4. Métodos sísmicos

4.1 Sismologia / 4.2 Historia / 4.3 Fundamentos teóricos / 4.4 Comportamiento de ondas sísmicas incidentes en interfases / 4.5 Método de refracción / 4.6 Reflexiones sísmicas / 4.7 Geófonos / 4.8 Características de la sísmica de refracción y de las reflexiones sísmicas / 4.9 Ejemplos

4.5 Método de refracción

Caso de una interfase inclinada entre dos medios: La interfase está inclinada hacia la izquierda.

v_2- = una velocidad aparente menor con respecto a la velocidad correspondiente al segundo medio, se la registra cuando la onda de MINTROP corre a favor del buzamiento de la interfase.

v₂₊ = una velocidad aparente mayor con respecto a la velocidad correspondiente al segundo medio, se la registra cuando la onda de MINTROP corre en contra del buzamiento de la interfase.

Para la velocidad v2 correspondiente al segundo medio vale: v_2- < v₂ < v₂₊.

El método de refracción se aplica en la ingeniería en la exploración de minerales y en la ingeniería civil por ejemplo:

1. para determinar la profundidad a una capa rocosa cubierta por aluviones por ejemplo.
2. para estimar la profundidad hacia una capa rocosa cubierta con sedimentos no consolidados.
3. para averiguar la posibilidad de fracturamiento de las rocas.

i. El método de refracción más sencillo para determinar la profundidad a un lecho rocoso como una secuencia de areniscas o un manto andesítico cubierto por aluviones es el método ABC. A y B denotan disparos ubicados en los dos extremos de un perfil, el disparo C se sitúa en la mitad del perfil (véase figura refrac1i.cdr).

La profundidad vertical con respecto al disparo C se calcula del modo siguiente:

hc = 1/2 × (t_CA + t_CB - t_AB) × Ö (v₁ × v₂)/(v₂² - v₁²)

donde hc = profundidad al lecho rocoso desde el disparo C medido verticalmente con respecto a la interfase situada entre el recubrimiento y el lecho rocoso.

t_CA, t_CB, t_AB = tiempos de viaje de superficie a superficie de un disparo al otro.

v₁ = velocidad del recubrimiento.

v₂ = velocidad correspondiente al lecho rocoso.

Si v₂ >> v₁, lo que es un caso frecuente, se puede reemplazar v₂ por v₁ obteniendo:

hc » 1/2 × v₁ × (t_CA + t_CB - t_AB)

En esta forma el cálculo de la profundidad depende solo de la velocidad correspondiente al recubrimiento (v₁) y de los tres tiempos de recorrido.

Si v₂ > 3×v₁ se obtiene un valor para hc con un error menor a 6%.

Se puede aplicar la fórmula sencilla 'hc » 1/2 × v₁ × (t_CA + t_CB - t_AB)', si las siguientes condiciones están cumplidas:

• El recubrimiento debe ser homogéneo.
• La profundidad del lecho rocoso varía solo suavemente (echado pequeño).
• El contraste en las velocidades correspondientes al recubrimiento y al lecho rocoso es grande.

ii. La ausencia de refracción de alta velocidad siempre indica, que a profundidades someras menores a aproximadamente un tercio de la longitud del perfil de refracción no se encontrarán capas rocosas.

iii. Las velocidades de refracción correspondientes en roca intemperizada y capas rocosas cubiertas con suelo indican una roca fracturada si son menores de 2100 a 2400m/s.

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