气枪激震水池设计研究实效显著
中国地震局陈颙院士团队提出了主动源监测地层内部变化的新方法,但是需要解决人工水池的设计原理和参数设计问题,其目的是在一定体积的水池内尽量激发出更强的地震信号。
2012年8月,陈颙院士率队访问力学所,希望力学所能够在短期内提出测震距离与水库相当的人工水池工程设计思路和参数。
力学所爆炸洞实验室在郑哲敏先生指导下, 根据地震局提供的背景资料,建立了等效气泡模型,确认气泡胀缩频率与气枪激震产生的地震波频率一致;论证了气泡驱动水流对池底的冲量随到震源距离的一次方衰减,与国外报道的气枪信号一致。这一规律揭示了“气枪水中激震远比其他震源在岩土中激震效率高”的内在机制。依据计算出的水池底受气泡冲击的总量,再参照地震波衰减的经验公式和前期的试验资料,给出了气枪激震人工水池的设计原则和水池设计。2012年9月,课题组如期提交了研究报告。
2013年5月按力学所方案建设的水池在新疆完工。调试结果表明,距水池240公里远测到了气枪信号。6月5日,新疆主动源野外观测研究站落成仪式暨人工主动源探测技术研讨会在现场举行,陈颙、白以龙院士等到会, 专家们认为力学所关于人工激震水池的设计原理是合理的,今后将可以有的放矢地设计人工激震水池,以更好地为地层探测服务。根据专家建议,力学所科研人员将对气枪激震水池问题进行更深一步研究。
陈颙院士(右一)率队与郑哲敏院士(右二)讨论问题
气枪激震水池
试验现场
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