7/30/2019 Eapf Geofisica 2012-1 Prospeccion Sismica-Apuntes-clase
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APUNTES DE CLASE:
EAPF-2012-1: GEOFISICA
PROSPECCION SISMICA
L. Ocola
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PROSPECCION SISMICA:
*La aplicacin de los procedimientos y principios de la sismologa
para la bsqueda de recursos naturales, resolver problemas de
ingeniera o problemas ambientales.
Modelo del medio fsico:
*Propagacin de perturbaciones (ondas) ssmicas en medios
elsticos.
*Medios elsticos:
Los medios elsticos se caracterizan por parmetros o
constantes elsticas:
*Constantes comunes:
-Modulo de Young E: La razn del esfuerzo de tensin o
compresin entre el cambio de longitud por unidad
de longitud. Resistencia al cambio de longitud.
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-Modulo de Volumen (k) (Incompresibilidad) es la razn
del esfuerzo bajo presin hidrosttica simple entre
el cambio de volumen por unidad de volumen.
Resistencia al cambio de volumen
-Mdulo de rigidez () es la razn del esfuerzo
tangencial entre el cambio de longitud por unidad de
longitud. Resistencia al cambio de forma
-La razn de Poisson (): Es una medida del cambio
geomtrico de la forma. Para una pieza cilndrica es
el cambio del dimetros por unidad de dimetro
entre el cambio de longitud por unidad de longitud.
Rango de variacin: 0 < <
-Las constantes de Lame (y ), tiene las mismas
unidades que E.
RELACION ENTRE CONSTANTES ELASTICAS Y
VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LASONDAS SISMICAS
* Las interrelaciones entre las constantes elsticas son:
k = + 2/3 , mdulo de incompresibilidad
k = E/[3(1- 2 )]
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= E /[2(1 + )] mdulo de rigidez
= k 2/3 Constante de Lame
= / [2( + )] Razn de Poisson
*Velocidad de propagacin de las ondas ssmicas:
Vp = [( k + 4/3 )/ ] Ondas compresionales, P
Vs = [ / ] Ondas de corte, S
(2 c2/2) 2= 4[(1-c2/2)][ (1-c2/ 2) Ondas Love, Lq, G
Donde:
c: Velocidad de propagacin de las ondas superficiales
Love
: Velocidad de propagacin de las ondas S
: Velocidad de propagacin de las ondas P.
(2p2-2) 2 -4p2[(p2-2)] [(p2- -2)] = 0
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Ondas de Rayleigh, R
Donde:
p-1 es la velocidad de fase de las ondas Rayleigh, para la
condicin: p > -1> -1
Para = , p-1= 0.92
CLASE DE ONDAS SISMICAS:
*Plano de incidencia: Plano que pasa entre la fuente de las ondas
ssmicas y el detector.
*Ondas corpreas:
-Compresionales, longitudinales, irrotacionales, P.
Perturbacin: Cambio de volumen en el plano de
incidencia. Se propagan en medios slidos y/o fluidos.
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-Corte, transversales, rotacionales, S. Perturbacin:
Cambio de forma. Se propagan en medios slidos. La
vibracin se polariza en componente Sv: Vibracin enel plano de incidencia, y SH: Vibracin normal el plano
de incidencia
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*Ondas superficiales:
-Son ondas que existen en medios semi-infinitos, con
superficies libres, medios estratificados.
-Se propagan ms lentamente que las ondas corpreas
-El decaimiento de la amplitud con la distancia es mucho
menor que la de las ondas corpreas
-La velocidad de propagacin depende fuertemente de la
frecuencia
*Tipos de ondas:
-Ondas Rayleigh, en medios homogneos lateralmente
estn radialmente polarizadas
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-Ondas Love son ondas transversalmente polarizadas y
requieren algn aumento de la velocidad de
propagacin con la profundidad o geometra esfrica
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ONDAS DE REFLEXION Y REFRACCION
*Los principios bsicos que controlan la propagacin de las ondas
ssmicas son similares a los que controlan la propagacin de las
ondas electromagnticas.
*Reflexin ocurre cuando quiera que una onda encuentra una
discontinuidad o lmite o interface donde hay cambio de
propiedades fsicas en el medio que transmite las ondas
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*Refraccin, o cambio de direccin de propagacin, ocurre
cuando una onda cruza una interface o frontera o lmite entre los
medios que transmiten las ondas de diferentes propiedadesfsicas (excepto cuando la trayectoria es normal a la interface o
lmite)
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*La geometra de las trayectorias o rayos a lo largo de los cuales
las ondas elsticas se propagan estn regidas por ciertas reglas
simples.
*El principio de Huygens establece que cada punto en un frente
de onda que avanza en un medio isotrpico, homogneo puede
ser considerado como una fuente de una onda esfrica. Los
frentes de onda a cualquier tiempo posterior es la superficie
engente a esta ondas esfricas nuevas.
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*Ley de Snell establece que una onda que atraviesa un lmite o
interface entre dos medios de velocidades V1 y V2 es refractada
de tal modo que:
Sen i / sen r = V1 / V2
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*Ley de reflexin, para la misma clase de ondas: El angulo deincidencia es igual al ngulo de reflexin.
*Conversin de fases o clases de ondas corporeas:
Al incidir una onda en una interface o lmite que separa dos
medios de propiedades fsicas diferentes se general cuatro
posibles ondas para las ondas longitudinales P y para las ondas
transversales SV, dos reflejadas y dos refractadas.
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-Ondas incidentes P:
.reflejadas: P y Sv
.refractadas: P y Sv
-Ondas incidentes Sv :
.reflejadas: P y Sv
.refractadas: P y Sv
-Ondas incidentes SH:
.reflejadas: SH
.refractadas: SH
*Una fuente ssmica en un medio infinito genera ondas P y S
*Una fuente en un medio semi-infinito genera ondas corpreas yondas superficiales
*Las ondas superficiales se generan donde quiera que existan
interfaces que separen materiales de diferentes propiedades
fsicas.
VELOCIDADES DE LAS ONDAS SISMICAS EN ROCAS
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