Мизеса , т.е. происходит разрушение здания.
