زلزله مصنوعی

● اطلاعات اولیه
هدفهای یک برداشت ژئوفیزیکی عبارتند از تعیین محل ساختارها یا اجسام زمین شناختی زیر زمین و در صورت امکان اندازه گیری ابعاد و ویژگیهای فیزیکی مربوط به آنها. یک برداشت ژئوفیزیکی شامل مجموعه اندازه گیریها‌ست که معمولا با طرحی نظم‌دار بر روی سطح زمین ، دریا یا هوا ، یا بطور قائم در داخل چاه آزمایشی انجام می‌شود. یکی از روشهای اندازه گیریهای ژئوفیزیکی روش لرزه نگاری است. دو تکنیک لرزه‌ای مجزا وجود دارد، یکی از بازتاب و دیگری از شکست امواج کشسان در سنگها استفاده می‌کند.در روش لرزه نگاری یا از امواج لرزه‌ای طبیعی تولید شده استفاده می‌شود و یا امواج لرزه‌ای بطور مصنوعی ایجاد می‌شود که در این صورت به آن زلزله مصنوعی می‌گوییم. در روش لرزه‌ای یک پالس کشسان یا به عبارت بهتر یک ارتعاش کشسان را در عمق کم ، ایجاد و حرکت حاصله را در نقاط نزدیک بر روی سطح زمین با یک لرزه نگار کوچک یا «ژئوفون» آشکارسازی می‌نمایند.
▪ انواع چشمه‌های لرزه‌ای : یک چشمه ایده‌آل باید پالسی تولید کند که فاصله زمانی آن از چند میلی‌ثانیه بیشتر نباشد. دامنه آن بزرگ باشد، و در عین حال بی‌خطر ، ارزان و قابل تکرار باشد. همه این ملزومات در شارژ کوچکی از مواد منفجره که در چاله‌هایی تا عمق چند ده متری منفجر می‌شود جمع است. در اوایل دوران کاوشهای لرزه‌ای تقریبا تنها وسیله منحصر به فرد به شمار می‌آمد. امروزه گستردگی چشمه‌های غیرانفجاری به «شوت‌های» متعارف اضافه شده است. این چشمه‌ها را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد: آنهایی که در خشکی و آنهایی که در مناطق پوشیده از آب بکار گرفته می‌شوند.
▪ چشمه‌های لرزه‌ای در خشکی : در خشکی شارژهای انفجار هنوز هم در برداشتهای بازتابی و در کارهای شکست مرزی که برد سطحی آنها بیش از ۵۰ تا ۱۰۰ متر است، مطابق با عمق بررسی بیش از ۱۰ متر است، معمولا بکار می‌رود. اینها منبع پالس خوبی با فرکانس و دامنه بالا ارائه می‌دهند، ولی اگر تولید داده‌های پیوسته در برداشتهای بازتابی مورد نظر باشد، در هر دوره نگاشت برداری چند حفاری سبک مورد نیاز است. امکان دارد حفر چاله‌های انفجار در محلهای دور دست غیرعملی باشد یا لایه‌های سطحی در حفاری مسائلی بوجود آورند که در این موارد ممکن است یکی از انواع چشمه‌های سطحی به جای مواد منفجره انتخاب شود.
▪ چشمه‌های سطحی : این چشمه‌‌ها همگی امواج لرزه‌ای با دامنه کوچک تولید می‌کنند (که در مناطق پرجمعیت مزیتی به شمار می‌‌آید.) و لذا ابتدا کاربرد گسترده‌ای نداشتند، تا اینکه نگاشت برداری مغناطیسی پدید آمد و این امکان را بوجود آورد که شماری از لرزه‌ نگاشتهای حاصل از تکرار چشمه در یک نقطه باهم جمع یا برانبارش شوند و اثر بزرگتری که قابل مقایسه با اثر انفجار یک ماده منفجره باشد، تولید گردد.
▪ چشمهای سقوط وزنه : چشم‌‌های سقوط وزنه اغلب در اندازه‌گیریهای بررسی اولیه ساختگاههای تا عمقهای حدود ۱۰ متر بکار می‌رود که در آنها وزنه‌ای در حدود ۱۰ کیلوگرم با افتادن از ارتفاع ۴ - ۳ متری با صفحه‌ای که بر روی زمین قرار داده می‌شود، برخورد می‌کند. یک تپک در دست مردی قوی می‌تواند همین اندازه انرژی لرزه‌ای تولید کند. در کاوش بازتابی عمیق ، وزنه‌هایی چند صد ابر بزرگتر از ارتفاعی در همان حدود انداخته می‌شود و سقوط‌هایی چند در یک نقطه یا در نقطه‌هایی نزدیک به هم برای برانبارش در نگاشت برداری انجام می‌گیرد.
▪ چشمه‌های شلیک‌گر گاز یا دانیوسایز : در اینج ضربه‌ای که به صفحه‌ای بر روی زمین وارد می‌شود از انفجار مخلوطی از پروپان - اکسیژن در اطاقک سنگینی بوجود می‌آید که به صفحه متصل است. سیم منفجر شونده که درست در زیر سطح زمین قرار می‌گیرد در جاهایی که انفجارهای متعارف دشوار است کاربرد مؤثری دارد و مزیتهایی از نظر ایمنی و استعمال دارا می‌باشد.
▪ چشمه‌های لرزه‌ای دریایی : چشمه‌های لرزه‌ای دریایی تنوع بیشتری دارند که معروفترین آنها شلیک‌گر هوا (air-gun) می‌باشد. ابن شلیک‌گرها حبابی از هوای فشرده را توسط پیستونی که با فرمان الکتریکی حرکت می‌کند رها می‌سازند و به صورت آرایه‌ای در پشت سر کشتی نگاشت‌بردار کشیده می‌شوند. کل انرژی رها شده توسط این آرایه شبیه انرژی حاصل از یک انفجار است. حبابی که بدین ترتیب توسط شلیک‌گر هوا یا چشمه‌های انفجاری تولید می‌شود، در حین بالا آمدن تا سطح آب ، با فرکانسی که به انرژی و عمق چشمه ارتباط دارد، نوسان می‌کند. لذا موج لرزه‌ای تولید شده شامل پاس چشم اولیه و قطاری از «پاسهای حباب» است که لرزه نگاشت را آشفته می‌سازند.

به نقل از وبلاگ مهندسی ساختمان

منبع : ایران سازه