Геофизические исследования

Инженерная геофизика является в настоящее время одним из самостоятельных разделов разведочной геофизики. Области применения геофизических методов отражены на рис. 1.3.

Рис 1.3. Область применения геофизических методов

В практике инженерных изысканий геофизическим методами решаются задачи (СП 11-105-97):

- определение состава и мощности рыхлых четвертичных (или более древних) отложений;

- выявление литологического строения массива горных пород, тектонических нарушений, а также зон повышенной трещиноватости и обводненности;

- определение глубины залегания уровней подземных вод, водоупоров и направление потоков подземных вод, гидрогеологических параметров грунтов и водоносных горизонтов;

- определение состава, состояния и свойств грунтов в массиве и их изменений;

- проведение мониторинга опасных геологических и гидрогеологических процессов;

- сейсмическое микрорайонирование территории.

Выбор методов геофизических исследований (основных и вспомогательных) и их комплексирование производится в зависимости от решаемых задач и конкретных инженерно-геологических условий (табл. 1.5).

Наиболее эффективно геофизические методы используются при изучении неоднородных геологических тел, когда их геофизические характеристики существенно отличаются друг от друга. При проведении инженерно-геологических исследований часто используется электропрофилирование (ЭП), а также сейсморазведку по методу преломленных волн (МПВ). Геофизические методы позволяют обнаружить крупные аномалии в строении геологической среды (пустоты, зоны трещин, погребенные эрозионные врезы); выявить геологическое и гидрогеологическое строение исследуемой области геологической среды; оценить некоторые свойства коллекторов (пористость, трещиноватость, водонасыщенность и упругие свойства).

Исследования ведутся с поверхности земли, в водной среде, на акваториях, в буровых скважинах, горных выработках, с использованием аэро- и космических методов, в лабораторных условиях на образцах горных пород.

Электроразведка является ведущим методом комплекса геофизических работ и в зависимости от решаемых задач и инженерно-геологических условий может применяться как самостоятельно, так и в сочетании с другими геофизическими и инженерно-геологическими методами. Использование гравиразведки и магниторазведки ограничено решением некоторых частных задач. Методы скважинных исследований, помимо традиционных, включют специальные наблюдения за динамическими параметрами фильтрационных потоков, свойствами и состоянием массивов горных пород.

Таблица 1.5

Задачи основных и вспомогательных методов геофизических исследований при инженерно-геологических изысканиях [13]

Продолжение табл. 1.5

Продолжение табл. 1.5

Окончание табл. 1.5

Примечание. В сложных инженерно-геологических условиях ВЭЗ проводится в модификации ВЭЗ МДС.

Обозначения: ЭП — электропрофилирование; ВЭЗ — вертикальное электрическое зондирование; ВЭЗ МДС — вертикальное электрическое зондирование по методу двух составляющих; ЧЭМЗ — частотное электромагнитное зондирование; ЭП МДС - электропрофилирование по методу двух составляющих; ДЭМП — дипольно-электромагнитное профилирование; ВЭЗ ВП — вертикальное электрическое зондирование вызванных потенциалов; КВЭЗ — круговое вертикальное электрическое зондирование; ПС — естественное электрическое поле; УЭС — удельное электрическое сопротивление; МЗТ — метод заряженного тела; ЕИЭМПЗ — естественное импульсное электромагнитное поле Земли; МПВ — сейсморазведка методом преломленных волн; MOB — сейсморазведка методом отраженных волн; МОГТ — сейсморазведка методом общей глубинной точки; ВСП — вертикальное сейсмическое профилирование; ОГП — сейсморазведка методом обшей глубинной площадки; ННК — нейтрон-нейтронный каротаж; ГТК — гамма-гамма каротаж

Для скальных пород при малой минерализации подземных вод наблюдается почти пропорциональная зависимость между их удельным электрическим сопротивлением и модулем Юнга.

В противоположность инженерно-геологическим, геофизические методы позволяют определить пористость, влажность и плотность достаточно большого объема пород, что уменьшает возможность получения случайных результатов.

Емкостный метод изучения влажности и пористости горных пород основан на четко выраженной зависимости их диэлектрической проницаемости от количества находящейся в них воды. Диэлектрическая проницаемость определяется емкостью конденсатора, между пластинами которого помещают исследуемую породу. Для наблюдения в естественных условиях применяются специальные конденсаторы, смонтированные в виде зондов. Обычно для размещения зондов-конденсаторов бурят небольшие скважины или шурфы.

В условиях полного водонасыщения горных пород по значениям удельного электрического сопротивления пород и насыщающих подземных вод можно определить их пористость. При этом используется зависимость

ρ_n=F x ρ_b,

где ρ_n – сопротивление породы;

ρ_b – сопротивление воды;

F – параметр пористости или относительного сопротивления.

Таблица 1.6.

Задачи, методы и объемы геофизических исследований при инженерно-геологических изысканиях [13]

Продолжение табл. 1.6

Окончание табл. 1.6

* - На выявленных участках проводится детализация с помощью кругового вертикального электрического зондирования и сейсмозондирования с наблюдениями по нескольким азимутам

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: