Посвящаю горным инженерам-геофизикам образца 1970-х-1980-х годов. Тем, кто не сломался. Не изменил профессии. Не покинул родину.

Михаил РОГАЧЕВ

ПОСЛЕДНИЙ СВИДЕТЕЛЬ

(Как Родина формировала из меня горного инженера)

АВТОБИЛОГРАФИЧЕСКАЯ ПОВЕСТЬ

Книга 2

 

 

М.В. Рогачев

 

ПОСЛЕДНИЙ СВИДЕТЕЛЬ

(Как Родина формировала из меня горного инженера)

АВТОБИОГРАФИЧЕСКАЯ ПОВЕСТЬ

Книга 2

 

 

ОМСК

Часть 5

От экономики на собственных ресурсах

к маргинальной экономике,

путь к уровню эксперта

Прошел еще один год. На дворе был 2002 год. Как мы тогда выживали, сейчас не понимаю!?

Понял-для профессиональной самореализации надо что-то делать.

Семейный человек на маленьком жаловании существовать не может, он поневоле сделается нечестным. Недавно прочитал эту сентенцию прошлого века.

Звоню Краскову В.А. –руководителю активно развивающего тогда проектного института, и, напрашиваюсь на встречу, с обещанием интересного разговора. Еще пару лет назад он звал меня к себе на работу.

На встрече откровенно говорю: предстоит перекрыть поток субподряда по шаманской геофизике, значительный по годовому обороту.

Для этого нужно: потратиться на приобретения “правильной” аппаратуры и принять меня главнюком по геофизике с окладом в 1000 долларов.

Он звонит Мельцеву С.И.-директору изыскательского департамента. Говорит: у меня сидит Рогачев М.В., сейчас к тебе подойдет.

И я Мельцеву С.И. стараюсь точно повторить, все что я говорил Краскову В.А.

С моей стороны это был ва-банковский ход.

В итоге, я был принят в формирующийся тогда еще отдел геологии. Мне предстояло развить геофизический сектор.

По-настоящему, геологи тогда сильны, когда у них в арсенале есть приличная геофизика (на территориях с высокими категориями сложности георазрезов и ответственными проектами).

И начал я с основных, апробированных временем и буровым станком, методов.

Инженерная сейсморазведка

Модифицированному под малоглубинные задачи методу, примерно 60-70 лет.

Первыми геофизиками были рудники, пытавшие в горных районах приспособить МПВ и МОВ ОГТ под картирование рудных полей (Зыряновский район Восточно-Казахстанской области, 1971 год). И я был у них на практике.

До 1980 гг я не помню, что бы слышал об инженерных применениях. Полагаю, с деятельностью Огильви А.А. в МГУ ситуация стала разворачиваться.

К 2005 году я закупил технологию МОВ ОГТ.

Любому исследователю, пытающему внедрить в картирование малоглубинную сейсморазведку приходится решать две подзадачи:

А) выбор шага между каналами и

Б) выбор источника.

Если с первой подзадачей все примерно ясно по квантованию пространственных координат: шаг сегодня опробован и рекомендован различными специалистами из ряда 2,3,5, и 10 м в зависимости от целевых устремлений.

Можно по Авербуху А.Г. (1982 год) вычислять желаемые волновые числа, я начинал с шага между каналами в 1 метр.

Выбор же источников в РФ невелик. Кустарно геофизики конструируют различные пороховые ганы. Пороховые заряды-метательного действия.

Конечно, желательны бризантные заряды. Промышленных невзрывных, кроме малогабаритного Енисея, источников нет, да и тот для сухопутных работ не подходит. Не подходят саратовские разработки (устное сообщение Юшкина В.И.).

А подходят миниатюрные аналоги ГСК-7, немецкие подповерхностные геофизики с ними работают.

В России кувалда правит бал.

При таком способе возбуждения упругих волн, как правило, отраженную волну в ВЧР редко получишь. Остается малоэффективная и малонадежная модификация МПВ и приличный MASW(SASW)-анализ. Для простых картировочных приложений это как- то подходит.

Для изучения процессов (карст, термо, оползневые склоны и подобное) уже нужна двухкомпонентная регистрация: схемы Z-Z, и (или) ОГТ. Переход на волны SH-поляризации и схемы Y-Y с вычетами.

Я уже не говорю о 1000 каналов и методиках широкого профиля, многоазимутальной сьемки, 2,5D сьемки, сейсмотомографии, то чем сейчас занимается нефтяная сейсморазведка. Они по-прежнему экзотика для большинства инженерных геофизиков.

Что поделать, если в стране нарушены законы стоимости. И смотришь с завистью на технологически упакованных немцев, итальянцев, мичиганцев, канадцев (visit любой номер журнала Near Surface Geophysics).

В учебниках, даже последних, современные подходы основаны на моделях ВЧР.

Приведу сентенцию Павлова В.Н. Механизм моделирования точно не знает никто, но моделировать умеют все. Техника моделирования заложена в нас с детства. Можно ли эту технику совершенствовать? Да можно. Для этого, в первую очередь, необходимо принять основные правила моделирования, которыми мы пользуемся как некой данностью. Они приблизительно таковы: наблюдение - выделение моды - абстрагирование -формализация моделирования - контроль.

Теперь о моделях ВЧР, вернее ЗМС и ЗПС. По моему опыту, и основанному на опытах убеждению, законы геометрической сейсмики и теоретической акустики не действуют (если среда иерархически изотропно-инверсионная), или слабо действуют (если среда слоистая с безраздельным господством Рэлеевских волн).

Или среда градиенто-сложнопостроенная, неконсолидированная четвертичная геология с трехфазными грунтами, с аномально высокими параметрами поглощения/затухания упругой энергии.

И констатируем, стохастические зависимости между параметрами волнового поля и свойствами сред улавливаются с трудом, а коэффициенты корреляции весьма низки (0,55 и менее). Возможно имеем дело с просачивающими модами и неупругими (ограничено упругими) средами. По-этому, следует помнить, что всякая геомодель ВЧР несет неопределенности и риски.

Тем не менее, в ряде случаев хороших сейсмогеологических условий, при скурпулезном проведении полевых работ, повышенной тщательности в обработке волновых картин, получаем приличные результаты, которые, когда бьются с геологией или с другими методами зондирований, заставляют ощущать горделивое чувство за профессию.

Мой опыт связан с технологией МОВ ОГТ (МПВ ОГП), мощной интерференционной системы.

МОВ ОГТ худо- бедно большинство “приличных” геофизиков выполняет.

Я по рекомендации обработчиков ЗАО “Красноярскгеофизика” (Мишин О.Ф.) с 2005 года культивировал флангово-встречную систему МПВ ОГП. Замечу, что надо владеть специализированным ПО.

 

Рисунок 1 МПВ ОГП проведен в центральной части томопрофиля 01 (схема Z-Z район с-241-247)

Рисунок 2 Тот же профиль отработан по схеме Y-Y. Разрез скоростей Vs по MASW

 

Весьма желательно комплексировать разнофизические методы.

Настоятельно рекомендую ставить комплекс, так как геологи по определению в пространстве не могут картировать тонкие детали в строении, например такого массива (разрез ниже).

Рисунок 3. Электротомографический разрез площадки олефинов напротив бухты Врангеля

В отношении генераторов сейсмических колебаний-ГСК скажу несколько слов!?

Как я уже упоминал (про технологически упакованных немцев, итальянцев, мичиганцев, канадцев), механизированный ГСК для инженерных приложений- сегодня в России недостижимая мечта.

Пример почти идеального источника-это взрыв ЭДС-8 в хорошо закупоренном шпуре. В молодости проводил опытно-методические работы (для расчета интерференционной системы) на участке профиля: от одиночных ЭДС, в 13 м скважинах, на одиночные геофоны с канальным шагом 50 м. На 48 канальную станцию. Регистрировались целевые отражения от границы с глубины 2-х км.

Поскольку в детонаторе тетрила-1,02 грамма, да тенереса с азидом свинца 0,3 грамма. Суммарно 1,32 грамма выделяет 4300-4600 джоуля энергии и, при хорошей шомпольной укупорке, она почти вся превращается в работу

Такой источник, с увеличенной в 2-3 раза мощностью (эквиваленто трем детонаторам)-мечта инженерного геофизика. Эта мечта реализована при ВСП с электроискровым разрядником инженерами: сотрудниками кафедры сейсмометрии и геоакустики, отделения геофизики геологического факультета МГУ (Хмелевской В.К., Калинин В.В., Владов М.Л.).

 

Инженерная электроразведка

 

Первую треть профессиональной жизни скептически смотрел на методы электроразведки.

Хотя на геофизическом факультете МГРИ Доброхотова Ирина Александрова сумела палетки Пылаева привить-спустя лет 10 пригодилось. Из раннего времени помню курсовую: почему - то получил пять за нее, правда на одном дыхании спроектировал ВЭЗ-ВП в Прикаспии на МПИ в подсолевых отложениях.

С переходом из нефтяной сейсмики в инжиниринг (1984 год)-встал вопрос о внедрении ЭП и ВЭЗ. Аппаратуру ИКС-1 взяли в Тюменниигипрогаз: мы были их филиалом.

Так все и пошло. У буровиков коньяк выигрывал на спор по отгадыванию: на какой глубине им предстоит встретить смену литологии. Заодно тренировался в определении положения особых точек на кривых типа К и Н. Интерпретировал зонды и ЭП.

Но долго не мог понять ущербности метода ВЭЗ-чем глубже в разрез -тем толще выделяемые слои, между тем как у геологов-идет частое чередование достаточно тонких прослоев.

В общем-тонкослоистые среды на экспериментальных графиках не отражались, пачки ритмоидов в среднеквадратичном смысле с трудом “эквивалентились” на кривых ВЭЗ. Позже (с подачи Шевнина В.А.) наловчился использовать кривые Дар-Заррука для контроля решений, если не хватало скважинных данных.

Осознание, что в картировании сложнопостроенных сред на одни только данные ВЭЗ полагаться нельзя, пришло в зрелом возрасте - когда мы первые начали изучать речные долины под ННБ. Внедрили речные ВЭЗ. Через нескольких лет своего опыта изучения речных долин опубликовались с идеей комплексирования разнофизических методов (Разведка и охрана недр, №12, 2005 г). Спасибо Золотой Людмиле Алексеевне со-товарищи за многолетний сподвижнический труд по продвижению подповерхностной (инженерной) геофизике в российской практике.

По примерам ЭП ярко уловил момент определения смены пород по простиранию. Особенно способ ЭП хорош по отношению определения положения в плане песчаных тел среди глинистых.

Многократно смотрел на положительные результаты заверки аномалий КЭС буровыми скважинами. До сих пор, на просторах Сибири, помню потенциальные места заложения карьеров на строительные пески.

В последствии, эту особенность методик электропрофилирования в геокартировании, применил при доработке и внедрению БИЭП СГ Сапожникова Б. Г. Считаю ее весьма эффективной методикой для решения некоторых специальных задач по изучению фильтрационных полей, термокарста.

Ниже привожу один из отчетных примеров картирования бесконтактными методами СГ.

По этой теме не успел опубликоваться, поскольку вслед за Ваньяном Л.Л., мечтающим создать единую теорию ЭМ-поля, проникся векторными измерениями и измерениями компонентов ЭМ-полей. Нужно было наработать статистику, понять переход к разрезным сечения.

Эффективна многоканальная аппаратура для измерений импеданса. А так приходилось (вот такая наша геофизическая нищета) трижды “забегать” на измерительные профили в СГ. Но компоненты векторов удалось на двух-трех частотах регистрировать.

Удалось выйти на импеданс, оценить глубины разведки в высокомных средах, приложить математический аппарат статистической обработки, а для интерпретационного анализа разработать свою математику.

Рисунок 4 Карта изоом изучаемой площадки

Геофизик у нас был похож на смертника с поясом шахида.

Рисунок 5. Вольтметр ЭРА-МАХ с феррозондом на 625 Гц за пазухой оператора

Развил немного идеи Бобачева А.А., но в основном опирался на своих учителей: Даева Д.С. Каринского А. Д., ученика Макагонова П. П. Юдина М.Н. и на ныне очень известного в наших кругах профессора Никитина А.А.

Алексей Алексеевич! Если Вам доведется прочитать эти строки. Я храню Вашу совместную с Трофимовой Татьяной методичку по статистической обработке данных для нас, студентов РФ 1970-х годов и использую ее.

Сейчас уверен, методы зондирований имеют свои ограничения: результаты сильно зависят от геолектрических условий, если есть в разрезе контрастные границы и опорные слои-можно получать убедительные результаты, но только в рамках толстослоистых моделей ВЧР.

Сегодня классические зондирования “подпирают” томографические модификации - за электротомографией будущее. Благодаря пятнадцатилетнему старанию Алексея Бобачева- томография в российской малоглубинной геофизике сдвинулась с мертвой точки.

Да и мы, с заводским номером 003 первой отечественной аппаратуры Омега-48 провели работы на паре десятков обьектов, значимых для нас Заказчиков. Тем самым способствовали их привыканию к новой парадигме в России.

Привожу сравнение классических ВЭЗ ребят из Якутского университета и наши томографические, на одном и том же профиле, одной и той же плотине.

 

Рисунок 6. Сравнение ВЭЗ Шлюмберже и, томографических, поль-диполь

В электроразведке очень много модификаций (более 120). Те, которые мы опробовали и, которые проверены временем, я опишу.

Электротомография 2D

В году где-то в 2005 или 2006 Леша Бобачев говорит. Купи у меня французкий томограф. Спрашиваю, почем? Он озвучивает -75 тысяч евро. Интересуюсь. А геофизики - французы ведут работы с этим прибором во Франции? Нет, говорит-только в Африке.

Это мы знаем. Читали, как работает белый инженер в Африке? Леша, говорю, дай я подумаю. А сам в это время про себя- ни фига себе, такие бабки!? Да родная контора задавит меня за такой “раззор”.

И опять, про себя -надо почитать западные публикации.

Вообще мысль работает, а сколько же стоит на внутреннем рынке дельта-сигма модулятор 24-х разрядный –основа любой современной геофизической аппаратуры. Проще говоря, современный операционный усилитель.

Сколько каналов-столько и операционников. И есть методы- где не надо 24 разряда, а можно обойтись 16-тью или даже 12-тью разрядам (плюс знак). Зависит этот “прикид” от динамического диапазона, что актуально для волновых методик с искусственным контролируемым источником.

Значит, напрямую идем к аппаратурщикам и пытаемся понять- почему у них разработки такие дорогие, при низкой стоимости операционников.

Омск когда-то славился своей сборочной радиотехнической промышленностью. Остались знакомые инженеры. Да и я могу тряхнуть стариной, как никак замечательный Бобровников Л.З. читал нам лекции по радиотехнике.

Эти розыски приводят к пониманию: периферийной оснастке, к агрегатированию и что бы связать все: к разработке программно - аппаратных реализаций. Вот где собака зарыта! Программист, который все это собирает- накручивает 200-300%.

Читатель, вдумайтесь. Программа управления геофизической станцией-золотая, как в туалете у Абрамовича.

И нет нам спасения от разработчиков-разбойников, они же изготовители аппаратуры.

Потом конечно в дело вступают разные посредники: официальные дилеры. И Изготовитель спустя несколько лет (обычно после 5) начинает плакать- не берут аппаратуру или затоварились.

А мы все знаем, московские фирмы (и не только) позиционирующиеся, как геофизические, являются одновременно торгующими “собаками на сене” и сразу “дерут козу”, то есть нас с вами, со 100-200% накрутками.

Все приплыли. В геофизической микроэкономике этот чубайсо - гайдаровский, а по- нашему, волчий бизнес, озверел.

И так - “вилы”. Что же делать?

Леша Бобачев нашел выход-с целью удешевления цены и хоть как-то продвинуть современную технологию, начал на рынке предлагать промежуточное решение, свой СОМ64.

Молодец Алексей Алексеевич! Молодец Шевнин Владимир Алексеевич!

За 7-10 лет такую махину, поставили на крыло в России новую в электроразведке технологию.

Я же напрямую вышел на шведскую ABEM.

И Наталья Эриксон плавно, с тактом чуть-чуть настойчивым и, одновременно ненавязчивым ведет меня к финишу. Мы обговорили все: технические параметры, мои хотелки, цену комплекта, способы поставки.

К 2008-2009 гг родная контора ввела внутренний стандарт предприятия по закупочной деятельности, и нужно было проводить процедуры внутренних конкурсов: выбора из двух-трех изготовителей-поставщиков. Обратите внимание. Не просто поставщиков, а именно изготовителей.

К 2010 году на рынке России появился первый отечественный производитель томографа Омега - 48 и я этих двух производителей вставил на конкурс. И прошел его.

“Бегунок” в корпоративной информационной системе сказал следующую сермяжную правду. А сломается что-нибудь, а ремонт если? И как мы будем выкручиваться? К шведам не наездишься.

И может случится так, что после гарантийного периода этот ремонт встанет в копеечку. И мы здесь даже не рассматриваем вопросы калибровки. Это был наш главный менеджер по качеству. Коллеги! Вопросы были справедливые.

Я согласился, потому что знал еще то, чего не знала наша бизнес-вумен по качеству ИСО 9001.

Часть 6

О методологии работ

Давно известно, природа познается инженером через экспериментальные исследования. Неизбежно встают упрощения сложного мира и отслеживания главных свойств через процедуры моделирования. И тогда в профессиональных сообществах инженеры договариваются о критериях истинности.

Наилучшие результаты в познании природы по Павлову А.Н. даѐт примерно такая схема:

1. Формулировка задачи. Определяется, что мы собственно хотим.

2. Постановка задачи. Построение концептуальной модели. Одной или нескольких. Частично Техническое Задание, но в основном программа работ

3. Построение параметрической базы выбранной модели. Что измерять, как делать и т.п. Это программа работ

4. Натурные исследования. Наблюдения, измерения. Это полевой период

5. Уточнение концептуальной модели по результатам натурных исследований. Создание рабочей модели путем некоторых вычислительных или натурных экспериментов. Заметим, моделировать можно только физические эффекты.

6. Использование модели (контроль) и принятие решения.

7. В случае положительных результатов модель пускается в проектирование. В случае отрицательного решения процедура моделирования повторяется. Поэтому в практике исследований обычно работают сразу над несколькими концептуальными вариантами.

Это надежная система координат и, если в ней работать, у Вас никогда не будет проблем с отчетами.

СМР

Мне нравится лаконичное определение Уломова В.И., оно ставит на место

всякие УСО, УИС. Видать “достали” Уломова В.И. московские профессора, у каждого своя идея. Множество уточнений исследует С.А. Несмеянов в капитальном, но размытом труде: Инженерная геотектоника (2004 г).

Согласно национальным стандартам [8], сейсмическое районирование рассматривается как единая система оценки сейсмической опасности и подразделяется на три категории – общее сейсмическое районирование (ОСР), детальное сейсмическое районирование (ДСР) и сейсмическое микрорайонирование (СМР), различие между ними, заключается в содержании задач, методиках их решения и в масштабах картирования (Уломов В.И., 2010 г).[RbD1]

Методика ДСР до сих пор крайне схематична. Попытки узаконить ОСР и ДСР в СП со стороны авторов стохастических карт ОСР не увенчались успехом.

Привожу канонизированное определение СМР, а то дело дошло уже до того, что в современной России микрорайонирование является разделом инженерной геологии.

Сейсмическое микрорайонирование (СМР) - раздел инженерной сейсмологии, задачей которого является уточнение данных сейсмического районирования и степени сейсмической опасности на застраиваемых территориях (БСЭ, 1978 г).[RbD2]

По большинству справочных энциклопедий (БСЭ, Горная, Геологическая…) сейсмология- раздел геофизики….

И так. Вся наша тема: инженерно-сейсмологическая, потому что слово: “застраиваемая” в каноническом определении СМР, предполагает предпроектное изучение оснований сооружений.

Уточнение данных сейсмического районирования или как кто-то шутливо назвал: “апгрейд” карт ОСР, в силу отсутствия знаний у менеджмента Заказчиков работ мною проводится по архивно-фондовым материалам ВСЕГЕИ, российской базе данных инструментального периода регистрации трясений ГС РАН.

Что бы правильно настроить ход “апгрейда” обзорных карт ОСР на район работ я использую:

- результаты сейсмотектонических, сейсмологических исследований, геолого-геофизических работ, проведенных отраслевыми институтами РАН последних лет;

- опубликованные и фондовые материалы (геолкарта М 1:200000 желательно последних поколений, структурно-тектоническая карта, геолого-геофизические карты и база данных ВСЕГЕИ вплоть до карт четвертичных отложений, которые собственно говоря еще до выпуска безнадежно устаревают, не успевая за решениями MSK);

- электронная база данных о параметрах землетрясений филиалов Геофизической службы отделений Российской академии наук, база данных ЦОМГЭ ГС РАН (каталоги экспериментального периода регистрации землетрясений в виде карт эпицентров последних 25-30 лет, прошедших с года утверждения ОСР для проектного района работ (с радиусом от площадки не более 200 км)).

То есть, действуем по Пуанкаре. Метод открытия истины он видел «в восхождении от факта к закону и разыскиванию фактов, способных вести к закону». Мы не “член-коры”, стоим на земле, поэтому, просто разыскиваем последние факты для района работ и если повезет - для участка.

Это голая эмпирическая прикладная наука.

Сегодня установлено, что региональные и прочие разломы нарушают кристаллический плитный фундамент, как будто кто-то наложил на фундамент ячеистую сеть со средним геометрическим размером в 100 км. В этом смысле земная кора, как твердая оболочка Земли напоминает скорлупу битого куриного яйца.

УИС по существу решает задачи структурно-тектонического картирования района работ, только в современной России камерально, по фондовым материалам.

Ранее в состав СМР входили маршрутные работы по уточнению тектонического строения.

Это по-прежнему актуально для активных горно-предгорных районов с точки зрения сейсмоморфоанализа местности (Солоненко В.П.), а через него, заметим, можно провести неотектонический анализ. Морфопризнаки мезорельефа часто указывают на импульсный характер неотектонических движений, с доказанной разрывной тектоникой, что совместно с сейсмогеодинамическим анализом, в ряде случаев позволяет утверждать о наличии природного явления, как сейсмотектоногенез, продолжающийся в антропогене (в альпийской эпохе складчатости).

В некоторых ТЗ Заказчики считают нужным провести морфоанализ-дешифрацию по космоснимкам района, трактуя его как структурно-тектонический анализ с выделением СГС, ВОЗ по космолинеаментам, забывая про определение: ВОЗ –это активные в четвертичное время геодинамические зоны и значит нужно мониторить снимки через столетия или тысячелетия.

Известно, что новейшими тектонодвижениями (криповыми и сейсмогенными) деформированы породы ВЧР и создан современный (альпийский) рельеф. На пенепленезированных (закрытых четвертичными отложениями) территориях сейсмогенез изучается тренчингом. Практически единственный способ, когда за Уралом можно надежно дополнить каталоги: Мушкетова И.В., специализированные и унифицированные Кондорской Н. В. Шебалина Н.В. и других сейсмологов (А. Чипизубов и др.).

Факт существования сейсмической эмиссии (сейсмический крип) в зонах активных разломов хорошо известен.

Необходимость регистрации крипа и других форм движений связана с недостаточной изученностью структурно-тектонических и геодинамических условий района работ, присущая зонам ВОЗ карт ОСР (домены определены с низкой надежностью). Предположения о рассеяной сейсмичности не оправдываются- она вся практически структурированна. Причина, как всегда - в недостаточных масштабах изучения.

По этому, при переходах ОСР-ДСР-CМР нужны более детальные сейсмологические наблюдения (больше и больше), так как активные структуры на закрытых территориях не картируются обычными геолого-геофизическими методами (Бугаев Е.Г., 2011).

При СМР по существу представляет проектный интерес прогноз сильных землетрясений с моментными магнитудами от 4,8. Разумеется, рассматриваем в теме СМР только местные землетрясения, что приводит обычно к не учету транзитных событий из-за затухания энергий на трассовых путях ОЧАГ-СРЕДА-ГРУНТ.

Поскольку прогноз времени события в будущем-невыполнимая сегодня задача, остается оценить силу проектного землетрясения района работ, в ряде случаев направление удара. Привлекаем сейсмологическую классификацию эпицентральных дистанций для местных событий.

Эпиплейстовые радиусы условно делят области равных значений интенсивности на три: очаговая 30-40 км, ближняя (100-150 км) и дальняя (150-200 км). Из этого следуют применения различных законов масштабирования реальных акселлерограмм.

Поскольку инженерно-геологическое районирование методически проходит без учета сейсмических, резонансных свойств грунтов - задача инструментальных работ нарастить геологию низкоимпедансных слоев “инфраакустикой,” выделить таксоны на основе упругих свойств литотипов четвертичных пород, пород коры выветривания, пород коренной основы.

Только нужно помнить, что для характерных длин волн на сейсмических расстояниях: 100 м - это характерный масштаб “микроструктуры” земной коры [Геомеханика и флюидодинамика. Николаевский В.Н., 1996]. Другими словами – в плане и разрезе меньше наземными сейсморазведочными методами не измерить.

С точки зрения СМР нужны литофации с близкими плотностями. Для этого анализируем таблицы нормативных свойств ИГЭ и объединяем выделенные геологами ИГЭ в литотипные таксоны, например по правилам еврокода-8 или на 4 градации как в СП14.13330 или как в программных продуктах зарубежных университетов.

Геологические возможности сейсморазведки помогают определить мощности сейсмореализующего слоя по регистрируемым временам t₀ отражающих и преломляющих границ, полученные на сейсмограммах. Справедливо считается, что эхо-глубины или акустические мощности, импедансы характеризуют сейсмореализующий слой.

В научных публикациях ищем формулу кумулятивного обратного уравнения макросейсмического поля района работ от сейсмологов. В случае отсутствия свежего корреляционного уравнения, что так же означает: за 25-30 лет в районе работ с радиусом 200 км ощутимых событий не зарегистрировано, принимаем ее из базы данных ОСР.

Все что выше я описал, является частью геодинамического анализа района работ (терминология ИЗК СО РАН, Леви К. Г.).

Все что ниже- называется инструментальный анализ, при СМР он ориентирован на грунты проектной площадки.

Выбор эталонных грунтов

При наличии в георазрезе вблизи проектного участка (в эпиплейстовых радиусах ближних зон) выходов коренных пород на дневную поверхность (обнажений или карьеров) выбор эталонной площадки представляет собой простую задачу.

Следует воспользоваться классификацией грунтовых оснований по сдвиговым волнам по международному классификатору International Code Council (1998), 2000 International Building Codе (Final Draft).

Bedrock type Shear wave velocity (m/s) Mass density (kg/m^3)

Soft Rock 700 2500

Rock 1100 2500

Hard Rock 1600 2500

Или с отечественной классификацией [8] или Eurocode 8.

При наличии на участке микрорайонирования выходов коренных пород, имеющих сейсмические параметры: V_s = >700 м/с; сейсмическая жесткость (импеданс) ρVs,> 1500 г/см³м/с; отношение скоростей продольных и поперечных волн Vp / Vs = 1,7 - 2,2, относящихся к I категории в качестве эталонных, следует принимать эти грунты, уменьшая на один балл величину исходной сейсмичности [5].

И совсем не простую задачу выбор эталона предстоит в области распространения многолетномерзлых пород и на закрытых территориях типа Западно-Сибирской плиты, Восточно-Европейской платформы, молодых плит (террейнов) и иных закрытых территориях, как например Кубанский прогиб.

Вопрос о выборе эталона часто не понимается инженерами. Их не настораживает словосочетание в РСН о специальных работах по выбору эталона. Например, в практике москвичей и краснодарцев существует выбор каких-то средних грунтов (2-й категории), забывая рекомендацию про сопровождающий учет макросейсмических результатов сильных событий, которых в исторической памяти для исследуемого района часто просто негде взять.

На картах ОСР и так значения интенсивностей сейсмологи увязали со средними грунтовыми условиями. То есть получаем в формуле Медведева С.В. отношения средних к средним грунтам. Тем самым применимость средних грунтов в модификации жесткостей при СМР становится незаконным способом.

На самом деле: скально-полускальные породы в районе работ (в радиусе до 40-150 км от площадки ищем акустический фундамент) нужны во - первых для определения АЧХ грунтов (нормирование спектров мощности микросейсм на эталонный спектр), во-вторых для выдерживания условий стационарности микросейсмических полей.

Здесь странным выглядит требование отдельных специалистов о стационарности микросейсмических полей, то есть по сути требование выделения сигнальной части на фоне шумовой в записях.

Но читайте, понимайте.

Достижениями астрономии установлена нестационарность метагалактики, соответственно планеты солнечной системы-это часть космоса, соответственно Земля как планета -это открытая система со своими геофизическими полями, в принципе нестационарными в времени и пространстве (вековые, годовые, суточные и прочие вариации абсолютно всех полей и их цикличность). Коллеги! И тогда Вы принимаете идеологию открытых систем.

А в методе жесткостей-нужно нормирование на эталон как аналог фундамента (Bedrock), из которого выходит волновая форма удара в мягкие породы ВЧР. Потому что, должно выдерживаться правило: главной эмпирической закономерностью инженерной сейсмологии является факт усиления сейсмического воздействия при уменьшении сейсмической жесткости грунтовых оснований (Bedrock) относительно пород коренной основы (medium или hard Rock или акустического фундамента).

Затруднительное положение возникает в случае отсутствия в районе работ пород первой категории. Следует перейти к условным приращениям по отношению к полускальным породам, со скоростям не менее 700 м/сек (как в МДС 22.1-2004 на транспортные сооружения) и перейти к грунтовым поправкам в виде коэффициентов (Алешин А.С., 2016 год и североамериканцы). Все остальные варианты не несут физического смысла, поэтому незаконны.

Карты СМР

Карты сейсмического микрорайонирования строим по комплексному анализу геологической, тектонической и геофизической информации. В основу карт СМР вкладываем следующие материалы:

1. Распределение сейсмических зондирований, записей микросейсм и крипа желательно проводить на топокарте крупного масштаба 1:25000-1:5000. Это слой фактического материала- то есть Ваша карта фактов, а в ПЗ Вы ее приводите в виде Каталога координат.

2) Фрагмент последней Тектонической карты и фрагмент геологической карты М 1:200000 на район работ (слой геолого-тектонического материала, иногда удается у местных геологов “добыть” геолкарту М 1:50 000) академических институтов или их тектонические схемы, как наиболее авторитетные;

3) амплитудно-частотные характеристики грунтовой толщи (спектры мощностей, откорректированные по экспериментальным периодам местных землетрясений);

4) приращения сейсмической интенсивности за местные грунты, полученные по волновым сопротивлениям и стратиграфическом резонансе в сейсмореализующем слое;

5) прогнозные ускорения –PGA, скорости колебательных смещений грунтовых матриц или деформации-PGV, по параметру АсТ₀.

Последний прогнозный параметр представляет особый интерес. Он касается такой формы грунтовых движений как колебательные смещения. Этот вид грунтовых движений до сих пор не востребован инженерами-проектировщиками, а его корреляция с бальностью весьма низка (0,55). Этот параметр получаем из экспериментальных данных и пользуемся при этом средневзвешенными оценками.

Уточнения сейсмических воздействий от исходного уровня сейсмичности по карте ОСР-97, к макросейсмическому потенциалу, обосновываются при обобщении геолого-тектонических и сейсмологических данных, постановки комплекса экспериментальных и расчетных методов сейсмического микрорайонирования. Если Ответственный Исполнитель - нормальный инженер, знаком с научной этикой, недозволенные приемы снижения грунтовой интенсивности он не использует.

Геотехническое моделирование программным способом. Модели сейсмического эффекта (прямое требование п.6 ст. 15 ФЗ-384).

Сентенция от Павлова А.Н.

Всякая рабочая модель получает доверие лишь тогда, когда она позволяет воспроизвести наблюдаемый факт или дает оправдываемый наблюдениями прогноз.

Коллеги! Вот так. Ни больше ни меньше.

Отчет по построению грунтовой (геотехнической) модели для оценки сейсмического эффекта (МСЭ) включает следующие материалы:

- описание модели сильных движений грунта и алгоритма, ее реализующего;

- параметры грунтового профиля;

- материалы, отражающие процесс получения численных значений параметров модели;

-рекомендуемые значения параметров грунтовой модели для антисейсмического проектирования.

Часть 11

Круг седьмой и последний

Россия возродится.

Даже если русских останется один хутор.

Н. В. Гоголь

И так. По мощной геофизической службе, что тогда была в стране и трех системах организаций (геофизические и проектные), в интересах которых я проводил исследования более 35 лет, Вы поняли. Геофизика,– является глазами и ушами любой геологии.

Но догматы и эклектика у агностиков-россов никогда не были сильной стороной.

В нашей семье наши дети (у нас двое ребят, уже взрослых мужчин), нас радуют.

Старший, закончив теплотехнический факультет, пошел по проектной части и по некоторым отзывам, стал грамотным проектировщиком.

Младший, закончив два института, пошел по моим стопам, получив второе образование горного инженера-геофизика.

У обоих свои семьи и по двое детей у каждого. Так что нам, с Ольгой Борисовной, скучать некогда с тремя внуками и одной внучкой: мы все живем в крупном городе, хоть и в Великой Татарии.

Повторю сублимацию своей жизни в виде 10 заповедей.

1. Для успеха воспитания профессионального инженера нужен Наставник.

2. В характере инженера горного профиля должна быть настойчивость и целеустремленность. Зачем это нужно. В государстве ведется единственная борьба-за ресурсы. Мягкотелый инженер эту борьбу проиграет.

3. Способность к сопереживанию и оказанию душевной поддержки.

4. Будь морально готов, как пионер к судьбе, выраженной в России поговоркой: от сумы и тюрьмы не зарекайся, будь готов к пассионарской деятельности.

5. К старым экспедиционным кадрам относись бережно.

6. Стремитесь к своей кадровой ротации-это дает рост самосовершенствования в применении научных процедур и статус сословия в условиях дискредитации профессии ученого.

7. Качественный, кондиционный промдизайн (Проект+РД) должен стоить 10-12% от капитальных вложений. Из всех сил старайтесь держать разумные пропорции и не дешевить в сметах. Это поможет обновлять основные фонды.

8. Старайтесь инвестировать деньги в отечественную геофизическую индустрию. Сопротивляйтесь ограничениям со стороны кого-либо то не было к вашему доступу к ценным ресурсам страны.