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