Комплексные геофизические исследования при инженерных изысканиях на объекте 'Отель Sorrento пос. Небуг' (по данным 'ООО Геоцентр')
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
(ФГБОУ ВПО «КубГУ»)
Кафедра геофизических методов поисков
и разведки
ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ В ГЭК
Заведующий кафедрой,
доктор технических наук, профессор
____________________ В.И. Гуленко
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
Бакалавра
комплексные геофизические исследования
при инженерных изысканиях на объекте «отель
sorrento пос. небуг» (по данным «ооо
геоцентр»)
Работу
выполнил С.Ю. Сурков
Факультет
геологический Направление 05.03.01 Геология
Направленность
(профиль) «Геофизика»
Научный
руководитель,
профессор,
д-р. геол.-минерал. наук, профессор В.В. Стогний
Нормоконтролёр,
доцент, канд.
физ.-мат. наук, доцент Ю.Д. Борисенко
Краснодар 2015
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
. Физико - геологические условия работ исследования
.1 Географический очерк
.2 Климатические условия
.3 Геологическое строение и инженерно-геологическое дело
.3.1 Тектоническое строение работ исследования
.3.2 Особенности геологического строения участка работ
.3.3 Инженерно - геологические условия участка исследования
.4 Инженерно - геологическая изученность
. Аппаратура и методика проведения работ
.1 Сейсморазведочные работы методом КМПВ
.1.1 Аппаратура и методика проведения инженерных изысканий
.2 Электроразведка методом ВЭЗ
.2.1 Теоретические основы ВЭЗ
.2.2 Аппаратура и методика проведения изысканий
.3 Обработка и интерпретация материалов
.3.1 Сейсморазведка
.3.2 Электроразведка
. Совершенствование комплекса геофизических методов
.1 Физико геологические предпосылки
.2 Метод ВП-ВЭЗ
.3 Принцип эквивалентности кривых ВЭЗ и ВП-ВЭЗ
.3.1 Теоретические основы
.3.2 Эквивалентные соотношения для одного слоя
.2.3 Эквивалентность в двумерных и трехмерных разрезах
.2.4 Эквивалентность в 2D- и 3D-разрезах при высоких
контрастах сопротивлений и уменьшение аномалий вызванной поляризации
Заключение
Список использованных источников
Приложения А
Приложение Б
Приложение В
РЕФЕРАТ
Квалификационная работа 50 с., 3 раздела, 14 рис., 2
табл., 16 источников.
КОМПЛЕКСНЫЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, ЭРП-1, ЛАККОЛИТ-24М, КМПВ, ВЭЗ, GS-20DX, СМ-24, RADEXPRO.
Объектом исследования является площадка изысканий в районе пос. Небуг.
Целевое назначение работ - детальное изучение геологического строения
структур в районе исследований.
В процессе работы приведена геолого-геофизическая
характеристика района работ, по обобщенным сведениям, собранным в разные годы,
представлено геологическое строение района работ. Приведено описание и
произведен анализ технико-методического комплекса.
В результате исследования проведена оценка качества исходного
полевого материала, и разработаны методы совершенствования комплекса
геофизических изысканий.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Территория района исследований очень разнообразна
по своему геологическому строению, что усложняет проводимые геофизические
работы и интерпретацию их материалов. Совершенствование комплекса геофизических
методов при инженерно-геологических изысканиях и микросейсмическом
районировании особо ответственных объектов на территории Краснодарского края
является актуальной проблемой
Цель работы: выполнить анализ геофизических материалов КМПВ и ВЭЗ по
одному из участков инженерно-геофизических исследований Черноморского побережья
Краснодарского края и разработать рекомендации по совершенствованию комплекса
геофизических исследований.
Задачи работы:
· Изучить материалы геофизических исследований на
объекте изысканий пос. Небуг
· Выполнить анализ и оценку полученных данных
· Выработать рекомендации по совершенствованию комплекса
геофизических исследований
Объект исследований - участок на западной окраине пос. Небуг под
строительство Отеля «Sorrento».
Исходные материалы: Материалы геофизических исследований
инженерно-геологических изысканий участка пос. Небуг.
Благодарности. Автор благодарен сотрудникам компании ооо «Гео-центр» за
предоставленное рабочее место для прохождение производственной практики и
исходные материалы для выпускной квалификационной работы, а так же своему
научному руководителю, д.г.-м.н., профессору В.В. Стогнию за внимание и
творческую помощь на всех этапах работы.
1. Физико-геологические условия работ исследования
1.1 Географический очерк
Участок инженерных изысканий расположен на западной окраине посёлка
Небуг, в пределах подрезанного автодорогой морского эрозионного склона в
соответствии с рисунком 1.
Рисунок 1 - Обзорная карта участка изысканий
Рельеф участка, расположенного в пределах подрезанного автодорогой
морского эрозионного склона, техногенный. Абсолютные отметки на участке
изменяются от 48,1 до 57,2 м.
Рельеф в пределах исследованной территории техногенный, высотные отметки
участка производства работ изменяются от 0 м до 57,2 м. с общим уклоном в
юго-восточном направлении.
1.2 Климатические условия
Административно участок производства работ расположен на Черноморском
побережье Кавказа на юго-западной окраине пос. Небуг, Туапсинского района,
Краснодарского края.
Посёлок Небуг расположен на черноморском побережье Западного Кавказа.
Климатические особенности района - тёплая зима и жаркое влажное лето.
Годовая средняя многолетняя температура воздуха составляет 13,4°С. Самым
холодным месяцем является январь со среднемесячной температурой +4,4°С. Имеют
место кратковременные похолодания, абсолютный минимум температуры за период
наблюдений для декабря-февраля составляет минус 19°С. Наиболее жаркие месяцы
июль, август со среднемесячной температурой +23,4°С и абсолютным максимумом +41°С.
Средняя продолжительность безморозного периода 270 дней. В районе изысканий
из-за особенностей орографии преобладают ветры северо-восточного направления во
все месяцы года и лишь в апреле ветры этого направления имеют одинаковую
вероятность с юго-восточными ветрами. По расчетному значению ветрового давления
участок относится к III ветровому
району. Годовая сумма осадков составляет 1390 мм, причем половина выпадает в
холодное время года. Наибольшее месячное количество осадков отмечается в
декабре-январе (165-162 мм). В летнее время режим выпадения осадков, в
основном, ливневый.
1.3 Геологическое строение и
инженерно-геологическое дело
.3.1 Тектоническое строение работ исследования
В тектоническом отношении участок находится в пределах Лермонтовско-Туапсинской
системы структурных ступеней южной прибортовой зоны Западного сегмента
мегасвода Большого Кавказа и приурочен к протяженной и изгибающейся низкой
Ольгинской ступени, ограниченной с северо-востока Джубгинским сбросом
протяженностью 75 км, с юго-запада - Кадошским (29 км). Оба сброса имеют
северо-западную ориентировку и амплитуду смещения порядка 0,03 км.
Современные геологические процессы в пределах исследованной территории
представлены как эндогенными - землетрясения, так и экзогенными типами - эрозия
временных поверхностных водотоков.
Участок проведенных инженерно-геологических изысканий по карте
неотектонического районирования находится в непосредственной близости от
Туапсинского структурного дизъюнктивного узла, к которому приурочены
землетрясения с магнитудами М = 4,4. Главными сейсмогенерирующими структурами
района являются Южная Крымско-Кавказская флексурно-разрывная и Михайловская
продольная шовно-депрессионная зоны, а также Туапсинская зона поперечного
дробления и прогибания.
Сейсмичность района - 8 баллов (СНКК 22-301-2000). Категория грунтов по
сейсмическим свойствам вторая. Расчетная сейсмичность участка - 8 баллов.
Эрозионная деятельность временных водотоков на склонах проявляется при
прохождении ливневых осадков, которые наблюдаются в любое время года.
геологический инженерный разрез слой
1.3.2 Особенности геологического строения
участка работ
В пределах исследованной площадки до глубины 25,0 м развиты голоценовые
техногенные и делювиально-элювиальные грунты, отложения среднеплейстоценовой (узунларской)
морской террасы общей мощностью 2,8-7,6 м, залегающие на коренных скальных
грунтах верхнего мела:
Слой 1 (t QIV) - Насыпной неоднородный слежавшийся дресвяный грунт
осадочных пород с глинисто-суглинистым полутвердым заполнителем (до 40%). В пределах
пятна застройки имеет распространение на большей части территории, залегает с
поверхности. Мощность слоя 0,0-4,3 м.
Слой 2 (m QII) - Галечниковый грунт осадочных пород (узунларская
морская терраса) В пределах пятна застройки залегает с поверхности или под
слоем насыпного грунта. Мощность слоя 2,8-7,6 м.
Слой 3 (е QIV) - Разрушенные
до щебня и дресвы с суглинистым заполнителем (25-30%) коренные скальные грунты.
Слой распространен на всей части территории, выклиниваясь к северной границе
участка проектирования, залегает с глубины 4,8 м. Мощность слоя 0,0-2,2 м.
Слой 4 (K2) - Флишевое переслаивание
терригенно-карбонатных скальных грунтов: алевролит темно-серый микрослоистый,
чередующийся с мергелем серым и песчаником известковистым. Мощность ритмов от
5-30 см до нескольких метров. Азимут падения пластов коренных пород 35-45º,
угол падения 5-10º
(в склон). В пределах
участка имеет распространение на всей территории, залегает с глубины 6,40-10,0
м. Вскрытая мощность слоя 15,0-18,6 м.
Подземные воды на участке не образуют постоянный водоносный горизонт. В
период выпадения продолжительных осадков возможно формирование верховодки на
кровле коренных скальных грунтов.
1.3.3 Инженерно-геологические условия участка
исследования
Согласно ГОСТ 25100-95 и ГОСТ 20522-96 на участке выделено четыре
инженерно-геологических элемента (ИГЭ).
ИГЭ-1. Класс техногенные дисперсные грунты, группа несвязные, подгруппа
насыпные, вид крупнообломочные (раздробленные скальные)
Насыпной разнородный дресвяный грунт раздробленных осадочных пород с
суглинистым тяжелым (JР =
18,3) полутвердым (JL = 0,05)
заполнителем (36%).
Нормативная плотность грунта 2,01 г/см3. Расчетное значение при aI=0,95 составляет 1,91 г/см3.
Естественная влажность грунта изменяется от 18,2 до 21,9%, влажность заполнителя
- от 25,7 до 28,5%.
Неокатанные обломки мергеля, аргиллита, алевролита и песчаника (частицы
крупнее 10 мм) составляют 44,5%, дресвяная фракция (10-2 мм) - 17,4%;
заполнитель: песчаные частицы (от 2 до 0,1 мм) - 8,3%, пылевато-глинистые
частицы (<0,1 мм) - 31,8%.
Деформационные и прочностные характеристики слежавшегося насыпного
дресвяного грунта оценены по методике ДальНИИС. Модуль деформации грунта (Е)
23,1 МПа, угол внутреннего трения (jn) при консолидированном сдвиге 20°, удельное сцепление (Сn) 17,7 кПа.
Расчетные значения при αI=0,95: угол внутреннего трения (jn) 17°, удельное сцепление (Сn) 13,3 кПа.
Удельное электрическое сопротивление насыпных грунтов изменяется в
пределах 26,2-50,4 Ом×м. Коррозионная агрессивность грунта по отношению к углеродистой и
низколегированной стали средняя.
Скорость сейсмических волн в насыпных грунтах 496-561 м/сек.
ИГЭ-2. Класс природные дисперсные, группа несвязные, подгруппа осадочные,
вид крупнообломочные.
Гравийно-галечниковый грунт осадочных пород (отложения узунларской
морской террасы) с суглинистым заполнителем (27%).
Нормативная плотность грунта 2,11 г/см3. Расчетное значение при aI=0,95 составляет 2,08 г/см3.
Естественная влажность грунта изменяется от 10,6 до 20,5%, влажность
заполнителя 14,5-29,5%.
Хорошо окатанные обломки мергеля, алевролита и песчаника (частицы крупнее
10 мм) составляют 55,4%, дресвяная фракция (10-2 мм) - 17,5%; заполнитель:
песчаные частицы (от 2,0 до 0,1 мм) - 11,4%, пылевато - глинистые частицы
(<0,1 мм) - 15,7%).
Деформационные и прочностные характеристики галечникового грунта оценены
по методике ДальНИИС. Модуль деформации грунта (Е) 24,3 МПа, угол внутреннего
трения (jn) при консолидированном сдвиге 23°, удельное сцепление (Сn) 9,4 кПа.
Расчетные значения при αI=0,95: угол внутреннего трения (jn) 20°, удельное сцепление (Сn) 8,4 кПа.
Учитывая малое количество заполнителя (<30%) грунт можно отнести к
малосжимаемым с расчетным сопротивлением 600 кПа.
Удельное электрическое сопротивление галечниковых грунтов изменяется в
пределах 39,1-78,7 Ом×м, коррозионная агрессивность грунта по отношению к углеродистой и
низколегированной стали от средней до низкой.
Скорость сейсмических волн в галечниковых грунтах 1045-1165 м/сек
ИГЭ-3. Класс природные дисперсные, группа несвязные, подгруппа осадочные,
вид крупнообломочные.
Дресвяный грунт осадочных пород (элювий коренных скальных грунтов) с
суглинистым тяжелым (JР=14,4)
твердым (JL<0) заполнителем (27%).
Нормативная плотность грунта 1,92 г/см3. Расчетное значение при aI=0,95 составляет 1,57 г/см3.
Естественная влажность грунта изменяется от 14,4 до 20,8%, влажность
заполнителя 23,4-24,6%.
Неокатанные обломки мергеля, алевролита и песчаника (частицы крупнее 10
мм) составляют 47,0%, дресвяная фракция (10-2 мм) - 26,0%; заполнитель:
песчаные частицы (от 2 до 0,1 мм) - 8,7%, пылевато-глинистые частицы (<0,1
мм) - 18,3%.
Деформационные и прочностные характеристики элювиального дресвяного
грунта оценены по методике ДальНИИС. Модуль деформации грунта (Е) 34,5 МПа,
угол внутреннего трения (jn)
при консолидированном сдвиге 20°, удельное сцепление (Сn) 37,0 кПа. Расчетные значения при αI=0,95: угол внутреннего трения (jn) 17°, удельное сцепление (Сn) 35,6 кПа.
Удельное электрическое сопротивление элювиальных грунтов 3.95-4,67 Ом×м - коррозионная агрессивность грунта
по отношению к углеродистой и низколегированной стали высокая.
Скорость продольных сейсмических волн в выветрелых скальных грунтах
1490-1610 м/с.
ИГЭ-4. Класс природные скальные грунты, группа скальные, подгруппа
осадочные, тип силикатные.
Алевролит верхнемелового терригенно-карбонатного флиша средней прочности,
неразмягчаемый, слабовыветрелый, плотный.
Нормативные значения влажности и плотности, рассчитанные по лабораторным
данным, составляют: Wест = 14,6%, ρ = 2.09 г/см3. Расчетные значение плотности
при α=0,85
и α=0,95
составляют
соответственно 2,07 и 2,06 г/см3.
Нормативное значение предела прочности на одноосное сжатие в
воздушно-сухом состоянии (Rc) составляет 18,7 МПа, в водонасыщенном (Rв) - 14,3
МПа. По пределу прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии грунт
средней прочности, по коэффициенту размягчаемости - неразмягчаемый (Ksof =
0,80).
Удельное электрическое сопротивление коренных скальных грунтов изменяется
в пределах 21,6-39,0 Ом×м, коррозионная агрессивность грунта по отношению к углеродистой и
низколегированной стали от средней до низкой.
Скорость продольных сейсмических волн в коренных скальных грунтах
2080-2230 м/с.
На участке повсеместно распространены залегающие с поверхности насыпные
грунты, сформированные в процессе прокладки автодороги.
Насыпные грунты, неоднородные по составу и сложению, как по площади, так
и по глубине, представлены преимущественно дресвой осадочных пород с
суглинистым заполнителем с включением глыб осадочных скальных грунтов, с
примесью глины, строительного мусора. Мощность слоя насыпных грунтов варьирует
в пределах 0,0-4,3 метра.
На кровле коренных пород с глубины 4,8 метра залегают элювиальные
бесструктурные грунты, образованные в процессе физического выветривания
мергелей, песчаников и алевролитов верхнемелового возраста. Элювиальный грунт
представлен дресвой с суглинистым твердым заполнителем. Мощность слоя до 2,2 м.
В целом элювиальные образования характеризуются значительным разбросом значений
показателей физических свойств в связи с неоднородностью состава обломочных
включений коренных пород. С глубиной степень выветрелости постепенно снижается,
и они переходят в трещиноватую материнскую горную породу. Граница между
элювиальными грунтами и подстилающей материнской породой нечетко выраженная и
установлена достаточно условно.
1.4 Инженерно-геологическая изученность
Для проведения инженерно - геологических изысканий использовалась
материалы ранее выполненных инженерных изысканий прилегающих территорий
масштаба 1:500, схема генерального плана (задание на производство
инженерно-геодезических изысканий) Масштаб-1:500 предоставленная ООО
«Гео-центр». Развитие геодезической съемочной сети осуществлялось от пунктов
полигонометрии 317 расположенного на обочине поворота грунтовой дороги идущей
параллельно трассе Джубга-Туапсе, и пункта 323, расположенного в 2 м. от правой
обочины вышеупомянутой грунтовой дороги точ. теодолитного хода Т1, Т2, Т3, V3, получены построением и развитием
плановых и высотных геодезических сетей (теодолитные ходы точности 1:1000,
1:2000, 1:3000, магистральные геодезические ходы 1:5000, 1:10000,
микротриангуляция, геодезические засечки, геометрическое (техническое) и
тригонометрическое нивелирование).
2. Аппаратура и методика проведения работ
В составе инженерно-геологических работ, с целью изучения верхней толщи
разреза и получения физических характеристик на участке исследований, был
выполнен комплекс геофизических методов в составе - сейсморазведки КМПВ и
электроразведки ВЭЗ.
2.1 Сейсморазведочные работы методом КМПВ
Сейсморазведка методом КМПВ - модификация метода преломленных волн,
основанная на регистрации первых и последующих вступлений преломлённых волн.
При помощи КМПВ определяются глубины, форма сейсмических преломляющих границ и
скорость распространения вдоль них упругих волн (граничная скорость - Vr) в
интервале глубин от нескольких м до десятков км. КМПВ основан на регистрации
головных волн. При падении волны под критическим углом на пласт, скорость
прохождения волн в котором больше, чем в вышележащей среде (V 1 < V2),
падающая волна образует в нем скользящую волну, распространяющуюся вдоль его
верхней границы. Ее движение вызывает вторичную - головную волну, которая
возвращается к поверхности земли и может быть зарегистрирована. Методика и
техника КМПВ, разработанная под руководством академика Г.А. Гамбурцева в 40-х
гг., базируется на регистрации преломленных (головных) волн, но близка к методу
отраженных волн (МОВ). Основные особенности КМПВ: на сейсмограммах используется
время не только первых вступлений, но и время прихода последующих гр.
преломленных волн; как и в МОВ, при КМПВ используются принципы фазовой
корреляции волн; выбор системы наблюдений подчиняется требованию корреляционных
полных систем годографов; в КМПВ широко используются динамические признаки сейсмических
волн для проведения фазовой корреляции и идентификации волн и с целью изучения
особенностей строения среды. При полевых работах КМПВ применяются стандартные и
специализированные многоканальные сейсмические станции.
2.1.1 Аппаратура и методика проведения инженерных изысканий
Сейсморазведочные работы с поверхности выполнены методом первых
вступлений преломленных волн по корреляционно-увязанным системам с получением
встречных годографов продольных волн на сейсмопрофилях. Расположение
сейсмопрофилей определялось на месте в соответствии с поверхностными условиями
и занятостью территории. Местоположение сейсмопрофилей показано на карте
фактического материала.
Полевые работы проводились в условиях механических помех осложняющих в
значительной степени волновую картину.
Измерения выполнены с помощью цифровой 24-канальной сейсмической станции
«Лакколит 24-М2» в соответствии с рисунком 2. Управление станцией, анализ
полученной информацией и её дальнейшее сохранение осуществлялись с помощью
переносного компьютера Notebook. Сейсмограммы записывались на жесткий диск компьютера в формате SEG-Y
длиной 512 мс при частоте дискретизации 0,5 мс. Возбуждение сейсмических волн
осуществлялось кувалдой массой 10 кг. Выделение полезного сейсмического сигнала
на фоне помех проводилось в режиме накопления воздействий.
Рисунок 2 - Сейсмостанция «Лакколит 24-М2»
В комплект станции так же входят:
Коммутатор каналов
Коммутатор каналов в соответствии с рисунком 3, с электронным управлением
(поставляется по требованию заказчика) позволяет удвоить число групп
сейсмоприемников (до 48 датчиков), одновременно подключенных к регистратору.
Коммутатор позволяет реализовать любые модификации ОГТ, в т.ч. центральную
систему наблюдений. Функциональные возможности коммутатора позволяют с одной
стоянки регистрировать участок профиля, соответствующий длине 2-х сейсмокос с
24-мя датчиками каждая, что сокращает время работ. Управление коммутатором
осуществляется посредством удобного интерфейса с программной реализацией в
рамках программы управления регистратором сейсморазведочным.
Рисунок 3 - Коммутатор каналов
Блок управления
Блок управления в соответствии с рисунком 4, разработан на современной
элементной базе с применением цифровых сигнальных процессоров, что позволяет
обеспечивать такие характеристики, как:
· Низкое энергопотребление;
· Малые габариты и вес;
· Возможность работы в широком диапазоне температур;
· Для качественного отображения графической информации в СБУ
установлен ЖК-дисплей с разрешением 640x480, который может работать при
температуре от -20°С до +50°С;
· СБУ имеет встроенный GPS приемник для определения
географических координат, которые заносятся в заголовок SEG Y файлов.
Рисунок 4 - Блок управления
При регистрации продольных волн применена система наблюдений ZZ, соответствующая вертикальному удару
с вертикально ориентированными сейсмоприемниками типа геофон GS-20DX-2B в соответствии с
рисунком 5. Сейсмоприемники располагались равномерно по профилю с шагом 2 м при
использовании косы длиной 46 м в соответствии с рисунком 6. С целью получения
непрерывных сводных годографов, а также надёжного определения точек преломления
годографов, использовались нагоняющие удары в пунктах выносов до 46 м.
Рисунок 5 - Сейсмоприемник GS-20DX
Рисунок 6 - Сейсмическая коса СМ-24
Полученные полевые материалы согласно акту приемочного контроля
характеризуются хорошим качеством и пригодны к дальнейшей обработке и
интерпретации.
Первичная обработка материалов (суммирование сейсмограмм) проведена с
помощью программы «Лакколит» версии 1.5.2, входящей в комплект поставки
сейсмостанции.
2.2 Электроразведка методом ВЭЗ
2.2.1 Теоретические основы ВЭЗ
Метод вертикального электрического зондирования (ВЭЗ)
используется для изучения геоэлектрического разреза. Метод основан на измерении
напряжения электрического поля, наведенного с помощью разнесённых питающих
электродов A и B, в соответствии с рисунком 7.
<https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Schlumberger.png?uselang=ru>
Рисунок
7 - Симметричная четырехэлектродная установка (Установка Шлюмберже)
Глубинность
исследования зависит от расстояния между приемными и питающими электродами, чем
больше это расстояние, тем больше глубинность. Для одной точки зондирования
измерения проводятся для различных расстояний между питающими электродами AB.
При этом необходимо следить, чтобы соотношение между расстоянием AB и MN не
было слишком большим (не более 20), в противном случае измеряемое на MN
напряжение будет слишком маленьким и, как следствие, уровень помех будет
слишком большим. Чтобы избежать этого, увеличивают разнос MN.
На основании полученных данных рассчитывается
кажущееся сопротивление (ρк) (1)
ρk=k×UMN / IAB (1)
где k коэффициент установки, UMN - разность
потенциалов между электродами М и N, IAB - ток в линии АВ.
Электроды, используемые в приемной линии, часто
сделаны из латунных или медных проводов. На контакте сред электрод-почва
возникает двойной электрический слой, вследствие чего между приемными
электродами возникает ЭДС поляризации. ЭДС поляризации имеет небольшие значения
порядка мкВ-мВ, однако может значительно влиять на точность измерений.
Существуют различные методы компенсации или устранения искажений, связанных с
этим эффектом.
2.2.2 Аппаратура и методика
проведения изысканий
Электроразведочные работы методикой ВЭЗ проводились с использованием
электроразведочного низкочастотного прибора «ЭРП-1» (рисунок 8). Возбуждение
тока в питающей линии производилось генератором переменного тока. В качестве
питающей линии использовались стальные электроды-штыки (d = 12 мм), длиной 500
мм, в качестве приемной линии-электроды-штыки (d = 10 мм), длиной 300 мм.
Приемная и питающая линии монтировались из кабеля марки ГСП - 0.5.
2.2.3 Методика полевого исследования
Методика ВЭЗ относится к методам постоянного искусственно создаваемого
электрического поля. Физические основы метода ВЭЗ базируются на различии
значений удельного электрического сопротивления (УЭС) разных горных пород.
Постепенное увеличение разноса и лежит в основе метода ВЭЗ, позволяя построить
зависимости кажущегося сопротивления от разноса. Так как глубина проникновения
тока зависит от разноса, то и зависимость кажущегося сопротивления от разноса
будет отображать изменение сопротивления среды с глубиной, что позволяет судить
о ее свойствах.
Электрическое поле обычно создают системой точечных и дипольных
источников. Величина УЭС горных пород наиболее сильно зависит от минерализации
вод, насыщающих поры и трещины горных пород, а также от показателей пористости
и влажности.
Электроразведочные работы выполнялись с использованием 4-х электродной
симметричной установки Шлюмберже, в соответствии с рисунком 9 AMNB. Расстояние
между приёмными электродами MN было постоянным и составляло 1 м. Сила тока в
питающей линии была равна 10, 20 и 50 мА, при рабочей частоте 4.88 Гц.
В процессе работ измерялась разность потенциалов в приёмной линии при
постепенном увеличении расстояния АВ/2 от 1 до 70 м. Измерения проводились при
следующих значениях разносов питающей линии (АВ/2): 1; 1,5; 2; 2,5; 3;3.5; 4;
4.5; 5; 6; 7; 9; 10; 11; 12; 13; 15; 17.5; 20; 25; 30; 35; 40; 50; 60; 70.
Направление разносов определялось в зависимости от поверхностных условий.
Азимуты разносов при работах ВЭЗ были близки к 45°.
Максимальный разнос определялся исходя, во-первых, из максимальной
глубины пробуренных скважин, во-вторых, из поставленных задач - определение
глубины залегания коренных пород, и составил 40-70 метров.
Местоположение точек зондирования выбиралось в соответствии с
расположением проектируемых сооружений.
Полученные полевые материалы согласно акту приемочного контроля
характеризуются хорошим качеством и пригодны к дальнейшей обработке и
интерпретации.
2.3 Обработка и интерпретация материалов
2.3.1 Сейсморазведка
Первичная обработка материалов сейсморазведки (суммирование сейсмограмм)
проведена с помощью программы «Лакколит» версии 1.5.2, входящей в комплект
поставки сейсмостанции.
Дальнейшая обработка и интерпретация материалов выполнена в пакете RadExPro Plus Basic 3.95 в режиме КМПВ (Refraction Mode). В процессе обработки осуществлены чтение и
визуализация полученных сейсмограмм, фильтрация, редактирование трасс,
корреляция первых вступлений волн. В процессе интерпретации построены годографы
продольных (Р) прямых и преломленных волн, определены скорости Vp распространения на границах
преломления и глубины залегания промежуточных сейсмических границ (Н). В
интервале наблюдений, на которых отслежены взаимные годографы преломленных
волн, построены сводные, разностные годографы и годографы t0, вычислены эхо-глубины до
преломляющих границ, значения граничных скоростей и по засечкам построены
непрерывные преломляющие границы.
Дальнейшая работа с полученными результатами заключается в аппроксимации
преломляющих границ геологическими границами и составлении сейсмогеологических
разрезов. Граничные скорости отождествляются с пластовыми скоростями продольных
волн. В приложении А графически представлены построенные годографы сейсмических
волн и геосейсмические разрезы.
В таблице 1 приводятся результаты сейсморазведочных работ: расчленение
разреза по скоростным характеристикам на отдельные сейсмические слои и дана их
геолого-литологическая идентификация.
Как видно из таблицы, значения скоростей продольных волн для верхнего
слоя, представленного насыпными грунтами, лежат в интервале 496-561 м/с, что
характерно для необводнённых разнородных галечниковых грунтов. Несовпадение
положения границ первого слоя по данным бурения и сейсморазведки объясняется
малой мощностью данного слоя и близким литологическим составом грунтов первого
и второго слоя.
Далее с глубиной плотности грунтов растут и во втором слое,
представленном галечниковым грунтом осадочных пород, скорости продольных волн
имеют значения порядка 1045-1165 м/с.
Положение кровли выветрелых коренных пород, определенное в результате
обработки данных сейсморазведки довольно точно совпадает с геологическими
данными. Скорости продольных волн в этих грунтах низкие (1490-1610 м/с), так
как материнские породы в этом интервале разрушены до щебня и дресвы. Далее с
глубиной степень выветрелости снижается и скорости продольных волн возрастают.
Таблица 1 - Расчленение разреза по скоростным характеристикам на
отдельные сейсмические слои.
|
№ СП
|
№ слоя
|
Литология
|
Интервал глубин, м
|
Мощность слоя, м
|
Скорости сейсмических волн,
м/с
|
Примечание
|
|
|
|
пк0
|
пк46
|
пк0
|
пк46
|
Vp
|
|
|
1
|
1 2 3
|
Насыпной разнородный грунт
Гравийно-галечниковый грунт осадочных пород Разрушенные до щебня и дресвы
коренные грунты
|
0.0 - 4.4 4.4 - 8.0 >
8.0
|
0.0 - 3.9 3.9 - 7.0 >
7.0
|
4.4 3.6 -
|
3.9 3.1 -
|
561 1165 1610
|
Глубины по P -волнам
|
|
2
|
1 2 3
|
Насыпной разнородный грунт
Гравийно-галечниковый грунт осадочных пород Разрушенные до щебня и дресвы
коренные грунты
|
0.0 - 4.0 4.0 - 7.5 >
7.5
|
4.0 3.5 -
|
3.0 3.4 -
|
496 1045 1490
|
Глубины по P -волнам
|
2.3.2 Электроразведка
Обработка полевых данных ВЭЗ проводилась с помощью пакета программ
обработки и интерпретации данных электрических зондирований IPI2win, разработанного на кафедре геофизики
МГУ.
Первичная обработка полевых материалов включает в себя:
1. Пересчет измеренных значений ΔU в ρk по формуле
ρk= K×ΔU
/ I, (2)
где K - коэффициент установки, I - ток в цепи AB;
2. Построение и визуальный просмотр полученных кривых ВЭЗ;
3. Редактирование кривых, удаление «ураганных» выбросов с целью
устранения искажений, связанных со слабыми заземлениями.
На этапе качественной оценки определялся общий характер геологической
структуры разреза, тип кривых, строились разрезы кажущихся электрических
сопротивлений. По форме кривых делалось заключение о числе горизонтов с
различными удельными электрическими сопротивлениями, о соотношении их мощностей
и их соответствии горизонтам определенного возраста и литологического состава
согласно данным по скважинам, пробуренным на этом участке. Изменение формы
кривых и их типа предполагало изменение мощности горизонтов, их смену или
выклинивание.
Количественный этап интерпретации позволил получить численные
характеристики геоэлектрического разреза - мощности и сопротивления горизонтов.
Определялись эти параметры путем сопоставления кривой наблюденных сопротивлений
с теоретической до момента их наилучшего совпадения и наименьшей «невязки»
(погрешности в определении параметров).
В процессе обработки и последующей интерпретации данных ВЭЗ определены
удельные сопротивления грунтов, слагающих слои, уточнены положения границ
пластов, а также их мощности.
Кривые вертикального электрического зондирования, полученные в результате
обработки полевого материала, отражающие зависимость кажущегося сопротивления
от величины полуразноса АВ/2 с указанием сопротивлений и мощностей слоёв
приведены в приложении Б.
По результатам работ методикой ВЭЗ, для грунтов, распространённых в
пределах объекта характерны следующие значения удельных электрических
сопротивлений представленных в таблице 2.
Таблица 2 - Значения удельных электрических сопротивлений
|
№ ВЭЗ
|
№ слоя
|
Литология
|
Мощность, м
|
Глубина подошвы слоя, м
|
ρк, Ом·м
|
|
1
|
1
|
Насыпной грунт: галька,
гравий, щебень с глинистым заполнителем
|
0.8
|
0.8
|
44.7
|
|
2
|
Гравийно-галечниковый грунт
с глинистым заполнителем
|
2.6
|
3.4
|
77.6
|
|
4
|
Алевролит низкой прочности
с редкими прослойками песчаника и мергеля
|
-
|
-
|
21.6
|
|
2
|
1
|
Насыпной грунт: галька,
гравий, щебень с глинистым заполнителем
|
1.5
|
1.5
|
50.4
|
|
2
|
Гравийно-галечниковый
алечниковый грунт с глинистым заполнителем
|
3.40
|
4.90
|
39.1
|
|
3
|
Коренные скальные грунты,
разрушенные до состояния дресвы и щебня с суглинистым заполнителем
|
1.6
|
6.5
|
4.67
|
|
4
|
Алевролит низкой прочности
с редкими прослойками песчаника и мергеля
|
-
|
-
|
24
|
|
3
|
1
|
Насыпной грунт: галька,
гравий, щебень с глинистым заполнителем
|
1
|
1
|
26.2
|
|
2
|
Гравийно-галечниковый
алечниковый грунт с суглинистым заполнителем
|
6.8
|
7.8
|
|
3
|
Коренные скальные грунты,
разрушенные до состояния дресвы и щебня с суглинистым заполнителем
|
2
|
9.8
|
3.95
|
|
4
|
Алевролит низкой прочности
с редкими прослойками песчаника и мергеля
|
-
|
-
|
39
|
Сопротивления верхних насыпных неслежавшихся грунтов ввиду их
значительной неоднородности находятся в пределах 26,2-50,4 Ом×м.
Галечниковый грунт с глинистым заполнителем имеет кажущиеся сопротивления
в интервале 39,1-78,7 Ом×м.
Удельное электрическое сопротивления коренных пород, представленных, в
основном алевролитом малопрочным, колеблется в интервале 3,95-4,67 Ом×м.
Коренные породы низкой прочности представленные алевролитом имеют
кажущееся сопротивление 21,6-39 Ом×м.
По результатам работ были построены геоэлектрические разрезы и разрезы
кажущегося сопротивления, приведенные в приложении В.
Необходимо отметить, что в целом разрез на изучаемой площади довольно
контрастный по кажущимся сопротивлениям, что связано с неоднородностью пород
слагающих данную территорию.
3. Совершенствование комплекса геофизических методов
3.1 Физико-геологические предпосылки
Традиционно при проведении микросейсмического районирования на территории
Краснодарского края применяется комплекс геофизических методов, в составе
сейсморазведки КМПВ и электроразведки ВЭЗ. Вместе с тем анализ геофизических
материалов при проведении ВЭЗ на одном из участков исследования в пос. Небуг
показал, что данный комплекс не является оптимальным. По результатам
исследования была выявленная латеральная неоднородность геоэлектрического
разреза, что усложняет проведение интерпретацию материалов ВЭЗ и снижает их
качество. В связи с этим возникает необходимость совершенствование комплекса
геофизических методов, за счёт включения в комплекс методов электрического
профилирования, в частности ВП-ВЭЗ, который обладает более высокой локальностью
зондирования по сравнению с ВЭЗ, и более высокими возможностями расчленения
разреза.
3.2 Метод ВП-ВЭЗ
Метод ВП основан на изучении вторичных электрических полей в земле. Их
происхождение связано с электрохимическими и электрокинетическими процессами,
возникающими под действием электрического тока, возбуждаемого сторонними
источниками в двойных электрических слоях, которые самопроизвольно возникают на
границе твердой и жидкой фазы в горных породах. Явление вызванной поляризации
наблюдается в постоянном или низкочастотном электрическом поле (0-100 Гц)
только в неоднородных (гетерогенных) средах, которые состоят из твердого,
жидкого и газообразного вещества. Чем выше степень неоднородности горных пород,
тем, как правило, выше уровень поляризуемости.
Для изучения вызванной поляризации, как правило, используют обычные
четырехэлектродные установки AMNB,
с помощью которых измеряют параметр кажущейся поляризуемости hк. Параметр hк это отношение напряженности поля
вызванной поляризации к напряженности первичного поля и измеряется, как правило,
в %. Так как в процессе измерений hк регистрируется первичное электрическое поле, кроме
кажущейся поляризуемости из результатов наблюдений можно также получить
кажущееся сопротивление hк.
Если измерения ведутся на переменном токе, то ВП можно измерять в градусах
фазового сдвига измеренного гармонического сигнала EMN×sin(ωt + jВП) относительно токового сигнала IAB×sin(ωt), определяя, таким образом, задержку
в реакции среды относительно процесса воздействия внешнего поля.
Наибольшими значениями поляризуемости обладают породы и руды с
включениями электронопроводящих минералов пирита, халькопирита, галенита,
графита, антрацита, самородных металлов (медь самородная, ртуть, серебро) и
т.д. Поляризуемость таких пород бывает, как правило, очень высокой от 5 до 40%
и более. Различают два типа поляризуемости электронных проводников:
поверхностную и объемную. Поверхностная поляризуемость характерна для сплошных
рудных тел большого объема, у которых на поверхности под действием протекающего
тока накапливаются вторичные заряды. При выключении тока я течение нескольких
секунд происходит релаксация накопленной энергии. Для вкрапленных руд, которые
не обнаруживаются другими методами геофизики, характерна объемная поляризация.
Для поиска таких объектов метод ВП является ведущим методом исследований.
Безрудные породы (осадочные и магматические) поляризуются значительно слабее:
их поляризуемость меняется от 0.5 до 3%. Кроме того, метод ВП также применяется
в гидрогеологической геофизике для определения уровня грунтовых вод и выявления
различных литологических комплексов пород в разрезе, благодаря заметной
зависимости hк осадочных
пород от влажности, глинистости, пористости.
Таким образом, основные области применения метода ВП это поиски рудных
залежей, гидрогеология и геологическое картирование. Следует отметить, что в
последнее время метод ВП все большее применение находит при поисках
нефтегазовых месторождений. Как показали многочисленные полевые эксперименты,
над углеводородными залежами образуются скопления вкрапленников пирита, что
создает физические предпосылки для поисков и оконтуривания месторождений нефти
и газа.
Рисунок 10 - Три способа измерения ВП.
Интерпретация данных профилирования ВП обычно ведется на качественном
уровне. В некоторых ситуациях (одиночное тело простой формы в однородном
полупространстве) для нахождения геометрических параметров аномалообразующих
объектов можно использовать формулы, заимствованные из метода магниторазведки.
Измерения ВП могут быть выполнены несколькими способами в соответствии с
рисунком 10:
) Импульсный режим (временили область). С помощью специальных
измерительных приборов для метода ВП, позволяющих измерять ∆UВП в фиксированный момент времени
после выключения питающего тока (обычно 0,5 сек) и ∆UПР в момент пропускания тока.
Величина ƞк вычисляется по формуле (4)
(4)
Следует
отметить, что поле ВП существует не только после выключения, но и во время
пропускания тока. Это приводит к тому, что электрическое поле на приемных
электродах в начале зарядки быстро возрастает и через некоторое время
стабилизируется. Однако во временной области регистрация ВП во время
пропускания тока сопровождается заметными погрешностями за счет нестабильности
генератора. Поэтому большинство приборов, работающих в импульсном режиме,
регистрируют сигналы ВП на спаде после выключения тока.
)
Амплитудно-частотные измерения. С помощью двухчастотных измерений напряжённости
поля и расчёта процентного частотного эффекта:
, (5)
Где
низкая частота обычно выбирается в интервале от 0.5 до 2 Гц, а высокая - от 4
до 20 Гц. PFE пропорционален параметру ƞк поскольку в сигнале
на низкой частоте явление ВП развито сильнее чем на высокой частоте.
)
Частотно-фазовые измерения. С помощью регистрации разности фаз сигнала в
измерительной и токовой линии
, (6)
Где
ImF(∆) - мнимая составляющая напряжения ВП: ReF(ω) - вещественная составляющая напряжения ВП: ∆U0 -
напряжение первичного поля. Экспериментально установлено, что для большинства
горных пород фаза ВП линейно связана с параметром hк формулой:
(7)
Вертикальное
электрическое зондирование методом вызванной поляризации (ВП-ВЭЗ) является
модификацией метода ВП, направленной на изучение геоэлектрических разрезов (в
том числе - параметров аномалиеобразующих объектов)
В
практике электрических зондирований методом ВП могут применяться различные типы
установок. Чаще всего применяется четырехэлектродная симметричная установка
(модификация ВП-ВЭЗ), другие типы установок - трехэлектродная градиент -
установка (модификация ВП-ОЗ - однополюсное зондирование), дипольные установки,
например, дипольная осевая установка (модификация ВП-ДОЗ), применяются сравнительно
редко. Одной из модификаций зондирований ВП в рудных районах является точечное
зондирование (ВП-ТЗ), особенностью которого является расположение одного из
питающих электродов в эпицентре аномалиеобразующего объекта.
Каждая
из применяемых установок имеет свои преимущества и недостатки, определяемые как
технологией работ (например, необходимость отнесения “на бесконечность” одного
из питающих электродов при реализации модификации однополюсного зондирования),
так и различной чувствительностью к геоэлектрическим неоднородностям среды, что
необходимо учитывать при выборе той либо иной модификации электрических
зондирований ВП либо их рациональном комплексировании. Однако, учитывая, что
основная часть зондирований методом ВП выполняется четырехэлектродными
симметричными установками, далее будет рассматриваться преимущественно
модификация ВП-ВЭЗ.
Главная
особенность вертикальных электрических зондирований методом ВП заключается в
том, что исследуемые объекты обычно имеют сложную форму, одномерные модели (горизонтально
- слоистая среда) часто неприменимы для их интерпретации. В связи с этим
возникает необходимость исследования моделей объектов, конечных по падению и
простиранию - трехмерных моделей, методы моделирования полей ВП.
3.3 Принцип эквивалентности кривых ВЭЗ и ВП-ВЭЗ
3.3.1 Теоретические основы
Электрические поля могут совпадать над различными геоэлектрическими
разрезами, другими словами кривые ВЭЗ над такими разрезами будут одинаковы.
Применительно к трехслойным геоэлектрическим разрезам принцип эквивалентности
будет определяться параметрами второго (промежуточного) горизонта.
Для разрезов типа Н и А при равных параметрах первого и третьего
горизонта эквивалентность определяется продольной проводимостью второго
горизонта. Иными словами, кривые Н и А будут одинаковы, когда выполняется
условие (8):
S2=
=const
(8)
Для
разрезов типа К и Q при равных параметрах первого и третьего горизонта
эквивалентность определяется поперечным сопротивлением второго горизонта. То
есть, кривые будут одинаковы, когда выполняется условие (9):
Т2
= p2h2 = const (9)
Для
многослойных геоэлектрических разрезов принцип эквивалентности будет гораздо
сложнее, так как на форму кривой будут влиять все промежуточные слои.
3.3.2 Эквивалентные соотношения для одного слоя
С появлением быстрых и точных программ расчета кривых ВЭЗ в середине 80-х
годов стало возможным увидеть расширенные границы действия принципа
эквивалентности для горизонтально-слоистого разреза (ГСС). Впервые подобные
расчеты произвел Б.П. Петрухин(1988). Было установлено, что пределы действия
принципа эквивалентности практически шире, чем показал А.М. Пылаев. При этом
они не укладываются в прямые линии S и T, а заметно отклоняются от них. Пылаев
делал свои построения, исходя из реальной точности тех приборов и методик,
которые были на вооружении геофизиков в конце 30-х годов прошлого века. К
началу 80-х годов ситуация изменилась и на смену старым приборам типа ЭСК-1 и
АНЧ-1 пришли приборы хорошо отработанные схемотехнически, защищенные от
промышленных помех и серьезно выверенные в ходе опытно-методических
исследований. В последнее время в практике электроразведочных работ
используются точные приборы МЭРИ-24, ЭРА-Мах и ЭРП-1. Технические точности этих
приборов обычно лучше, чем 3.5%. Иногда удается методически произвести
измерения в рамках 1% точности (мониторинговые измерения с постоянным контролем
тока и с постоянно закрепленными электродами). Это в свою очередь приводит к
резкому сужению действия принципа эквивалентности. Однако открытие С-эффекта и
других искажающих кривые ВЭЗ явлений показало, что в рамках 1D - интерпретации,
вероятно, добиться очень высокой точности невозможно.
Для горизонтально-слоистых сред принцип эквивалентности не дает возможности
непосредственно решать геологические задачи, опираясь только на данные
электроразведки. Разброс параметров слоев по результатам формальной
интерпретации может быть значительный. Если разрез состоит из
последовательности тонких слоев, то в этом случае результаты интерпретации
будут особенно неустойчивыми. Все разрезы, для которых наблюдаемое
электрическое поле укладывается в определенный, как правило, небольшой, разброс
по точности следует считать эквивалентными. Таким образом, принцип
эквивалентности охватывает широкий класс моделей геоэлектрического разреза, для
которого электрическое поле, наблюдаемое на поверхности земли при разных
расстановках питающих электродов АВ, будет практически одинаковым.
3.3.3 Эквивалентность в двумерных и трехмерных разрезах
При поперечной поляризации высокоомных объектов и продольной поляризации
проводников, в соответствии с рисунком 11, возникает эквивалентность, связанная
с интегральными параметрами объектов S и Т. Впервые действие принципа
эквивалентности отметила в своей диссертационной работе Т.Ю. Смирнова (1995) и
статье [Модин и Смирнова, 1991]. Продольная поляризация высокоомных объектов
практически не создает аномального поля, поэтому мы не будем ее рассматривать.
Выполнены численные расчеты, которые показали, что для широкого класса
неоднородностей при одновременном изменении мощности и сопротивления,
наблюдаются одинаковые поля. При этом эквивалентность наблюдается для всего
псевдоразреза кажущегося сопротивления в целом.
|
Рисунок 11 - Эквивалентные
двумерные разрезы для горизонтальных проводящих пластов, имеющих одинаковую
продольную проводимость S = 2, верхняя кромка h1 = 9 м, сопротивление
вмещающего разреза 100 Ом×м. А - h=2, ρ=1. Б - h=4, ρ=2. В- h=6, ρ=3. Г - h=8, ρ=4.
|
Рассмотрим эквивалентность для поляризующихся 2D и 3D неоднородностей.
Пластовые тела, обладающие избыточной поляризуемостью, образуют аномалии,
которые зависят прежде всего от объема электронных проводников, рассеянных
внутри объекта. В соответствии с рисунком 12 показаны три варианта
эквивалентных разрезов, которые дают практически одинаковые аномалии кажущейся
поляризуемости. Заряды вызванной поляризации в этом случае образуются на торцах
неоднородностей, обращенных к питающим электродам. Аномалия ВП формируется под
действием диполя, момент которого определяется его длиной, толщиной пласта h и
избыточной поляризуемостью.
Рисунок 12 - Эквивалентные поляризующиеся объекты в виде прямоугольных
пластов, расположенных горизонтально.
Таким образом, в методе ВП в случае 2D- и 3D- разрезов встречается
эквивалентность по множеству параметров. То есть произведение всех неизвестных
параметров, которое мы реально можем определить, дает одну, но очень важную с
точки зрения поисков величину, которая определяется общей массой электронных
проводников в рудном теле.
3.2.4 Эквивалентность в 2D- и 3D-разрезах при высоких контрастах
сопротивлений и уменьшение аномалий вызванной поляризации
Суть этого типа эквивалентности заключается в том, что, если до
бесконечности увеличивать контраст тел по сопротивлению, мы все равно не увидим
дальнейшего увеличения аномалии ρк. В данном случае причина кроется в
самой природе аномалий электрического поля на постоянном токе, которая
определяется коэффициентом отражения, который в пределе может принимать два
крайних значения +1 в случае высокоомного тела и -1 для проводника. Этот эффект
имеет два важных следствия с точки зрения принципа эквивалентности.
Следствие 1. При высоком контрасте электрических свойств локальной
неоднородности по отношению к вмещающему разрезу принципиально невозможно
определить электрическое сопротивление неоднородности.
Следствие 2. Явление ВП приводит к увеличению удельного сопротивления при
поляризации вещества под действием протекающего электрического тока. Кажущаяся
поляризуемость является производной от аномалии кажущегося сопротивления,
поэтому при объемной поляризации в области высоких контрастов сопротивлений
объектов, аномалии ρк будут практически отсутствовать в соответствии с
рисунком 13.
Рисунок 13 - Аномалии кажущейся поляризуемости над прямоугольной вставкой
с различным контрастом по сопротивлению по отношению к вмещающей среде.
Избыточная поляризуемость объектов 50%. Поляризуемость вмещающего разреза равна
0. Индекс под моделью - сопротивление неоднородности. Сопротивление вмещающей
среды 1.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В выпускной квалификационной работе представлены результаты исследований
выполненных по материалам ооо «Гео-центр», собранными во время прохождения
производственной практики с 24 июня по 29 июля 2014 г. при работе в должности
оператора-геофизика.
При проведении исследований были изучены применяемые технологии и
методика проведения инженерных геофизических исследований в составе комплекса
инженерно-геологических изысканий под объекты гражданского строительства на
примере участка пос. Небуг.
Целью выпускной квалификационной работы являлись анализ геофизических
материалов КМПВ и ВЭЗ по объекту исследований пос. Небуг и разработка рекомендаций
по совершенствованию комплекса геофизических исследований.
В процессе проведенных исследований были решены следующие задачи:
1. Изучены материалы геофизических исследований на участке пос.
Небуг.
2. Выполнены анализ и оценка полученных материалов
. Выработаны рекомендации по совершенствованию комплекса
геофизических исследований при проведении инженерно-геологических изысканий на
примере участка пос. Небуг.
В выпускной квалификационной работе была поставлена и решена задача по
совершению комплекса геофизических методов инженерно-геологических изысканий
применительно к физико геологическим условиям Черноморского побережья
Краснодарского края на примере площадки строительства пос. Небуг. Рекомендовано
вместо ВЭЗ применять ВП-ВЭЗ, что должно повысить качество материалов изучаемых
геоэлектрических разрезов. Рассмотрены так же вопросы связаные с
эквивалентностью одномерных 1D,
двумерных 2D и трехмерных 3D (разрезов) применительно к
материалам ВЭЗ и ВП-ВЭЗ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания
для строительства».
2. СНиП II-7-81* «Строительство в
сейсмических районах» (2000 г.).
4. СНиП 2.02.01-85* «Основания зданий и
сооружений».
5. ГОСТ 25100-95 «Грунты.
Классификация».
6. ГОСТ 20522-96 «Грунты. Методы
статистической обработки результатов испытаний.
7. СП 11-105-97 «Инженерно-геологические
изыскания для строительства»
8. СНКК 22-301-2000 «Строительство в
сейсмических районах Краснодарского края».
9. Инженерные изыскания под
строительство подпорной стены в селе Небуг Туапсинского района. Технический
отчет по результатам инженерно-геологических изысканий. Туапсе: ООО «И», 2010
г. Арх. № 03-10-ГЕО.
10. Инженерные изыскания под
строительство индивидуального жилого дома в селе Небуг Туапсинского района.
Технический отчет по результатам инженерно-геологических изысканий. Туапсе: ООО
«Ч», 2009 г. Арх. № 15/09-ИГИ.
11. Гайнанов,
В. Г. Сейсморазведка / В. Г. Гайнанов. М.:МГУ,2006. -146 с.
12. Шерифф,
Р. Сейсморазведка / Р. Шерифф, Л. Гелдарт. - М.: Мир, 1987 - Т. 1. - 447 с.
13. Верутин,
М.Г. Инженерная геофизика / М. Г. Верутин. Гомель: Гомельcкий государственный
университет имени Франциска Скорины, 2005. - 78 с.
14. Романов,
В. В. Инженерная сейсморазведка / В. В. Романов. М.:МГУ, 2014. - 357 с.
15. Никитин,
В.Н. Основы инженерной сейсмики / В. Н. Никитин. М.: МГУ, 1981. - 176 с.
16. Стогний
В.В. Рудная электроразведка / В.В. Стогний Якутск: Якутский государственный
университет 2004 - 52 с.
. Стогний
В.В. Рудная электроразведка / В.В. Стогний В.В. Стогний - Краснодар: Кубанский
государственный университет 2004 - 52 с.
ПРИЛОЖЕНИЯ A
Лист 1
Лист 2
Лист 3
Лист 4
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Лист 1
ВЭЗ № 1
|
№ ВЭЗ
|
№ слоя
|
Литология
|
Мощность, м
|
Интервалы глубин, м
|
Интервалы глубин по данным
бурения, м
|
ρк, Ом*м
|
|
1
|
1
|
Насыпной грунт: галька,
гравий, щебень с глинистым заполнителем
|
0.8
|
0-0.8
|
0-1.6
|
44.7
|
|
2
|
Гравийно-галечниковый грунт
с глинистым заполнителем
|
2.6
|
0.8-3.4
|
1.6-5.8
|
77.6
|
|
3
|
Алевролит низкой прочности
с редкими прослойками песчаника
|
-
|
-
|
5.8-25
|
21.6
|
Лист 2
ВЭЗ №2
|
№ ВЭЗ
|
№ слоя
|
Литология
|
Мощность, м
|
Интервалы глубин, м
|
Интервалы глубин по данным
бурения, м
|
ρк, Ом*м
|
|
2
|
1
|
Насыпной грунт: галька,
гравий, щебень с глинистым заполнителем
|
1.5
|
0-1.5
|
0-1.3
|
50.4
|
|
2
|
3.40
|
1.5-4.90
|
1.3-4.80
|
39.1
|
|
3
|
Коренные скальные грунты,
разрушенные до состояния дресвы и щебня с суглинистым заполнителем
|
1.6
|
4.90-6.50
|
4.80-6.40
|
4.67
|
|
4
|
Алевролит низкой прочности
с редкими прослойками песчаника
|
-
|
-
|
6.40-25
|
24
|
Лист 3
ВЭЗ №3
|
№ ВЭЗ
|
№ слоя
|
Литология
|
Мощность, м
|
Интервалы глубин, м
|
Интервалы глубин по данным
бурения, м
|
ρк, Ом*м
|
|
3
|
1
|
Насыпной грунт: галька,
гравий, щебень с глинистым заполнителем
|
1
|
0-1
|
0-1
|
26.2
|
|
2
|
Гравийно-галечниковый грунт
с глинистым заполнителем
|
6.80
|
1-7.80
|
1-7.80
|
66.4
|
|
3
|
Коренные скальные грунты,
разрушенные до состояния дресвы и щебня с суглинистым заполнителем
|
2
|
7.80-9.80
|
7.80-9.80
|
3.95
|
|
4
|
Алевролит низкой прочности
с редкими прослойками песчаника
|
-
|
-
|
9.80-25
|
39
|
ПРИЛОЖЕНИЕ В
