Цель и задачи. Геологическая среда является открытой системой, на которую действуют внешние и внутренние факторы, которые приводят к неустойчивому ее состоянию. Эта неустойчивость, как правило, проявляется локально, а эти зоны называются динамически активными элементами, которые являются индикаторами потенциальных катастрофических источников. Эти объекты отличаются от вмещающей геологической среды своими структурными формами, которые часто являются формами иерархического типа. Процесс их активизации может наблюдаться с помощью мониторинга волновых полей. Для этой цели необходимо разработать новые алгоритмы моделирования волновых полей, распространяющихся в локальных объектах с иерархической структурой. Также необходимо разработать новую теорию интерпретации для распространения волновых полей, для определения контуров или поверхностей этих локальных иерархических объектов.
Методы. Построен алгоритм 3D моделирования электромагнитного поля для произвольного типа источника возбуждения N-слойной среды с иерархическим проводящим включением, расположенным в J-ом слое. Построены алгоритмы 2-D моделирования для дифракции звука и линейно поляризованной поперечной упругой волны на включении с иерархической структурой, расположенной в J-ом слое N-слойной упругой среды. Мы использовали метод интегральных и интегро-дифференциальных уравнений для пространственно-частотного представления распределения волновых полей. Выписаны уравнения теоретической обратной задачи для 2D электромагнитного поля E и H поляризация, а также для дифракции звука и распространения линейно поляризованной упругой волны при возбуждении N-слойной проводящей или упругой среды с иерархическим проводящим или упругим включением I-го ранга, расположенным в v-ом слое.
Результаты. Из построенной теории следует, что при интерпретации данных мониторинга необходимо использовать такие данные, которые получены в рамках систем наблюдения, настроенных на исследование иерархической структуры среды. С другой стороны, чем сложнее среда, тем каждое волновое поле привносит свою информацию о ее внутренней структуре, поэтому интерпретацию сейсмического и электромагнитного поля необходимо вести раздельно, не смешивая эти базы данных. Этот результат содержится и в явном виде уравнений теоретической обратной задачи для рассмотренных случаев распространения волновых нолей.
Практическое значение и выводы. Эти результаты являются основой для построения новых систем мониторинговых наблюдений геологических систем. Особенно это востребовано для предотвращения горных ударов в глубоких шахтах при их эксплуатации.
Purpose. Geological medium is an open system which is influenced by outer and inner factors that can lead it to a unstable state. That non stability is as a rule occurred locally and these zones are named as dynamically active elements, which are indicators of potential catastrophic.
sourccs. These objects differ from the embedded geological medium by their structural forms, which often arc of hierarchical type. The process of their activisation can be searched, using wave fields monitoring. For that purpose it is needed to develop new algorithms of modeling wave field’s propagation through the local objects with hierarchical structure. Also it is needed to develop new theory of interpretation the distribution of wave fields for defining the contours of these local hierarchical objects.
Design/methodology/approach. It had been constructed an algorithm for 3D modeling electromagnetic field for arbitrary type of sourcc of excitation in N-laycred medium with a hierarchic conductive intrusion, located in the layer number J. It had been constructed algorithms for 2D modeling of sound diffraction and linear polari/cd transversal seismic wave on an intrusion of hierarchic structure, located in the layer number J of N-layered elastic medium. We used the method of integral and integral-din'crcntial equations for a space frequency presentation of wave field's distribution. It is developed an algorithm for constructing the equation of theoretical inverse problem for 2-D electromagnetic field of E and H polarization and linear polarized longitudinal elastic wave by excitation of the N-layered conductive or clastic medium with hierarchic conductive or clastic inclusion located in the v -th layer.
Findings. From the theory it is obviously that for such complicated medium each wave field contains its own information about the inner structure of the hierarchical inclusion. Therefore it is needed to interpret the monitoring data for each wave field apart, and not mixes the data base.
Practical value/implications. These results will be the base for constructing new systems of monitoring observations of dynamical geological systems. Especially it is needed to prevent rock shocks in deep mines by their exploitation.
