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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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