Комплекс геофизических работ для изучения карста на стадии проект, разработанный в Башкирии

¹ Таблица приводится в качестве примера одного из возможных вариантов комплекса геофизических работ для изучения карста

² При выполнении ВЭЗ применяется метод 2 составляющих (МДС)

³ В каротажные исследования в данном комплексе включаются методы сопротивления КС (а в случае отсутствия воды в скважине – каротаж МСК), потенциалов собственной поляризации ПС, гамма-каротаж ГК, кавернометрии КМ, расходометрии РМ-С, резистивиметрии РЕЗ (с засолением). При необходимости комплекс дополняется методом заряда МЗ, вертикальным сейсмическим профилированием ВСП и другими методами.

Важной особенностью геофизических исследований карста является потребность в проведении опытно-параметрических работ для выбора комплекса методов и схем измерения, оптимального для данных геологических условий.

Должно быть обеспечено своевременное выполнение геофизических исследований, требующихся для рационального размещения скважин. По мере накопления данных бурения, а также других работ, материалы этих исследований целесообразно подвергать повторной интерпретации.

Оползни. Геодинамические исследования для изучения оползней основаны на разной дифференциации физических свойств пород в теле оползня и коренном залегании. В табл.1.8 приводятся сведения об изменении электрических и сейсмических характеристик пород на оползневых склонах, где ρ_кор; V ρ_кор; α ρ_кор; V S_кор, α S_кор – соответственно удельное электрическое сопротивление, скорости продольных и поперечных волн и эффективные коэффициенты затухания продольных и поперечных волн в коренном залегании; ρ_оп, Vρ_оп , VS_оп, α ρ_оп, αS_оп – значения тех же параметров в теле оползня.

Таблица 1.8.

Степень изменения электрических и сейсмических характеристик пород в коренном залегании и теле оползня [15]

Различие физических свойств оползневых и коренных пород позволяет успешно использовать методы сейсмо- и электроразведки при картировании оползневых отложений, выделении поверхностей скольжения, изучении степени разрушенности пород.

При изучении особенностей обводненности оползней геофизическими методами определяют уровень грунтовых вод и степень увлажнения глинистых грунтов в зависимости от сезонных условий.

Определение уровня грунтовых вод производится сейсморазведкой МПВ и электроразведкой методом ВЭЗ. Для определения влажности в теле оползня применяются методы естественных сопротивлений, потенциалов и термометрия.

Характер распределения напряжений в массиве при подготовке оползневых смещений находит отражение в изменении прочностных свойств пород и фиксируется измерением скоростей и коэффициентов затухания упругих волн задолго до проявления видимых деформаций.

Скорость смещения оползневых накоплений определяется наблюдениями за положением магнитных реперов установленных в скважинах. При этом фиксируется смещение реперов которые превышают 10-15 см на глубинах до 10 м с помощью методов микромагнитной съемки.

В маловлажных песчаных и крупнообломочных породах при переходе через 0⁰ С происходит резкое возрастание электрических сопротивлений и скоростей упругих колебаний, а в мерзлых глинистых грунтах с содержанием гигроскопичной влаги заметное увеличение этих параметров наблюдается при отрицательной температуре -1-3⁰ С. Скальные породы при отрицательной температуре дают сравнительно небольшое возрастание сопротивлений и скоростей сейсмических волн.

Многолетняя мерзлота характеризуется:

1. Наличием границ, на которых происходят значительные изменения электрических и упругих свойств при переходе пород из талого в мерзлое состояние;

2. Сложным блоковым геоэлектрическим и геосейсмическим строением мерзлого массива;

3. Нестабильностью границ и свойств горных пород во времени, связанной с изменением температурного режима.

Метод электрического зондирования применяется для определения верхней и нижней границ мерзлоты. Верхняя граница выделяется по крутому подъему кривой зондирования. По данным сейсмических работ можно получить качественную инженерно-геологическую характеристику кровли мерзлоты на глубину проникновения в нее преломленной волны.

Нижняя граница мерзлоты прослеживается по правой крутопадающей ветви кривой зондирования.

При картировании границ распространения многолетней мерзлоты, помимо электрического зондирования, широко используется электропрофилирование. Профили прослеживаются в зависимости от данных ландшафтной съемки. На границе ρ_к участки развития мерзлоты выделяются максимумами. Картирование мерзлоты ведется также по температурным наблюдениям, выполняемым с помощью термометров.

Наблюдения с поверхности земли и в буровых скважинах дают возможность изучения динамики многолетней мерзлоты. Точные данные получаются в результате применения стационарно установленных в мерзлой толще температурных или электрических датчиков. При длительных наблюдениях выясняются общие тенденции в развитии мерзлоты [15].

По СП 11-105-97 геофизические исследования при инженерно-геологических изысканиях выполняются с целью:

· определения состава и мощности рыхлых четвертичных (и более древних) отложений;

· выявления литологического строения массива горных пород, тектонических нарушений и зон повышенной трещиноватости и обводненности;

· определения глубины залегания уровней подземных вод, водоупоров и направления движения потоков подземных вод, гидрогеологических параметров грунтов и водоносных горизонтов;

· определения состава, состояния и свойств грунтов в массиве и их изменений;

· выявления и изучения геологических и инженерно-геологических процессов и их изменений;

· проведения мониторинга опасных геологических и инженерно-геологических процессов;

· сейсмического микрорайонирования территории.

Выбор методов геофизических исследований (основных и вспомогательных) и их комплексирование следует проводить в зависимости от решаемых задач и конкретных инженерно-геологических условий в соответствии с табл. 1.9.

Таблица 1.9

Задачи, методы и объемы геофизических исследований при инженерно-геологических изысканиях в районах распространения многолетнемерзлых грунтов [7]

Продолжение табл. 1.9

Продолжение табл. 1.9

Окончание табл. 1.9

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

Примечание. Расстояния между профилями и шаг по профилям устанавливаются программой изысканий в зависимости от сложности инженерно-геокриологических условий и стадии проектирования.

Таблица 1.10

Задачи основных и вспомогательных методов геофизических исследований при инженерно-геологических изысканиях в районах распространения многолетнемерзлых грунтов [14]

Продолжение табл. 1.10

Продолжение табл. 1.10

Окончание табл. 1.10

Примечание. В сложных инженерно-геокриологических 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 общей глубинной площадки; ННК — нейтрон-нейтронный каротаж; ГГК — гамма-гамма каротаж; ИРЗ — импульсное радиолокационное зондирование.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: