SİSMİK PROSPEKSİYON - İÜ Jeofizik Kulübü€¦ · SİSMİK DALGA NEDİR? Bir deprem veya...
Transcript of SİSMİK PROSPEKSİYON - İÜ Jeofizik Kulübü€¦ · SİSMİK DALGA NEDİR? Bir deprem veya...
-
SİSMİK
PROSPEKSİYON
DERS-2
DOÇ.DR.HÜSEYİN TUR
-
SİSMİK DALGA NEDİR?
Bir deprem veya patlama sonucunda meydana gelen enerjinin
yerkabuğu içerisinde farklı nitelik ve hızlarda yayılmasını ifade
eder. Çok yüksek hıza sahip bulunan cisim dalgaları P ve S dalgaları
olarak adlandırılır. Sığı derinlikte oluşan ve daha düşük hıza sahip
dalgalara ise Yüzey dalgaları denilir. Yapılarda meydana gelen
hasarlar ve yıkılmalara genellikle S dalgaları ile Yüzey dalgaları
neden olmaktadır.
1. T = 1 / f
2. λ = V * T = V / f 3. d = V * T / 2
T = Periyod
f = Frekans
λ = Dalga boyu
V = Hız
d = Mesafe (derinlik)
t = varış zamanı
-
Sıkışma Genişleme
A T
A = Amplitüd
λ = Dalga boyu uzunluk ( ft veya m)
λ
T = Period (zaman)
Periyod = Bir tam dalganın oluşması için geçen süre
Dp = Pulse süresi (zaman)
-
•Cisim Dalgaları a)P – Dalgaları b)S - Dalgaları • Yüzey Dalgaları a) Rayleigh ve Love b) Stoneley Dalgaları c) Kanal Dalgaları (Tüp Dalgaları)
Sismik Dalgalar
-
P Dalgaları
Boyuna , sıkışma ve birincil dalgalar , Tanecik hareketi yayınım
doğrultusundadır. Enerji kaynağından çıkan bir puls elastik
ortam içerisinde küresel olarak yayılırken titreşim yapan
karaktere sahiptir. Periyodu 1sn’den az olan dalgalardır. Uzak
mesafelere de ulaşabilirler .
P dalgası tanecik hareketi.
P dalga hızı ile elastik parametreler
arasındaki bağıntılar.
-
S Dalgaları
Enine , makaslama ve ikincil dalgalar da denir. Tanecik hareketi
dalganın hareket yönüne dik doğrultuda ve birbirlerine parelerdir.
Böyle dalgalara taneciklerin hareket ettiği doğrultuda polarize
olmuş dalgalar denir.
S dalgası tanecik hareketi
S dalga hızı –elastik
parametreler
arasındaki ilişki
Sıvılarda μ= 0
olduğundan
S Dalgası yayılmaz
SV (düşey) ve SH (yatay) bileşen
-
P ve S – Dalga hızlarının Elastik parametrelerle ilişkisi
-
Dispersiyon:Dalga hızının frekansa bağlı olması
• Uzun dalgalar daha hızlı hareket
ettiklerinden istasyonlara daha önce
varırlar (Normal Dispersiyon).
• Kısa dalgalar istasyonlara daha önce
varırsa (ters Dispersiyon).
• Faz hızı= belirli bir fazın yayılma
hızıdır.
• Grup hızı= tüm dalga grubunun
yayılma hızıdır.
a) Küçük hız gradyenti – küçük
dispersiyon
b) Yüksek hız gradyenti- yüksek
dispersiyon
-
RAYLEIGH DALGALARI
Bu dalgalar elastik katı bir cismin serbest yüzeyinde yayılırlar. Partikül hareketi
düşey düzlemde olmak üzere eliptiktir. Herhangi bir (t) anında yüzeyin bir
zerresi uzun ekseni düşey olan bir elips şeklinde saat yönünün tersinde bir
yörünge çizer . Partikül hareketi dalganın yayılım doğrultusunu içine alan düşey
düzlemdedir . Hareketin genliği yüzeyden aşağı doğru derinlikle üstel olarak
azalır. Boyuna ve enine hareketin bileşenini içerir ve aralarında faz ilişkisi vardır.
-
Retrograde hareket Prograde hareket
Rayleigh Dalgaları
belirli bir derinliğe
kadar retrograde belirli
bir derinlikten sonra ise
prograde hareket
yaparlar.
-
LOVE DALGALARI (SH) Birden fazla tabaka olmalıdır. Bir Love dalgası zemin yüzeyine paralel enine
hareketi ihtiva eder. Bu dalgalar düşük hızlı bir tabakanın üst ve alt yüzeyi
arasında ardışık yansımayla yayılmaktadır. Love dalgaları yüzeydeki S dalga
hızı ile daha derin tabaklardaki hızlar arasında orta mertebede bir hıza
sahiptir. (yani üstteki tabakada çok daha kısa boylu, alttaki ortamda çok uzun
dalga boylu S dalgası hızına eşittir.) Dispersiyon gösterirler.
-
Sınırlarda faz değişmesi
Enerji kaybı içeren Sızıntılı yapı
-
•Değişmiş Rayleigh Dalgaları genellikle Stoneley Dalgaları olarak
isimlendirilir.
• Bu dalgalar bir düzlem sınırda cisim dalgalarının eğilmiş
cephelerinin difraksiyonu tarafından oluşturulur.
•Stoneley Dalgalarının hızı Rayleigh dalgalarının hızından daha
azdır.
• olduğu durumda stoneley dalgaları ortaya
çıkar.
•Katı sıvı sınırında stoneley dalgaları daima görülür. Burada
oluşan Stoneley dalgalrın hızları katının yüzeyinde ortaya çıkan
Rayleigh dalgaları hızlarından daha azdır.
STONELEY DALGALARI
-
KANAL (TÜP)
DALGALARI Kara Çalışmalarında Yüzey dalgalarının oluşmaması için VSP (Düşey Sismik Profil) yöntemi kullanılır. Burada yüzey dalgaları oluşmaz. Fakat sıvı ile dolu
silindirik kuyu ekseni boyunca yüzeydeki kaynaktan yayılan istenmeyen dalga
modları da jeofonlara gelir.
Bu tip kuyu içinde yayılan dalga modları tüp veya kanal dalgaları olarak bilinir.
Gürültü olarak adlandırılır. Bunlar düzenli gürültü olup her izde gözlenebilir.
Düzensiz gürültüler gibi tekrarlı atışların toplanmasıyla azalmaz tersine
güçlendrilmiş olur.
-
KANAL (TÜP) DALGALARININ ÖZELLİKLERİ
• Tüp dalgaları kuyunun çapına, duvarına ,kuyu boşluklarının doldurulmasına
bağlı olarak büyük değişiklikler göstermektedir.
•Göreceli olarak yüksek genlikli ve düşük frekanslı yönlendirilmiş dalgalar olup
çok az dispersif özellik gösterirler.
•Genlikleri kuyu sıvı sınırından uzaklaştıkça bozulur. Bu da tüp dalgalarının faz
hızlarının formasyon ve sıvı hızlarından az olacağını gösterir.
• Tüp dalgaları sıvı dolu kuyunun düşey ekseni boyunca odaklandığından
yönelmiş dalgalardır. Sadece çok az bir miktarı formasyon içine sızar.
•Tüp dalgalarının genlikleri gidiş geliş mesafesiyle azalmaz. Ve bu dalgalar kuyu
içinde küresel olarak genişlemez. Şekilde tüp dalgası yayılımının tanecik
hareketinin sıvı içerisindeki tanecik hareketinden daha az olduğu görülmektedir.
•Dalgaların genliği jeofonu kuyu cidarına yerleştiren kuvvet ve kuyu içindeki
sıvının yoğunluğu ile ters orantılıdır. Kuyuda ağır çamur varsa tüp dalgası daha
çabuk sönümlenecektir.
-
KANAL (TÜP) DALGALARININ KAYNAKLARI
•Bir VSP kesitinde yayılmış tüp dalga modlarının zaman ve derinlik olarak
yerlerinin belirlenmesiyle bu dalga modlarını oluşturan nedenler
açıklanabilir. Örneğin aşağıdaki şekilde vibratörler kullanılarak
kaydedilmiş bir veride 4 tip dalga modu tanımlanmıştır. Mevcut veriye
AGC (otomatik kazanç kontrolü) uygulanmıştır.
•Tüp dalgası 1:Bunun nedeni
P dalgasının çamur kolonu
içerisinde yayılırken bir
karışıklığa neden olmasıdır.
Böylelikle kuyu içinde büyük
bir empedans değişimiyle
tüp dalgaları yaratılır.
•Tüp dalgası 2: En
güçlüsüdür. Üç ve dördüncü
modlar bu ikinci modu
yaratır. Jeofon yüzeyde iken
ilk varışlar Rayleigh
dalgalarıdır. Mod birde ise
bunlar sıışma dalgalarıdır.
•Tüp dalgası 3: Kuyu
içerisindeki jeofonun üstü ile
yüzey arasında mod ikinin
tekrarlanmasıdır. Mod üç,
mod bir ve mod ikinin 1/3
hızı ile aşağı hareket eder.
Çünkü bu mod üç defa
seyahat etmiş ve daha önce
kaydedilmiştir.
•Tüp dalgası 4: mod ikinin
VSP kuyusunun altındaki
tabakadan yansımasıyla
oluşmuştur.
Not: Mod iki sönümlenebilirse mod üç ve dört ortaya çıkmaz
-
KANAL (TÜP) DALGALARININ ÖNLENMESİ
1. En basit olarak enerji kaynağı ile kuyu başı arasındaki mesafeyi
arttırmak ve kaydedilen izlere uygun bir hız filtresi uygulamaktır.
2. Kaynak ile kuyu başı arasına bir engel koymaktır. Böyle bir engel kuyu
başı ile kaynak arasına Rayleigh dalga boyunun yarısı kadar bir mesafeye
hendek kazmaktır. Bu hendek 40-60 cm kadar dar ve 2 m kadar sığ
olmalıdır. Hendeğin uzunluğu dalga cephesinin hendeğin gerisinde
yayılmasını önleyecek kadar yeterli uzunlukta olmalıdır.
3. Uygun bir kaynak düzeni ile yüzey dalgalarının hakim dalga boylarını
sönümlemektir.
-
(a ) Direkt gelen dalgaların yer içindeki yayılımlarının yandan
görünüşü
(a ) Direkt gelen dalgaların yer içindeki yayılımlarının üstten
görünüşü
SİSMİK DALGALARIN GENEL GÖRÜNÜMLERİ