Multichannel analysis of surface waves to map bedrock

Miller, Richard D.; Xia, Jianghai; Park, Choon B.; Ivanov, Julian

doi:10.1190/1.1438226

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“…Multichannel analysis of surface waves (MASW) (named also Surface wave prospecting (SWP)) is a standard approach to infer the 1-D V s structure for global earth seismology, near-surface geophysics, geotechnical, and civil engineering applications (Miller et al, 1999). Generally surface waves appear on multichannel seismic data and are regarded as a noise component, but here these waves are considered as a useful signal.…”

Section: Multichannel Analysis Of Surface Waves (Masw)mentioning

confidence: 99%

Overview of the geophysical studies in the Dead Sea coastal area related to evaporite karst and recent sinkhole development

Ezersky¹,

Legchenko²,

Eppelbaum³

et al. 2017

IJS

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Abstract:Since the early 80s, a progressively increasing number of sinkholes appeared along the Dead Sea coastal line. It has been found that their appearance is strongly correlating with the lowering of the Dead Sea level taking place with the rate of approximately 1 m/yr. Location of areas affected by sinkhole development corresponds to location of the salt formation deposited during the latest Pleistocene, when the Lake Lisan receded to later become the Dead Sea. Water flowing to the Dead Sea from adjacent and underlying aquifers dissolves salt and creates caverns that cause ground subsidence and consequent formation of sinkholes. Before subsidence, these caverns are not visible on the surface but can be investigated with surface geophysical methods. For that, we applied Surface Nuclear Magnetic Resonance (SNMR), Transient Electromagnetic (TEM) Seismic refraction and reflection, Multichannel Analysis of Surface waves (MASW), microgravity and magnetic surveys and their combinations. Our geophysical results allowed us to locate the salt formation and to detect caverns in salt thus contributing to better understanding sinkhole development mechanisms. Comparison of sinkhole appearance along the western DS shore derived from the recent database (2017) shows that predictions made on the base of geophysical data (2005)(2006)(2007)(2008) are now confirmed thus demonstrating efficiency of our study. In this paper, we briefly present a summary of up to date knowledge of the geology and hydrogeology of Dead Sea basin, of the physical properties of the salt rock and the most popular models explaining mechanisms of sinkhole development. We also share our experience gained during geophysical studies carried out in the framework of national and international research projects in this area for the last 20 years.Dead Sea, evaporate karst, geophysics, sinkholes Ezersky M.G., Legchenko A., Eppelbaum L. and Al-Zoubi A., 2017. Overview of the geophysical studies in the Dead Sea coastal area related to evaporite karst and recent sinkhole development.

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Section: Multichannel Analysis Of Surface Waves (Masw)mentioning

confidence: 99%

Overview of the geophysical studies in the Dead Sea coastal area related to evaporite karst and recent sinkhole development

Ezersky¹,

Legchenko²,

Eppelbaum³

et al. 2017

IJS

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“…En la última década, la separación del ruido provocado por las ondas superficiales en los trabajos de reflexión sísmica en exploración petrolera, logró como resultado "extraer" las ondas superficiales de los datos registrados, en particular las ondas de Rayleigh "VR" (Sheriff y Geldart, 1982;Park et al, 1999;Miller et al, 1999). La técnica de ondas superficiales está basada en el análisis de la dispersión de la velocidad ondas en relación a la frecuencia de vibración (Foti, 2000;Strobbia, 2006, Jones, 1962, con lo cual se puede obtener el perfil de velocidades de corte con sus espesores, este par se utiliza para evaluar el período fundamental de vibración de una secuencia estratigráfica de acuerdo con los procedimientos desarrollados por Dobry et al, (1976).…”

Section: Metodologíaunclassified

Contribución De Las Frecuencias Características Al Periodo De Vibración Dominante en La Ciudad De Querétaro, México

Aceves¹,

Carreón‐Freyre²,

Mendoza³

et al. 2018

RIS

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RESUMENEn este trabajo se presenta la metodología desarrollada para evaluar la contribución de la frecuencia característica de cada estrato al período fundamental de vibración a partir de la inversión de las curvas de dispersión aparente obtenidas del levantamiento en campo de ondas superficiales con fuente activa, sin importar la velocidad de cada capa. El cálculo del período fundamental se realizó con el procedimiento simplificado de un medio estratificado lineal desarrollado por Dobry et al. (1976). Como referencia para la clasificación por clases o categorías de velocidades se utilizó el elaborado por el International Building Code (IBC, 2009) y modificado para los materiales del subsuelo de la Ciudad de Querétaro. Las unidades geológicas principales se agruparon en tres secuencias estratigráficas: la Rocosa que abarca las mesetas y elevaciones topográficas que rodean el valle, la de Ladera que es la zona de pendiente variable constituida por depósitos volcánicos y sedimentarios (aluviales), y la secuencia de Planicie que comprende depósitos estratificados del tipo lacustre, fluvial y volcánico. A partir del análisis de los perfiles de velocidades de ondas de corte se observó que existen estratos con velocidades bajas confinados por otros de alta velocidad; lo que indica la presencia de estratos de baja rigidez a profundidades variables. En la zona rocosa el período fundamental de vibración es corto (menor que 0.1 s), mientras que en los depósitos de la planicie es más largos (mayor que 0.3 s). En la zona de ladera el período es relativamente largo (variable entre 0.1 s a 0.3 s) posiblemente debido a un efecto topográfico. Los resultados obtenidos muestran que la metodología propuesta para evaluar el período dominante a partir de la integración de las frecuencias características obtenidas con ondas superficiales permite estimar los espesores y velocidades de corte de cada estrato, el periodo fundamental de vibración de cada secuencia estratigráfica y finalmente, sus espectros de sitio.Palabras clave: secuencia estratigráfica; espectros de dispersión; ondas de Rayleigh; período dominante; frecuencia característica; densidad; rigidez Artículo recibido el 3 de abril de 2017 y aprobado para su publicación el 28 de diciembre de 2017. Se aceptarán comentarios y/o discusiones hasta cinco meses después de su publicación.(1) Posgrado en Ciencias de la Tierra. UNAM

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“…En ambos casos se requiere de arreglos de geófonos de baja frecuencia que permitan registrar longitudes de onda que proporcionen información de las estructuras más profundas. La sísmica activa utiliza una fuente de percusión para generar ondas de tipo Rayleigh cuyas propiedades de dispersión son extraídas siguiendo métodos de análisis espectral de ondas superficiales (método SASW; Xia et al, 1999;método MASW;Miller et al, 1999). La sísmica pasiva hace uso de las ondas superficiales contenidas en el ruido sísmico.…”

Section: Introductionunclassified

Interferometría de ruido sísmico para la caracterización de la estructura de velocidad 3D de un talud en la 3ª Sección del Bosque de Chapultepec, Ciudad de México

Cárdenas‐Soto

Ramos-Saldaña

Vidal‐García

2016

BSGM

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Interferometría de ruido sísmico para la caracterización de la estructura de velocidad 3D 173 ResumenEn este trabajo aplicamos el método de Interferometría Sísmica (IS) para determinar la variación lateral en la distribución de la velocidad de onda S (Vs) en la estructura de un macizo rocoso que contiene un talud localizado en el circuito Joaquín Claussell de la 3a Sección del Bosque de Chapultepec. Estudios geológicos y de geotecnia muestran la presencia de un estrato pumicítico, que sobreyace a materiales semi permeables; el cual es susceptible a fallamiento y provocar deslizamientos, debido al estado de fracturamiento y el aporte de agua durante la época de lluvias, factores comúnmente asociados a deslizamientos en la zona poniente de la Ciudad México. A fin de mostrar la aplicabilidad del método de IS para cuantificar las propiedades elásticas y su distribución en los estratos que conforman el cuerpo del talud, se generaron funciones de correlación cruzada entre 4560 pares de receptores en un arreglo irregular de 96 geófonos verticales. Mediante el uso de las variaciones temporales del máximo pulso de correlación en función de la frecuencia (4 a 24 Hz), construimos imágenes a partir de la tomografía de Vs relativa. Encontramos que valores de Vs cercanos a 300 m/s se relacionan con los estratos de pómez, los cuales se encuentran principalmente alojados hacia la cara del talud y en su parte topográfica más baja. La velocidad en estos materiales contrasta notablemente con la del estrato subyacente de valores superiores a 1000 m/s. Los valores de Vs y la geometría del estrato susceptible a deslizarse fueron corroborados por dos líneas de refracción sísmica. Los resultados de este estudio, sugieren que el método de IS es apropiado, debido a su carácter no invasivo ni destructivo, para analizar este tipo de riesgos geológicos asociados con la estabilidad de taludes.Palabras clave: Deslizamientos de masa, estabilidad de talud, refracción sísmica, ondas superficiales, correlación de ruido. Abstract In this work, we applied the seismic interferometry (SI) method in order to determine the lateral variation of S wave velocity (Vs) in the subsoil structure of a rock mass with a slope located on Joaquin Claussell Street in the 3rd

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Multichannel analysis of surface waves to map bedrock

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Overview of the geophysical studies in the Dead Sea coastal area related to evaporite karst and recent sinkhole development

Overview of the geophysical studies in the Dead Sea coastal area related to evaporite karst and recent sinkhole development

Contribución De Las Frecuencias Características Al Periodo De Vibración Dominante en La Ciudad De Querétaro, México

Interferometría de ruido sísmico para la caracterización de la estructura de velocidad 3D de un talud en la 3ª Sección del Bosque de Chapultepec, Ciudad de México

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