Динаміка припливних параметрів залежно від обвалонебезпечного стану покрівлі соляної шахти
DOI:
https://doi.org/10.24028/gj.v45i3.282416Ключові слова:
обвалонебезпечна зона, нахиломірні спостереження, гармонічний аналіз, земноприпливні параметри, динаміка припливних параметрівАнотація
Досліджено динаміку припливних параметрів за результатами нахиломірних спостережень у 4 пунктах обвалонебезпечної зони, яка утворилась над відпрацьованим полем соляної шахти в м. Соледар Донецької області. Зменшення товщини підпірних стін соляної шахти призвело до втрати їхньої опорної стійкості, що зумовило опускання земной поверхні, руйнування фундаментів і стін житлових й адміністративних будинків на ділянці завдовжки 1,3 км і завширшки 0,5 км. Для ліквідації загрози обвалу відпрацьовані підземні галереї засипано сіллю для укріплення їх підпірних стін. Отже, обвалонебезпечна зона стала унікальним полігоном для вивчення зміни припливних параметрів γ і Δϕ залежно від стану покрівлі шахти. Загалом опрацьовано 256 неперервних щогодинних місячних серій з використанням сучасної методики виключення із вихідних даних їхнього лінійного дрейфу та аномальних метеорологічних збурень на коротких інтервалах спостережень, що дало змогу суттєво підвищити точність визначення припливних параметрів за результатами гармонічного аналізу. Вперше у світовій земноприпливній практиці виявлено нормалізацію нахиломірних параметрів у процесі засипання та після укріплення обвалонебезпечної покрівлі шахти. Якщо до укріплення підпірних стін підземних галерей припливні параметри мали аномальні значення (амплітудний фактор γ на 30 %, а фазовий фактор Δϕ на 10—15 градусів дуги відрізнялись від регіональних аналогів), то в процесі засипання вони наближались до своїх регіональних величин, яких досягли через рік після закінчення процесу засипки. Доведено реальну можливість використання земноприпливного методу для контролю та прогнозу обвалонебезпечного стану та споріднених явищ земної кори.
Посилання
Balenko, V.G., & Kutnyy, A.M. (1973). Some results of tilt observations along the Kyiv—Poltava—Artemovsk profile. Vraschenie i prilivnyie deformatsii Zemli, (5), 3—10 (in Russian).
Balenko, V.G., Kutnyy, A.M., & Novikova, A.M. (1979). Tilt measurements in the city of Karlo-Liebknechtovsk under the program of studying the effect of the cavity. Vraschenie i prilivnyie deformatsii Zemli, (11), 18—23 (in Russian).
Balenko, V.G., Kutnyy, A.M., Novikova, A.N., & Aleksandrov, I.M. (1972). Tilts observations in mine No. 1 of the «Artemsol» mine management. Vraschenie i prilivnyie deformatsii Zemli, (4), 20—43 (in Russian).
Balenko, V.G., Ovchinnikov, V.A., Kutnyy, A.M., & Golubitskiy, V.G. (1974). Horizontal pendulum with Zellner suspension on metal threads. Vraschenie i prilivnyie deformatsii Zemli, (6), 3—15 (in Russian).
Yevtushenko, E.I. (1966). Results of tilt observations in Donbass in 1960. In The Earth tides (pp. 51—59). Kiev: Naukova Dumka (in Russian).
Kutnyy, A.M. (1974). Influence of meridional faults on tidal tilts. Vraschenie i prilivnyie deformatsii Zemli, (6), 88—92 (in Russian).
Kutnyy, A.M. (1979). Tilt measurements in the landslide zone. Vraschenie i prilivnyie deforma¬tsii Zemli, (11), 3—8 (in Russian).
Kutnyi, A.M., Pavlyk, V.G., & Babich, T.M. (2013). Modeling and separate exception of disturbance in terrestrial observations. Geofizicheskii Zhurnal, 35(2), 157—162. https://doi.org/10. 24028/gzh.0203-3100.v35i2.2013.111359 (in Uk¬¬rainian).
Kutnyi, A.M., Pavlyk, V.H., Bulatsen, V.H., Go¬lu¬bytskyi, V.H., Bohdan, I.Iu., Korba, P.S., Babych, T.M., & Plys, V.P. (2015). Results and analysis of tidal observations on the territory of Ukraine. Geofizicheskii Zhurnal, 37(2), 57—73. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v37i2. 2015.111305 (in Ukrainian).
Kutnyy, A.M., Tokar, V.I., & Nikitina, T.S. (1988). Tidal tilts in the landslide zone. In The study of the Earth as a planet by methods of geophysics, geodesy and astronomy (pp. 171—173). Kiev: Naukova Dumka (in Russian).
Matveev, P.S. (1966) Harmonic analysis of a monthly series of observations of earth tides. In The Earth tides (pp. 51—59). Kiev: Naukova Dumka (in Russian).
Matveev, P.S. (1970). About the possibility of using the observed tilts for the study of the features of the structure of the earth’s crust. Vraschenie i prilivnyie deformatsii Zemli, (1), 72—86 (in Russian).
Matveev, P.S., Golubytskiy, V.H., Bohdan, I.Iu., Dubik, B.S., & Slavynskaya, A.O. (1977). Refined values of the earth tide parameters for the points of the tilt profile Sumy-Kherson. Vraschenie i prilivnyie deformatsii Zemli, (9), 16—33 (in Russian).
Molodenskiy, S.M. (1981). Influence of local homogeneities of the crust and upper mantle on tidal tilts of the earth’s surface. Vraschenie i prilivnyie deformatsii Zemli, (13), 10—13 (in Russian).
Molodenskiy, S.M. (1976). Changing Love’s numbers when varying the scheme of the structure of the Earth. Byulleten Akademii nauk SSSR. Fizika Zemli, (2), 3—14 (in Russian).
Ostrovskiy, A. E. (1961). Tiltmeter with photoelectric registration. In Study of the Earth’s tides (pp. 41—75). Moscow: Publ. House of the Aca¬demy of Sciences of the USSR (in Russian).
Starkov, V.I., & Starkova, E.Ya. (1970). Influence of the fault on the value of γ according to observations in Kondar. Vraschenie i prilivnyie deformatsii Zemli, (1), 241—249 (in Russian).
Khasilev, L.E. (1978). Cavity effect in galleries of some sections. Vraschenie i prilivnyie deformatsii Zemli, (10), 22—80 (in Russian).
Dehant, V. (1987). Tidal parameters for an inelastic Earth. Physics of the Earth and Pla¬ne¬tary Interiors, 49, 97—116. https://doi.org/10. 1016/0031-9201(87)90134-8.
Fabian, M. & Kümpel, H.-J. (2003) Poroelasticity: observations of anomalous near surface tilt induced by ground water pumping. Journal of Hydrology, 281(3), 187—205. https://doi:10. 1016//S0022-1694(03)00234-8.
Gambino, S., Falzone, G., Ferro, A., & Laudani, G. (2014). Volcanic processes detected by tiltmeters: A review of experience on Sicilian volcanoes. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 271 (1), 43—54. https://doi:10.1016//j.jvolgeores.2013.11.007.
García, A., Hördt, A., & Fabian, M. (2010). Landslide monitoring with high resolution tilt measurements at the Dollendorfer Hardt landslide, Germany. Geomorphology, 120(1-2), 16—25. https://doi:10.1016//j.geomorph.2009.09.011.
Harrison, J.C. (1976). Cavity and topographic effects in tilt and strain measurement. Journal of Geophysical Research: Solid Earth and Planets, 81(2), 319—328. https://doi.org/10.1029/JB081i 002p00319.
Hermann, T., Kroner, C., & Jahr, T. (2013). Geo¬elect¬rical, strain and tilt investigations of hydrological processes at the broadband geodynamical observatory Moxa, Germany. Journal of Applied Geophysics, 98, 90—99. https://doi:10.1016//j.jappgeo.2013.07.007.
Kimura, T., Tanaka, S., & Saito, T. (2013). Ground tilt changes in Japan caused by the 2010 Mau¬le, Chile, earthquake tsunami. Journal of Geo¬physical Research: Solid Earth, 118(1), 406—415. https://doi:10.1029//2012JB009657.
Lesparre, N., Boudin, F., Champollion, C., Chéry, J., Danquigny, C., Seat, H.C., Cattoen, M., Lizi¬on, F., & Longuevergne, L. (2017). New insights on fractures deformation from tiltmeter data measured inside the Fontaine de Vaucluse karst system. Geophysical Journal International, 208(3), 1389—1402. https://doi:10.1093//gji/ggw446.
Longuevergne, L., Florsch, N., Boudin, F., Ou¬din, L., & Camerlynck, C. (2009) Tilt and strain deformation induced by hydrologically active natural fractures: application to the tiltmeters installed in Sainte-Croix-aux-Mines observatory (France). Geophysical Journal International, 178(2), 667—677. https://doi:10.1111//j.1365-246X.2009.04197.x.
Mathews, P.M., Buffett, B.A., & Shapiro, I.I. (1995). Love numbers for diurnal tides: Relation to wobble admittances and resonance expansions. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 100, 9935—9948. https://doi.org/10. 1029/95JB00670.
Medina, L.N., Arcosa, D.F. & Battaglia, M. (2017). Twenty years (1990—2010) of geodetic monitoring of Galeras volcano (Colombia) from continuous tilt measurements. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 344, 232—245. doi:10.1016//j.jvolgeores.2017.03.026.
Melchior, P. (1966). The Earth Tides. Pergamon press.
Mentes, G. (2015). Investigation of Dynamic and Kinematic Landslide Processes by Borehole Tiltmeters and Extensometers. Procedia Earth and Planetary Science, 15, 421—427. https://doi:10.1016//j.proeps.2015.08.025.
Pavlyk, V., Kutnyi, A., & Kalnyk, O. (2019). Fea¬tu¬res of the influence of seasonal variation of soil moisture on vertical movements of the earth’s surface. Geodynamics, (2), 16—23. https://doi: 10.23939//jgd2019.02.016.
Ricco, C., Petrosino, S., Aquino, I., Gaudio, C., & Fa¬langa, M. (2019). Some Investigations on a Possible Relationship between Ground De¬for¬mation and Seismic Activity at Campi Flegrei and Ischia Volcanic Areas (Southern Italy). Geosciences, 9(5), 222. https://doi:10.3390//geo sciences9050222.
Sleeman, R., Haak, H.W., Bos, M.S., & Gend, J.A. (2000). Tidal tilt observations in the Netherlands using shallow borehole tiltmeters. Physics and Chemistry of the Earth, Part A: Solid Earth and Geodesy, 25(4), 415—420. https://doi:10.1016//S1464-1895(00)00065-X.
Spottiswoode, S.M., & Milev, A.M. (2006). A study of mine stability using records of ground tilting. Proc. of the 41st US Symposium on Rock Mechanics, Golden Rocks, Colorado, 17—21 June 2006. American Rock Mechanics As¬so¬cia¬tion. Virginia. ARMA/USRMS 06-1168.
Stark, Т.D., & Choi, H. (2008). Slope inclinometers for landslides. Landslides, 5(3), 339—350. https://doi:10.1007//s10346-008-0126-3.
Timofeev, V.Yu., Timofeev, A.V., Ardyukov, D.G., & Boyko, E.V. (2020). Quartz Tiltmeters and their Use in Geophysical Studies. Seismic In¬struments, 56, 134—151. https://doi:10.3103//S0747923920020115.
Venedikov, A.P. (1960). Une methode pour l’a¬nalyse des marees terrestres a partir d’en¬re¬gistrements de longueur arbitraire. Com. Obs. Roy. Belg.№250 Ser. Geophys., 71, 463—485.
Wahr, J.M. (1981). Body tides on en elliptical, rotating, elastic and ocean less Earth. Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society, 64, 677—703. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X. 1981.tb02690.x.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 A.M. Kutnyi, V.G. Pavlyk, T.M. Babych, V.P. Plis
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).
