geophystechГеофизические технологииRussian Journal of Geophysical Technologies2619-1563IPGG SB RAS10.18303/2619-1563-2025-4-42geophystech-444Research ArticleСтатьиОпыт применения генерируемых сейсмоакустическими шумами стоячих волн для решения задач инженерной сейсмикиExperience of using standing waves generated by seismoacoustic noise to solve engineering seismic problemshttps://orcid.org/0000-0002-1435-434XКолесниковЮ. И.KolesnikovYu. I.

Колесников Юрий Иванович – доктор технических наук, доцент, главный научный сотрудник лаборатории динамических проблем сейсмики

630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3

Yury I. Kolesnikov

Koptyug Ave., 3, Novosibirsk, 630090

KolesnikovYI@ipgg.sbras.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9710-8944ФединК. В.FedinK. V.

Федин Константин Владимирович – кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории динамических проблем сейсмики

630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3

Konstantin V. Fedin

Koptyug Ave., 3, Novosibirsk, 630090

FedinKV@ipgg.sbras.ruИнститут нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАНРоссияTrofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, SB RASRussian Federation202531032026044267Copyright © Колесников Ю.И., Федин К.В., 20262026Колесников Ю.И., Федин К.В.Kolesnikov Y.I., Fedin K.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjgt.ru/jour/article/view/444

В статье приведены примеры применения для решения задач инженерной сейсмики пассивного сейсмического метода, основанного на выделении из сейсмоакустического шумового поля стоячих волн, генерируемых такими шумами в ограниченных объектах. Исследования выполнялись как на природных, так и на техногенных объектах на разных масштабных уровнях – от первых сантиметров (например, при выявлении пустот под твердым дорожным покрытием) до десятков метров (в частности, для определения собственных частот и форм колебаний зданий и сооружений).

This article presents examples of the application of a passive seismic method to solve engineering seismic problems. This method is based on the extraction from a seismoacoustic noise field of standing waves generated by such noise within confined objects. The studies were conducted on both natural and man-made objects at various scales – from a few centimeters (e.g., to assess the thickness of ice cover on water reservoirs) to tens of meters (specifically, to determine the natural frequencies and vibration modes of buildings and structures).

натурные экспериментысейсмоакустические шумыпассивные сейсмические наблюдениянакопление амплитудных спектровстоячие волныin-situ experimentsseismoacoustic noisepassive seismic observationsamplitude spectral accumulationstanding wavesисследование выполнено по плану базовых научно-исследовательских работ ИНГГ СО РАН (проект Минобрнауки РФ FWZZ-2022-0017).the study was carried out as part of government assignment to the Russian Academy of Sciences in basic research, Project FWZZ-2022-0017.ReferencesАхтямов А.М., Шагиев В.Р. Идентификация неупругих видов закреплений трубопроводов // Вестник Башкирского университета. 2016. Т. 21, № 1. С. 21–26. EDN:XHOQXV.Akhtyamov A.M., Shagiev V.R. Identification of nonelastic fastenings types of pipeline // Bulletin of the Bashkir University. 2016. Vol. 21 (1). P. 21–26 (In Russ.).Бах А.А., Еманов А.Ф., Шеболтасов А.Г., Децик Д.В., Еманов А.А., Полянский П.О., Дураченко А.В., Рыбушкин А.Ю. Высокоточные определения методом стоячих волн характеристик собственных колебаний плотин средненапорных ГЭС // Вопросы инженерной сейсмологии. 2025а. Т. 52, № 1. С. 120–131. doi:10.21455/VIS2025.1-6. EDN:UEYURX.Bach A.A., Emanov A.F., Sheboltasov A.G., Decik D.V., Emanov A.A., Polyansky P.O., Durachenko A.V., Rybushkin A.Yu. High-precision determinations of the characteristics of natural oscillations of medium-pressure hydroelectric power station dams by the standing wave method // Seismic Instruments. 2025. Vol. 61 (1). P. 48–57. doi:10.3103/S074792392570029X. EDN:ODOAKL.Бах А.А., Еманов А.Ф., Шеболтасов А.Г., Еманов А.А., Полянский П.О. Высокоточные измерения методом стоячих волн характеристик собственных колебаний здания Иркутской ГЭС // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2025б. № 5. С. 60–72. doi:10.37153/2618-9283-2025-5-60-72. EDN:ENBJUV.Bach A.A., Emanov A.F., Sheboltasov A.G., Emanov A.A., Polyansky P.O. High-precision standing waves measurements of the natural oscillation characteristics of the Irkutsk HPP building // Earthquake Engineering. Constructions Safety. 2025. No. 5. P. 60–72 (In Russ.). doi:10.37153/2618-9283-2025-5-60-72.Еманов А.Ф., Красников А.А. Применение метода стоячих волн для исследования сейсмоизолированных зданий // Вопросы инженерной сейсмологии. 2015. Т. 42, № 4. С. 37–64. EDN:VOXXGR.Emanov A., Krasnikov A. The use of standing waves method in study of seismically isolated buildings // Problems of Engineering Seismology. 2015. Vol. 42 (4). P. 37–64 (In Russ.).Еманов А.Ф., Селезнев В.С., Бах А.А., Гриценко С.А., Данилов И.А., Кузьменко А.П., Сабуров В.С., Татьков Г.И. Пересчет стоячих волн при детальных инженерно-сейсмологических исследованиях // Геология и геофизика. 2002. Т. 43, № 2. С. 192–207. EDN:AXGPLV.Emanov A.F., Seleznev V.S., Bakh A.A., Gritsenko S.A., Danilov I.A., Kuz'menko A.P., Saburov V.S., Tat'kov G.I. Standing waves in engineering seismology // Russian Geology and Geophysics. 2002. Vol. 43 (2). P. 181–196. EDN:TNSYOL.Еманов А.Ф., Селезнев В.С., Бах А.А. Когерентное восстановление полей стоячих волн как основа детального сейсмологического обследования инженерных сооружений // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2007. № 3. С. 20–24. EDN:IAWNLF.Emanov A.F., Seleznev V.S., Bakh A.A. Coherent reconstruction of standing-wave fields as a basis for detailed seismological study of engineering structures // Earthquake Engineering. Constructions Safety. 2007. No. 3. P. 20–24 (In Russ.).Еманов А.Ф., Бах А.А., Клецин В.И. Стоячие волны в плотинах Богучанской и Чиркейской ГЭС // Природные и техногенные риски. Безопасность сооружений. 2018. № 4 (35). С. 28–33. EDN:YYWVZR.Emanov A.F., Bach A.A., Kletsin V.I. Standing waves in the dams of the Boguchan and Chirkean hydroelectric power stations // Natural and Technological Risks. Building Safety. 2018. Vol. 4 (35). P. 28–33. (In Russ.).Еманов А.Ф., Бах А.А., Еманов А.А. Инженерно-сейсмологический мониторинг зданий и сооружений: физико-математические основы метода, возможности, результаты // Научный вестник Арктики. 2019. № 7. С. 34–43. EDN:HESZPN.Emanov A.F., Bakh A.A., Emanov A.A. Engineering and seismological monitoring of buildings and structures: physical and mathematical foundations of the method, possibilities, results // Scientific Bulletin of the Arctic. 2019. No. 7. P. 34–43 (In Russ.).Еманов А.Ф., Бах А.А., Еманов Ф.А. Изучение вертикальных собственных колебаний зданий методом стоячих волн // Вопросы инженерной сейсмологии. 2020. Т. 47, № 4. С. 43–54. doi:10.21455/VIS2020.4-3. EDN:FLPPQP.Emanov A.F., Bakh A.A., Emanov F.A. Studying vertical natural vibrations of buildings by the standing wave method // Seismic Instruments. 2021. Vol. 57 (2). P. 163–172. doi:10.3103/s0747923921020225. EDN:TWJAVC.Колесников Ю.И., Федин К.В. Обнаружение подземных пустот по микросейсмам: физическое моделирование // Технологии сейсморазведки. 2015. № 4. С. 89–96. doi:10.18303/1813-4254-2015-4-89-96. EDN:VLKGEH.Khaykin S.E. Physical foundations of mechanics (In Russ.). 2nd Ed. Nauka, Moscow, 1971. 752 p.Колесников Ю.И., Федин К.В. Применение пассивного метода стоячих волн в инженерной сейсмике: физическое моделирование и натурный эксперимент // Технологии сейсморазведки. 2016. № 2. С. 83–91. doi:10.18303/1813-4254-2016-2-83-91. EDN:WTHQBT.Kolesnikov Yu.I., Fedin K.V. Detection of underground cavities using microtremor: physical modelling // Seismic Technologies. 2015. No. 4. P. 89–96 (In Russ.). doi:10.18303/1813-4254-2015-4-89-96.Корепанов В.В., Цветков Р.В. Сезонные изменения собственных частот колебаний здания на свайном фундаменте // Вестник ПНИПУ. Механика. 2014. № 2. С. 153–167. doi:10.15593/perm.mech/2014.2.07. EDN:SHKEPZ.Kolesnikov Yu.I., Fedin K.V. Application of passive standing wave method in engineering seismics: physical modelling and field experiment // Seismic Technologies. 2016. No. 2. P. 83–91 (In Russ.). doi:10.18303/1813-4254-2016-2-83-91.Хайкин С.Э. Физические основы механики. М.: Наука, 1971. 752 с.Korepanov V.V., Tsvetkov R.V. Seasonal changes in eigenfrequencies of structures supported on pile foundation // PNRPU Mechanics Bulletin. 2014. No. 2. P. 153–167 (In Russ.). doi: 10.15593/perm.mech/2014.2.07.Шагиев В.Р., Ахтямов А.М. Идентификация закрепления трубопровода с использованием минимального количества собственных частот // Математические структуры и моделирование. 2018. № 1 (45). С. 95–107. doi:10.24147/2222-8772.2018.1.95-107. EDN:YSIBSD.Kramer S.L. Geotechnical earthquake engineering. Prentice Hall, Inc., New Jersey, 1996. 653 p.Юзбеков Н.С. Проблемы оценки состояния грунтовых плотин // Технологии гражданской безопасности. 2004. № 2 (6). С. 62–65. EDN:KVUODV.Krautkramer J., Krautkramer H. Ultrasonic testing of materials. 4th Edition. Springer-Verlag, Berlin, 1990. 677 p. doi:10.1007/978-3-662-10680-8.Kramer S.L. Geotechnical earthquake engineering. Prentice Hall, Inc., New Jersey, 1996. 653 p.Shagiev V.R., Akhtyamov A.M. Identification of pipe fastening using the minimum number of natural frequencies // Mathematical Structures and Modeling. 2018. No. 1 (45). P. 95–107 (In Russ.).Krautkramer J., Krautkramer H. Ultrasonic testing of materials. 4th Edition. Springer-Verlag, Berlin, 1990. 677 p. doi:10.1007/978-3-662-10680-8.Suwal L.P., Kuwano R. Poisson’s ratio evaluation on silty and clayey sands on laboratory specimens by flat disk shaped piezo-ceramic transducer // Bulletin of ERS. 2012. Vol. 45. P. 141–158.Suwal L.P., Kuwano R. Poisson’s ratio evaluation on silty and clayey sands on laboratory specimens by flat disk shaped piezo-ceramic transducer // Bulletin of ERS. 2012. Vol. 45. P. 141–158.Yuen K.-V., Kuok S.-C. Ambient interference in long-term monitoring of buildings // Engineering Structures. 2010. Vol. 32 (8). P. 2379–2386. doi:10.1016/j.engstruct.2010.04.012.Yuen K.-V., Kuok S.-C. Ambient interference in long-term monitoring of buildings // Engineering Structures. 2010. Vol. 32 (8). P. 2379–2386. doi:10.1016/j.engstruct.2010.04.012.Yuzbekov N.S. Problems of assessing the condition of earth dams // Civil Security Technology. 2004. No. 2 (6). P. 62–65 (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.