Разработка теории и технологии комплексных геофизических исследований приповерхностной части разреза естественных и техногенных средНИР

THE DEVELOPMENT OF THEORY AND TECHNOLOGY OF INTEGRATED GEOPHYSICAL STUDIES NEAR-SURFACE PART OF THE SECTION NATURAL AND INDUCED ENVIRONMENTS

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Теоретические, лабораторные и полевые исследования неконсолидированных осадков, георадиолокация глинистых и мерзлых толщ.
Результаты этапа: Проведены лабораторные исследования неконсолидированных осадков с использованием микроспаркера. Проведены полевые исследования с георадаром в Курской области на стоянках древнего человека с целью обнаружения объемов породы с нарушенной структурой. Проведены теоретические работы по созданию рекомендаций анализа георадиолокационных данных на мерзлых толщах с жильными льдами. Проведены теоретическаие и лабораторные исследования на моделях неконсолидированных сред с челью использования динамических атрибутов георадиолокационной записи для определения параметров частотнозависимого поглощения электромагнитных волн и для оценки проводимости внутри слоев осадков. Проведены полевые исследования методами сейсморазведки на трассе проектируемого газопровода "Сила Сибири" в местах пересечения трассой Южно-Якутского и Чульмаканского разломов. После обработки полученных материалов удалось оценить характер напряжений в разломах -сжатие или растяжение, а также оценить степень активности разломов в настоящее время. По результатам проведенных работ опубликованы 4 статьи в отечественных журналах и сделаны 5 докладов на международных конференциях.
2 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Теоретические, лабораторные и полевые исследования неконсолидированных осадков, георадиолокация глинистых и мерзлых толщ.
Результаты этапа: Проведены теоретические и лабораторные исследования возможности изучения волн Шольта в лабораторных условиях. Получены динамические и кинематическуие характеристики волн Шольта на моделях неконсолидированных осадков с использованием электроискрового источникаупругих волн и ультразвуковых датчиков давления. Полученные результаты легли в основу проектирования дальнейших экспериментов. Изучены возможности математического моделирования радарограмм, полученных над различными ледяными жилами и их псевдоморфозами в условиях распространения многолетнемерзлых пород. Результатом работ явитись методические рекомендации по исплользованию динамических характеристик георадиолокационной записи при анализе данных георадиолокации в областях развития многолетнемерзлых пород. Проведены теоретические и лабораторные исследования коэффициентов поглощения высокочастотных электромагнитных волн георадарного диапазона. Полученные результаты позволили выработать методику определения латеральной изменчивости проводимости в поддонном слое на акватории.
3 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Теоретические, лабораторные и полевые исследования неконсолидированных осадков, георадиолокация глинистых и мерзлых толщ.
Результаты этапа: 1. Проведены комплексные сейсмоакустические и ультразвуковые исследования территорий с просадочными грунтами. 2.Получены результаты физического моделирования процесса набортных акустических измерений неконсолидированных толщ. 3.Построен и опробован алгоритм расчета атрибутов поля упругих волн при сейсмоакустическом каротаже неглубоких водонаполненных скважин на примере массивов закрепленных грунтов. 4.По результаты физического моделирования высокочастотного поля электромагнитных волн над моделью повторно-жильных льдов защищена 1 кандидатская диссертация. 5. По результатам выполнения этапа опубликовано 4 статьи, сделано 3 доклада на конференциях и написан раздел в опубликованной книге.
4 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Теоретические, лабораторные и полевые исследования неконсолидированных осадков, георадиолокация глинистых и мерзлых толщ.
Результаты этапа: 1. Проведены комплексные сейсмоакустические исследования территорий с новой аппаратурой. Решались задачи строения приповерхностной части разреза и инженерно-экологические задачи. 2.Проведены опробования новых подходов к использованию динамических характеристик сейсмоакустических записей, оценено качество закрепления массива грунтов сейсмоакустическими методами. 3. Проведены георадиолокационные исследования подземных сооружений на территории Златоустовского монастыря в г. Москве. Подготовлена публикация. 4. Продолжены теоретические и лабораторные работы предыдущего этапа НИР по анализу волнового поля при замерзании водонасыщенного песка. Подготовлена публикация в журнале Вестник Московского Университета. По результатам выполнения этапа опубликовано 3 статьи, сделано 4 доклада на конференциях и защищена 1 бакалаврская работа.
5 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Теоретические, лабораторные и полевые исследования неконсолидированных осадков, георадиолокация глинистых и мерзлых толщ
Результаты этапа: 1. Проведены комплексные сейсмоакустические исследования в рамках СМР с новой аппаратурой на участке проектирования подъемной галереи на Воробьевых горах. Решались задачи строения приповерхностной части разреза и оценка параметров микросейсмического шума. 2.Проведены опробования новых подходов к использованию динамических характеристик сейсмической записи и шума при малоглубинных исследованиях 3. Проведены лабораторные исследования образцов глин с целью анализа записей продольных и поперечных ультразвуковых волн и сопоставления их характеристик с инженерно-геологическими параметрами образцов. 4 Проведены георадиолокационные исследования подземных сооружений и палеорельефа на территории Златоустовского монастыря в г. Москве. Подготовлена публикация. По результатам выполнения 5 этапа опубликовано 3 статьи, сделано 5 докладов на конференциях и защищены 5 бакалаврских работ, 3 магистерских работы. Защищены 2 кандидатских диссертации.
6 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Теоретические, лабораторные и полевые исследования неконсолидированных осадков, георадиолокация глинистых и мерзлых толщ
Результаты этапа: -
7 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Разработка методик анализа динамических характеристик волновых записей упругих волн
Результаты этапа: -
8 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Разработка методик анализа динамических характеристик волновых полей
Результаты этапа: 1) Исследования 2023 года в рамках работы по теме госзадания позволили нам обобщить все геофизические материалы, имеющихся в районах российского сектора Баренцева моря, Карского, Охотского, Белого и Черного морей и позволили разработать методику динамического анализа записей сейсмических волновых полей. 2) Предложена методика УЗ-исследований на образцах газонасыщенных осадков. Были проведены ультразвуковые измерения на образцах мёрзлых и неконсолидированных осадков, позволившие выявить ряд зависимостей параметров грунтов и динамических характеристик записи. 3) Пассивные измерения поля микросейсм и их использование для решения инженерных задач показали, что в случае горизонтально-слоистой среды между компонентами вектора смещения сейсмического поля существует линейная связь через упругие параметры среды. Этот вывод справедлив и для слоисто-анизотропной, диспергирующей модели геологической среды. Вывод базируется на рассмотрении прямой задачи вибросейсморазведки. По результатам опубликовано 5 статей, сделано 6 докладов на конференциях.
9 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Разработка методик анализа динамических характеристик волновых записей упругих и электромагнитных полей
Результаты этапа: 1. Получено уравнение эйконала для неоднородных произвольно анизотропных сред. Получено интегральное уравнение исходя из анализа баланса упругой энергии и принципа взаимности, на основе которого находится решение прямой задачи для трехмерно неоднородной модели среды в общем виде. Данное решение позволяет проводить математическое моделирование сейсмического поля в произвольной линейной среде для разных положений источников и приемников. 2. Проведены морские исследования в акватории Белого моря, в результате которых было возможно выделить области морского дна, густозаселённые двустворчатой фауной. Была проведена оценка среднеквадратических амплитуд, были выделены сейсмические комплексы, произведен анализ волновой картины внутри выделенных комплексов, построены карты изохрон и карты глубин до отражающих границ, а также было произведено геологическое истолкование полученных данных. Был проведён сейсмостратиграфический анализ отложений пролива Салма, были выделены 3 сейсмических комплекса, были построены карты изохрон и структурные карты. 3. Были проведены геофизические работы методами георадиолокации и электротомографии, которые показали свою ценность в идентификации литологических слоев, имеющих решающее значение для выделения и верификации ландшафтных границ разного ранга. Отличительной особенностью данного отчёта является применение геофизических методов для решения задач из других естественных наук: биологии и географии.
10 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Разработка теории и технологии комплексных геофизических исследований приповерхностной части разреза естественных и техногенных сред
Результаты этапа: 1. Впервые в практике малоглубинной геофизики применены отечественные бескабельные сейсморазведочные системы ПАК «Геотом». Демонстрирует мобильность, экологичность и эффективность новых систем для решения задач малоглубинной сейсморазведки в охраняемых природных зонах; может быть использовано в инженерной геофизике, мониторинге и образовательных проектах. Опубликована статья Путь в профессию: сейсморазведочная практика МГУ — важный шаг к освоению современных технологий в геофизике Турчков А.М., Ермаков А.П., Воронцов В.В., Ермаков С.А. в журнале Приборы и системы разведочной геофизики, том 86, № 3, с. 120-127 2. Впервые реализована нейросетевая обработка поверхностных волн из 3D морской сейсморазведки на основе архитектуры EfficientNetB4, обученной на парах «дисперсионное изображение – 1D скоростная модель». Обеспечивает высокодетализированное 3D-моделирование скоростей поперечных волн (Vs) с горизонтальным разрешением, недостижимым при традиционной обработке, что критически важно для оценки устойчивости грунтов и выявления тонких геологических аномалий (например, палеоканалов) при проектировании морских платформ и трубопроводов. Опубликованы статьи 1. Построение трехмерных моделей скоростей поперечных волн верхней части разреза с помощью поверхностно-волновой томографии при проведении морских инженерно-геофизических исследований / А. В. Пономаренко, В. В. Половков, Э. А. Рахимов и др. // Геофизика. — 2025. — № 3. — С. 4. 2. Применение нейронных сетей для обработки поверхностных волн, зарегистрированных при проведении сейсмических работ на акватории / В. В. Половков, В. А. Карпенко, Э. А. Рахимов и др. // Геофизика. — 2025. — № 3. — С. 5. [ DOI ] 3. Проведён комплекс лабораторных исследований Проведён комплекс ультразвуковых исследований на широком спектре материалов (горные породы, бетон, мерзлые и водонасыщенные грунты), выявлены зависимости скоростей и амплитуд упругих волн от температуры, влажности, состава и структуры. Практическая применимость: создаёт петрофизическую основу для калибровки полевых методов (сейсморазведки, ультразвукового контроля), позволяет разрабатывать методы неразрушающего контроля мерзлых и слабоуплотнённых грунтов, а также оценивать прочность строительных конструкций. Показано, что диэлектрическая проницаемость песчано-глинистых отложений теснее коррелирует с весовой, а не объёмной влажностью, а её измерения в лаборатории (коаксиальная ячейка) и поле (TDR) требуют учёта различий в состоянии образца. Опубликованы статьи 1. Дернова А. С., Ошкин А. Н., Пирогова А. С. Результаты ультразвуковых измерений скоростей продольных и поперечных волн на морских слабо консолидированных осадках Белого моря // Вестник Московского университета. Серия 4: Геология. — 2025. — Т. 64, № №2, 2025. 2. Тарасова М. А., Бричёва С. С., Владов М. Л. Методические особенности полевого и лабораторного методов измерения диэлектрической проницаемости на примере песчано-глинистых отложений // Вестник Московского университета. Серия 4: Геология. — 2025. — № 5. — С. 158–168 Практическая применимость: позволяет повысить точность количественной интерпретации георадарных данных, особенно в археологии, почвоведении и инженерной геологии, за счёт корректного выбора калибровочных зависимостей и методик измерений. 4. Разработана методика специализированной обработки и интерпретации стандартных 2D/3D сейсмоданных для выявления опасных геологических процессов и явлений (ОГПиЯ) в верхней части разреза (ВЧР). Позволяет заранее (на ранних этапах геологоразведочных работ) выявлять зоны риска (газонасыщения, палеоврезы, мерзлота), снижать инженерные риски при бурении и проектировании морской инфраструктуры, а также оптимизировать объёмы и стоимость инженерно-геологических изысканий. Опубликованы статьи 1. Новые данные о строении четвертичного покрова кандалакшского залива по материалам высокоразрешающего сейсмического профилирования / А. Е. Рыбалко, М. Ю. Токарев, Д. В. Рябчук и др. // Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле. — 2025. — Т. 70, № 1. 2. О необходимости изучения верхней части разреза на начальных этапах геолого-разведочных работ на шельфе Печорского моря с применением методики специальной обработки и интерпретации / С. В. Горбачев, Я. Е. Терёхина, М. Ю. Токарев и др. // Геофизика. — 2025. — № 3.
11 1 января 2026 г.-31 декабря 2026 г. Разработка теории и технологии комплексных геофизических исследований приповерхностной части разреза естественных и техногенных сред
Результаты этапа: -
12 1 января 2027 г.-31 декабря 2027 г. Разработка теории и технологии комплексных геофизических исследований приповерхностной части разреза естественных и техногенных сред
Результаты этапа: -

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".

Прикрепленные файлы

№ Имя Описание Имя файла Размер Добавлен