Astronet > Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory. Chast' 2

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory

5.3.6. Izuchenie inzhenerno-geologicheskih uslovii stroitel'stva na akvatoriyah i beregah.

Izuchenie inzhenerno-geologicheskih uslovii stroitel'stva raznoobraznyh sooruzhenii na akvatoriyah morei, ozer, rek nevozmozhno bez geofizicheskih metodov ( Litvinov E.M., 1993).

1. Osnovnye zadachi inzhenerno-geologicheskih issledovanii akvatorii. Intensivnoe osvoenie shel'fa okeanov i morei dlya podvodnoi dobychi nefti i gaza, stroitel'stva raznoobraznyh pribrezhnyh i rechnyh ob'ektov (portov, plotin, damb, gazonefteprovodov, tonnelei, kanalov, mostov i dr.) privelo k poyavleniyu inzhenernoi geologii akvatorii. Pered nei stavyatsya razlichnye zadachi:

raschlenenie pribrezhnyh i donnyh osadkov po litologii, vozrastu, usloviyam osadkonakopleniya;
opredelenie glubiny zaleganiya korennyh porod ili moshnosti sovremennyh osadkov;
vosstanovlenie paleogeograficheskih uslovii formirovaniya beregov, buht, zalivov i petrofizicheskih svoistv gornyh porod;
kartirovanie tektonicheskih narushenii, zon treshinovatosti i zakarstovannosti skal'nyh porod;
izuchenie seismostoikosti, fiziko-mehanicheskih, prochnostnyh i vodno-fizicheskih svoistv gornyh porod v massive i na obrazcah;
analiz svyazi podzemnyh vod na sushe s vodami okruzhayushih akvatorii;
ocenka ekologicheskih posledstvii stroitel'stva.

Reshenie etih zadach provoditsya na stadii predvaritel'nyh izyskanii pod stroitel'stvo, v hode tehnicheskogo proektirovaniya i ekspluatacii sooruzhenii.

V kompleks inzhenerno-geologicheskih issledovanii akvatorii vhodyat: inzhenerno-geologicheskoe kartirovanie, geofizicheskie issledovaniya na akvatoriyah i pribrezhnyh uchastkah, burenie skvazhin, prohodka razvedochnyh gornyh vyrabotok s cel'yu izucheniya gornyh porod v massive i otbora obrazcov dlya laboratornyh ispytanii, geofizicheskie issledovaniya skvazhin.

2. Celevye i tehnologicheskie kompleksy geofizicheskih metodov inzhenerno-geologicheskih issledovanii akvatorii. Dazhe v samyh blagopriyatnyh usloviyah odin geofizicheskii metod ne mozhet reshit' perechislennye v p. 1 zadachi, poetomu odnovremenno ispol'zuyutsya neskol'ko metodov. Realizaciya kompleksnyh geofizicheskih issledovanii akvatorii oblegchaetsya vozmozhnost'yu izmerenii neskol'kih geofizicheskih parametrov s odnogo dvizhushegosya sudna, chto vo mnogo raz sokrashaet stoimost' i vremya provedeniya izyskanii.

Raschlenenie gornyh porod po litologii, usloviyam zaleganiya, fiziko-mehanicheskomu sostoyaniyu, obvodnennosti presnymi ili mineralizovannymi vodami osushestvlyaetsya sleduyushim akvatorial'nym tehnologicheskim kompleksom geofizicheskih metodov: seismorazvedkoi metodom nepreryvnogo seismicheskogo profilirovaniya (NSP), mnogoraznosnymi elektricheskimi (VEZ-DOZ) i odnoraznosnymi elektromagnitnymi (EMZ) zondirovaniyami, s'emkoi estestvennyh elektricheskogo (EP) i temperaturnogo (TP) polei. NSP sluzhit dlya raschleneniya sloistyh osadkov, opredeleniya glubiny zaleganiya korennyh (osobenno skal'nyh) porod, yavlyayushihsya nailuchshim osnovaniem dlya sooruzhenii, kartirovaniya tektonicheskih narushenii i zon treshinovatosti, ocenki ustoichivosti i prochnostnyh svoistv massivov gornyh porod. VEZ-DOZ i EMZ dayut informaciyu o fiziko-geologicheskom sostoyanii massivov porod, v tom chisle ih zakarstovannosti, treshinovatosti, vodonasyshennosti. Metod EP pozvolyaet razdelit' uchastki rasprostraneniya skal'nyh, peschanyh i glinistyh porod, otlichayushihsya sootvetstvenno nulevymi, otricatel'nymi i polozhitel'nymi estestvennymi potencialami. Metod EP sluzhit takzhe dlya izucheniya mest fil'tracii vod iz vodohranilish, rek ili pritoka v nih podzemnyh vod. Sovmestnoe primenenie seismorazvedki i elektrorazvedki pozvolyaet reshat' prakticheski vse zadachi, rassmotrennye v 5.3.1.

Akvatorial'nye (chisto vodnye) issledovaniya sochetayutsya s nazemnymi i skvazhinnymi geofizicheskimi issledovaniyami na pribrezhnyh uchastkah.

Primerom sovmestnogo primeneniya nazemnogo elektroprofilirovaniya (EP) i rechnyh rezistivimetricheskih nablyudenii (opredelenie elektroprovodnosti vody v reke) dlya izucheniya intensivnosti karstovyh yavlenii v horosho rastvorimyh porodah mogut sluzhit' issledovaniya, vypolnennye vblizi odnogo iz krupnyh himicheskih zavodov (ris. 5.7). Proizvodstvo sernoi kisloty na etom zavode privelo k nepredvidennomu privnosu kislotnyh rastvorov v podzemnye vody, chto povleklo za soboi povyshenie agressivnosti vod po otnosheniyu k prisutstvuyushim v razreze gipsonosnym porodam. V rezul'tate process karstoobrazovaniya v etih porodah, zalegayushih na neznachitel'noi glubine, usililsya. Stali uvelichivat'sya sushestvuyushie i voznikat' novye polosti. Soedinyayas' mezhdu soboi, oni obrazovali protyazhennye vodotoki, po kotorym rastvorennye veshestva nachali vynosit'sya v reku. Povtornye nazemnye nablyudeniya kazhushihsya soprotivlenii ( $\rho _{ k}$ ) metodom EP i izmerenii elektroprovodnosti vody v reke pozvolili vyyavit' polozhenie osnovnyh vodotokov i ocenit' razvitie karstovogo processa vo vremeni.

Ris. 5.7. Rezul'taty nazemnogo elektroprofilirovaniya i rechnoi rezistivimetrii dlya izucheniya tehnogennyh karstovyh yavlenii: a - plan, b - grafiki $\rho _{ k}$ po profilyu III v momenty vremeni $t _{ 1}$ i $t _{ 2}$ ; I-IV - profili nablyudenii; 1 - vodotoki, 2 - zony razgruzki (povyshen-naya provodimost' vody) v reke

5.3.7. Opredelenie fiziko-mehanicheskih svoistv gornyh porod po dannym seismorazvedki.

Po skorostyam prodol'nyh (zhelatel'no i poperechnyh) uprugih voln, poluchaemym v rezul'tate polevoi i akvatorial'noi seismorazvedki, a takzhe seismoakusticheskih issledovanii skvazhin, opredelyayutsya fiziko-mehanicheskie svoistva gornyh porod (plotnost', pustotnost', poristost', zapolnitel' pustot) [Kompleksnye inzhenerno-geofizicheskie issledovaniya pri stroitel'stve gidrotehnicheskih sooruzhenii, 1990; Lyahovickii F.M. i dr., 1989; Polevye metody gidrogeologicheskih, inzhenerno-geologicheskih, merzlotnyh i inzhenerno-geofizicheskih issledovanii, 1982; Savich A.I., Yashenko Z.G., 1979].

Plotnost' ( $\sigma$ ) gornyh porod, zavisyashaya ot plotnosti porodoobrazuyushih mineralov, pustotnosti, vodo-, nefte-, gazonasyshennosti, mozhet byt' ocenena po izvestnym skorostyam prodol'nyh uprugih voln i litologii s pomosh'yu tabl. 1.1 ili ris. 5.8.

Ris. 5.8. Grafiki zavisimostei skorostei prodol'nyh voln ( $V _{ p}$ ) ot plotnosti ( $\sigma$ ) po dannym raznyh avtorov: teoreticheskie dannye dlya osadochnyh porod (1); eksperimental'nye dannye dlya magmaticheskih i metamorficheskih porod (2), glin (3), peschano-graviinyh otlozhenii (4), peskov (5), peschano-glinistyh gruntov (6), nevodonasyshennyh gruntov (7)

Pustotnost' magmaticheskih i metamorficheskih porod mala (0,01-5%). Esli pustoty zapolneny vozduhom ili vodoi, to pustotnost' nazyvaetsya otkrytoi. Ona mozhet byt' ocenena cherez skorosti prodol'nyh voln $V _{ p}$ (v km/s) po sleduyushei empiricheskoi formule $P = a / V _{ r} - b$ , gde $a$ = 0,3, $b$ = -0,5 (pri zapolnenii por vozduhom) i $a$ = 0,4, $b$ = -0,06 (pri zapolnenii por vodoi).

Poristost' ( $n$ ) peschano-glinistyh porod cherez $V _{ p}$ (v km/s) mozhno rasschitat' po empiricheskoi formule V.I.Bondareva: $n = a\lg (3,5/ V _{ p} )$ , gde $a$ = 0,5 (dlya suhih) i $a$ = 1,7 (dlya vodonasyshennyh porod). Pogreshnosti v opredelenii plotnosti, pustotnosti i poristosti sostavlyayut okolo 20% [N.N.Goryainov N.N. i dr., 1992].

Otnositel'nuyu pustotnost' (treshinovatost') massiva skal'nyh porod mozhno ocenit' po koefficientu sohrannosti $q _{ c} \equiv 0,5( V _{ p} / V _{ pmax} ) ^{ 2}$ , gde $V _{ p}$ i $V _{ pmax}$ - skorost' prodol'nyh voln na dannom uchastke i maksimal'naya skorost' prodol'nyh voln na toi chasti izuchaemoi ploshadi, gde zalegayut zavedomo massivnye porody. Sohrannost' porod schitaetsya horoshei pri $q _{ c} \gt$ 70% i plohoi pri $q _{ c} \lt$ 30%.

Nasyshennost' pustot vozduhom, vodoi, vtorichnymi produktami razrusheniya po-raznomu vliyayut na $V _{ p}$ i $V _{ s}$ . V celom s uvelicheniem pustotnosti (poristosti i treshinovatosti) skorost' prodol'nyh voln umen'shaetsya v bol'shei stepeni dlya suhih porod i v men'shei - dlya polnost'yu vodonasyshennyh. Naprimer, dlya magmaticheskih porod uvelichenie pustotnosti ot 0,1-0,3% do 0,3-1%, t.e. v tri raza, umen'shaet $V _{ p}$ na 10-20% dlya vodonasyshennyh porod i na 30-50% - dlya gazonasyshennyh. Pri postoyannoi otkrytoi pustotnosti (P) skorost' prodol'nyh voln vozrastaet s rostom vodonasyshennosti ( $K _{ v}$ ) v 1,5-6 raz sootvetstvenno pri P < 1% - P > 30%. Poskol'ku chast' por i treshin v poluskal'nyh i ryhlyh porodah zapolneny vtorichnymi produktami razrusheniya s $V _{ p}$ na poryadok men'shimi, chem v tverdom skelete porody, to $V _{ p}$ slozhnym obrazom zavisit ot P, $K _{ v}$ i zapolnitelya por. Tak, dlya skal'nyh i poluskal'nyh porod, massivnyh ( $V _{ pm}$ ) i treshinovatyh, nasyshennyh vodoi ( $V _{ rv}$ ), vtorichnymi produktami ih razrusheniya ( $V _{ rp}$ ) ili vozduhom (gazom) ( $V _{ rg}$ ) spravedlivo sootnoshenie: $V _{ rm} \geq V _{ rv} > V _{ rp} \geq V _{ rg}$ . Velichiny neravenstv v zavisimosti ot litologii i poristosti byvayut raznymi.

Takim obrazom, po skorostyam prodol'nyh voln opredelit' $K _{ v}$ slozhno, a skorosti poperechnyh voln eshe men'she zavisyat ot zapolnitelya por. Naprimer, uvelichenie $V _{ s}$ na 10-30% sootvetstvuet rostu $K _{ v}$ ot 0 do 100%.

Nazad| Vpered

Publikacii s klyuchevymi slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Sm. takzhe: Zamerzshie puzyri metana v ozere Baikal Zemlya iz mezhplanetnogo prostranstva Zahod Zemli s "Oriona" Protivosumerechnye luchi i festival' planet Voshod Zemli: video Udarnyi krater Manikuagan: vid iz kosmosa Zemlya i Luna: vid s drugoi storony Vse publikacii na tu zhe temu >>

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce