Рассмотрена проблема мониторинга состояния элементов конструкции подземных сооружений и состояния геологической среды в их близи на основе использования наблюдений за естественным сейсмическим шумом. Приводятся результаты полевых экспериментов, проведенных в Томусинском железнодорожном тоннеле в Кемеровской области. Представлены особенности спектральных характеристик зарегистрированных сейсмических сигналов, полученных в результате пассивных наблюдений с использованием трехкомпонентных приемников, расположенных на основании туннеля. С целью установления закономерностей формирования естественного волнового поля на поверхности подземного сооружения при наличии зоны геологической нарушенности вблизи него была разработана трехмерная математическая модель. В ней подземное сооружение представляется цилиндрической полостью, а зона нарушенности областью кубической формы с отличными от вмещающей среды свойствами. Распространение волн моделируется на основе численного решения уравнений упругости методом спектральных элементов, реализованным в программном пакете SpecFEM3d. Естественный шум реализуется путем введения в модель множества источников со случайными механизмами и сигналами. Представлены результаты численных экспериментов. Показано, как свойства геологической среды, нарушенной зоны и размеры этой зоны влияют на характеристики формируемого волнового поля на поверхности цилиндрической полости. Проанализированы зависимости спектральных характеристик синтетических сигналов от параметров модели.
