Главная
Популярная публикация
Научная публикация
Случайная публикация
Обратная связь
ТОР 5 статей:
Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия
Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века
Ценовые и неценовые факторы
Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка
Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы
КАТЕГОРИИ:
|
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]
Задачи исследований
| Геофизические методы
| основные
| вспомогательные
| Определение геологического строения массива
| Рельеф кровли скальных и мерзлых грунтов, мощность нескальных и талых грунтов
| Электроразведка методами электропрофилирования и вертикального электрического зондирования по методу кажущегося сопротивления (ВЭЗ); сейсморазведка методом преломленных (МПВ) и отраженных (МОГТ) волн
| ВЭЗ по методу двух составляющих (ВЭЗ МДС); частотное электромагнитное зондирование (ЧЭМЗ); дипольно-электромагнитное профилирование (ДЭМП); метод отраженных волн (МОВ); гравиразведка
| Расчленение разреза. Установление границ между слоями различного литологического состава и состояния в скальных и дисперсных породах
| ВЭЗ, МПВ, различные виды каротажа - акустический, электрический, радиоизотопный
| ВЭЗ МДС; ВЭЗ по методу вызванных потенциалов (ВЭЗ ВП); ЧЭМЗ; вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП); непрерывное сейсмоакустическое профилирование на акваториях
| Местоположение, глубина залегания и форма локальных неоднородностей
| Зоны трещиноватости и тектонических нарушений, оценка их современной активности
| ВЭЗ; ВЭЗ МПВ; круговое вертикальное зондирование (ВЭЗ); метод естественного поля (ПС); МПВ; МОГТ; ВСП; расходометрия; различные виды каротажа; радиокип; газовоэманационная съемка; георадиолокация
| ВЭЗ ВП; радиоволновое просвечивание; ДЭМП; магниторазведка, регистрация естественного импульсного электромагнитного поля Земли (ЕИЭМПЗ)
|
Продолжение табл. 1.5
Задачи исследований
| Геофизические методы
| основные
| вспомогательные
| Карстовые полости и подземные выработки
| ЭП; ВЭЗ; ВСП; расходометрия, резистометрия, газово-эманационная съемка
| МОГТ; сейсмоакустическое просвечивание; радиоволновое просвечивание; гравиразведка; георадиолокация
| Погребенные останцы и локальные переуглубления в скальном основании
| МОГТ; ВЭЗ; ВЭЗ МДС; ЭП; гравиразведка; магниторазведка; газово-эманационная съемка
| ДЭМП; сейсмическое просвечивание; георадиолокация
| Льды и сильнольдистые грунты
| ЭП; ВЭЗ; ВЭЗ МДС; МПВ; различные виды каротажа
| ВЭЗ ВП; ДЭМП; ЧЭМЗ; микромагнитная съемка, гравиразведка
| Межмерзлотные воды и талики
| ЭП; ВЭЗ МДС; термометрия
| ПС; ВЭЗ ВП
| Изучение гидрогеологических условий
| Глубина залегания уровня подземных вод
| МПВ; ВЭЗ
| ВЭЗ ВП
| Глубина залегания, мощность линз соленых и пресных вод
| ЭП; ЭП МДС; ВЭЗ; резистивиметрия
| ВЭЗ МДС; ВЭЗ ВП; ЧЭМЗ; расходометрия
| Динамика уровня и температуры подземных вод
| Стационарные наблюдения ВЭЗ; МПВ; нейтрон-нейтрон каротаж (НН); термометрия
| -
| Направление, скорость движение, места разгрузки подземных вод, изменение их состава
| Резистивиметрия; расходометрия; метод заряженного тела (МТЗ); ПС; ВЭЗ
| Термометрия, спектрометрия
| Загрязнение подземных вод
| ВЭЗ; резистивиметрия
| ПС
|
Продолжение табл. 1.5
Задачи исследований
| Геофизические методы
| основные
| вспомогательные
| Изучение состава, состояния и свойств грунтов
| Скальные:
пористость и трещиноватость, статический модуль упругости, модуль деформации, временное сопротивление одноосному сжатию, коэффициент отпора, напряженное состояние
| Различные виды каротажа, МПВ; сейсмоакустическое просвечивание; ВСП; лабораторные измерения удельных электрических сопротивлений (УЭС) и скоростей упругих волн
| ВЭЗ
| Песчаные, глинистые и пылеватые, крупнообломочные:
влажность, плотность, пористость, модуль деформации, угол внутреннего трения и сцепление
| Различные виды каротажа, ВСП
| МПВ, сейсмическое просвечивание; лабораторные измерения УЭС и скоростей упругих волн
| Песчаные и глинистые мерзлые:
влажность, льдистость, пористость, плотность, временное сопротивление одноосному сжатию
| Различные виды каротажа; ВСП; лабораторные измерения УЭС и скоростей упругих волн
| ВЭЗ; ВЭЗ МДС
| Коррозионная активность грунтов и наличие блуждающих токов
| ВЭЗ; ЭП; ПС: лабораторные измерения плотности поляризующего тока; регистрация блуждающих токов
| -
|
Окончание табл. 1.5
Задачи исследований
| Геофизические методы
| основные
| вспомогательные
| Изучение геологических процессов и их изменений
| Изменение напряженного состояния и уплотнения грунтов
| МПВ; ВСП; сейсмическое просвечивание; различные вилы каротажа; резистивиметрия в скважинах и водоемах: гравиметрия
| Регистрация естественного импульсного электромагнитного поля Земли (ЕИЭМПЗ); ПС; эманационная съемка
| Оползни
| МПВ, ЭП; ВЭЗ; различные виды каротажа
| ПС; режимные наблюдения акустической эмиссии; магнитные марки; эманационная съемка; ЕИЭМПЗ
| Карст
| ВЭЗ МДС; ЭП; ПС; МПВ; ОГП; различные виды каротажа; резистивиметрия в скважинах и водоёмах; гравиметрия
| ВЭЗ; ВЭЗ ВП; МЗТ, эманационная съемка
| Изменение мощности слоя оттаивания, температуры и свойств мерзлых грунтов
| ВЭЗ; ЭП; МПВ; ВСП; различные виды каротажа
| ПС;ЧЭМЗ
| Сейсмическое микрорайонирование территории
| МПВ; ВСП; гамма-гамма каротаж (ГГ); регистрация слабых землетрясений, взрывов
| Регистрация сильных землетрясений, регистрация микросейм, определение характеристик затухания и поглощения сейсмических волн в грунтах
| 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
ρn=F x ρb,
где ρn – сопротивление породы;
ρb – сопротивление воды;
F – параметр пористости или относительного сопротивления.
Таблица 1.6.
Задачи, методы и объемы геофизических исследований при инженерно-геологических изысканиях [13]
Задачи геофизических исследований
| Электроразведка
| Сейсморазведка
| Магниторазведка
| Гравиразведка
| Акустические исследования
| Радиоизотопные
исследования
| Газово-эманационная съемка
| расстояние между профилями, м
| шаг по профилю, м
| расстояние
между прфилями, м
| шаг по профилю, м
| расстояние между
прфилями, м
| шаг по профилю, м
| расстояние между
профилями, м
| шаг по профилю, м
| | расстояние между прфилями, м
| шаг по профилю, м
| Определение рельефа кровли скальных грунтов, расчленение разреза на отдельные горизонты, определение положения уровня подземных вод и пр.
| 50-500
| 10-100
| 50-500
| Непрерывное профилирование
| -
| -
| -
| -
| -
| -
| -
| -
| Установление и прослеживание зон тектонических нарушений и трещиноватости, погребенных долин *
| 50-500
| 25-100
| 50-500
| То же
| 50-100
| 25-50
| 50-100
| 25-50
| 25-50
| -
| 25-50
| 5-10
| Выявление степени трещиноватости и закарстованности грунтов, “карманов” выветрелых грунтов, изучение оползней
| 25-100
| 10-20
| 50-200
| То же
| 20-50
| 10-25
| 20-50
| 10-25
| 10-25
| -
| 25-50
| 5-10
| | | | | | | | | | | | | | | |
Продолжение табл. 1.6
Задачи геофизических исследований
| Электроразведка
| Сейсморазведка
| Магниторазведка
| Гравиразведка
| Акустические исследования
| Радиоизотопные
исследования
| Газово-эманационная съемка
| расстояние между профилями, м
| шаг по профилю, м
| расстояние
между прфилями, м
| шаг по профилю, м
| расстояние между
прфилями, м
| шаг по профилю, м
| расстояние между
профилями, м
| шаг по профилю, м
| расстояние между прфилями, м
| шаг по профилю, м
| Определение состава и физико-механических свойств грунтов, в том числе в режиме мониторинга
| Наблюдения в отдельных точках с поверхности, в скважинах и шурфах
| Отдельные зондирования или отрезки профилей с наблюдением продольных и поперечных волн, ВСП, сейсмический каротаж,
хинное просвечивание
| -
| -
| -
| -
| -
|
| Измерения в штольнях, шурфах, скважинах, на образцах
| Измерения плотности и влажности в скважинах, шурфах и при зондировании специальными зондами
| -
| -
| Определение направления и скорости движения подземных вод
| Наблюдения в отдельных точках на 8 радиусах вокруг скважины (метод заряженного тела)
| -
| -
| -
| -
| -
| -
|
| -
| -
| -
| -
|
Окончание табл. 1.6
Задачи геофизических исследований
| Электроразведка
| Сейсморазведка
| Магниторазведка
| Гравиразведка
| Акустические исследования
| Радиоизотопные
исследования
| Газово-эманационная съемка
| расстояние между профилями, м
| шаг по профилю, м
| расстояние
между прфилями, м
| шаг по профилю, м
| расстояние между
прфилями, м
| шаг по профилю, м
| расстояние между
профилями, м
| шаг по профилю, м
| расстояние между прфилями, м
| шаг по профилю, м
| Определение коррозионной активности грунтов:
| 50-100
| 25-50
| -
| -
| -
| -
| -
| -
| -
| -
| -
| -
| на площадке
| по трассам:
внеплощадочные коммуникации
|
-
|
50-100
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
| магистральные трубопроводы
| -
| 300-500
| -
| -
| -
| -
| -
| -
| -
| -
| -
| -
| Определение интенсивности блуждающих токов:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| на площадке
| 100-200
| 50-100
| -
| -
| -
| -
| -
| -
| -
| -
| -
| -
| по трассам
| -
| 100-500
| -
| -
| -
| -
| -
|
| -
| -
| -
| -
| * - На выявленных участках проводится детализация с помощью кругового вертикального электрического зондирования и сейсмозондирования с наблюдениями по нескольким азимутам
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|