возможности геофизических методов при инженерных изысканиях

С другой стороны, сейсморазведка наиболее точно определяет слабые слои, и если у электроразведки есть способность завышать мощности слоёв, сейсморазведка отбивает их с поразительной точностью.Ещё одним несомненным преимуществом сейсморазведки является низкая стоимость и практически полное отсутствие необходимого оборудования. Конечно, чем сильнее импульс и мощнее волна, тем дальше она пройдёт и тем яснее будут границы, но в отсутствие мощных источников воздействия подходят даже обыкновенные кувалды, а в 2016 году был проведён эксперимент, в котором всего-то около 50 студентов МГУ прыгнули одновременно возле памятника Ломоносову перед Главным зданием МГУ, и сейсмоприёмники зарегистрировали этот прыжок, а геофизики МГУ смогли наглядно продемонстрировать, как распространяются колебания в породах на площади перед зданием университета.2.3. Георадиолокационная съёмкаМетод георадиолокации является методом электромагнитной геофизики, то есть изучает реакцию среды на излучаемое электромагнитное поле. Метод работает в диапазоне частот от 50 до 2000 МГц.Принцип действия аппаратуры подповерхностного радиолокационного зондирования (т.н. георадара) основан на излучении сверхширокополосных импульсов метрового и дециметрового диапазона электромагнитных волн и приеме сигналов, отраженных от границ раздела слоев исследуемой среды, имеющих различные электрофизические свойства. Среди наиболее хорошо подсекаемых георадаром границ – уровень грунтовых вод, границы между различными литологическими разностями, обособленными телами (например, трубами или подземным кабелем) и т.д.Распространение электромагнитных волн в методе георадиолокации описываются волновыми уравнениями электродинамики, которые являются следствием полной системы уравнений Максвелла. Для георадиолокационной съёмки важно, чтобы существенно отличались скорость распространения волн в среде и удельное затухание для разных слоёв, тел или объектов.Скорость распространения электромагнитных волн в общем случае зависит от относительной диэлектрической проницаемости, относительной магнитной проницаемости и частоты приложенного поля. Однако в основном для большинства сред, которые можно встретить на практике, относительная магнитная проницаемость близка к единице, а влиянием частоты можно пренебречь. Поэтому скорость распространения волн в среде определяется по формуле: V = c/(ε), где c — скорость света, ε — относительная диэлектрическая проницаемость среды. Скорость достаточно сильно зависит от влажности.Удельное затухание сильно влияет на максимально возможную глубинность обследования. Оно зависит от частоты приложенного поля.Одним из основных преимуществ георадиолокации перед другими геофизическими методами является высокая производительность в проведении работ и хорошая детализация разреза. Съемка осуществляется путем перемещения георадара по профилю и может производиться одним человеком (см. рисунок 7). Рисунок 7 – Георадарная съёмка (28)В отличие от сейсморазведочных и электроразведочных работ, здесь ненужно производить заземление сейсмоприемников или электродов, георадарная съёмка может работать на любых твердых покрытиях – асфальте, бетоне, обочинах дорог, снеге и т.д. Главные задачи, поставленные перед методом георадиолокации, в инженерной геологии это: определение толщины различных покрытий; выявление просадочных областей и определение причин их происхождения; определение состава и мощности слоев автодорожного полотна;обнаружение подземных коммуникаций; выделение зон с повышенной влажностью.Георадиолокационная диагностика применяется с целью:сокращенияобъемовтрудоемкихгеологических работ при обследовании земляного полотна;полученияисходныхданныхмероприятий для усиления земляного полотна и его основания;получения исходных данных для планирования капитального ремонта, реконструкции (модернизации) верхнего строения пути;проведения контроля качества работ при ремонте, реконструкции,строительстве земляного полотна.Георадиолокационный метод основан на излучении передатчикомэлектромагнитных волн и регистрации сигналов, отражённых от границ слоевзондируемой среды с различной диэлектрической проницаемостью «ε». Такимиграницами служат переходы между водонасыщенными грунтами (уровень грунтовых вод), между породамиразличногоискусственного происхождения, между талыми и мёрзлыми грунтами, междурыхлыми и плотными породами. Проницаемость и геотехнические свойства материалов земляного полотна междусобой прямо не связаны, поэтому георадар фиксирует только конфигурацию границ слоев грунта безопределения их физико-механических свойств.Рисунок 8 – Радарограмма(27)Результатом радиолокационного зондирования является радарограмма (рисунок 8), представляющая собой непрерывный разрез толщи грунтов вдоль профиля съемки. По сгущениям и разрежениям линий радарограммы, а также по характеру их изгибов можно составить геологический разрез. Достоинствами метода георадиолокации являются сравнительно невысокая стоимость обследования – это один из самых дешёвых методов, компактность используемого оборудования, большая производительность метода. Георадиолокация обеспечивает непрерывные измерения по поверхности земли и хорошо отбивает положениегеологических границ. К недостаткам можно отнести то, что при использовании метода требуется сложная обработка результатов, которая зависит от качества изначальных данных и опыта геофизика-интерпретатора. ЗаключениеВ течение работы над курсовой были изучены и подробно рассмотрены методы инженерной геофизики, проанализированы их методики и условия использования каждого из методов, а также исследованы достоинства и недостатки всех рассматриваемых методик. Подводя итоги, можно сделать вывод о том, что ни один из изученных геофизических методов не становится адекватной заменой бурению, так как требует подтверждения прямыми методами. В каждом из методов для получения разреза необходимо решать обратную задачу, поэтому без использования априорных данных, позволяющих выбрать одно из множества решений, применять геофизические методы нельзя.Сравнивая между собой рассмотренные в работе методы, можно с уверенностью говорить о том, что каждый из них по отдельности может выполнять поставленную перед ним задачу по детализации геологического строения грунтов на конкретном участке, но для достижения оптимального результата имеет смысл применять все методики одновременно. Георадиолокационную съёмку выгодно отличает незначительное воздействие на окружающую среду (что позволяет проводить её в городе, например), но при этом она даёт множество помех и её трудно обрабатывать. Вертикальные электрические зондирования просты в обработке, помех немного, но при этом их глубинность ограничено, а проведение на урбанизированных территориях затруднено. При этом ВЭЗ идеально показывает свойства среды, но может «наврать» в геометрии.Сейсморазведка, напротив, хорошо показывает геометрию среды, но свойства могут существенно отличаться, и интерпретировать сейсмограммы сложнее, чем геоэлектрические разрезы. Зато сейсморазведка дешевле остальных методов, и практически не оказывает влияния на окружающую среду. Подводя итоги, можно сказать, что каждый из методов инженерной геофизики подходит для решения своих специфических задач, а комплексирование этих методов даёт хорошие результаты, особенно если достаточно априорной информации (бурения, лабораторных данных и т.д.).Автор выражает признательность научному руководителю за помощь в работе и многочисленные консультации.Список литературыБобачев А. А., Горбунов А.А., Модин И.Н., Шевнин В.А. Электротомография методом сопротивлений и вызванной поляризации. Приборы и системы разведочной геофизики. 2006, N02, 14-17.Вопросы подповерхностной радиолокации. Коллективная монография / Под ред. А. Ю. Гринева. — М.: Радиотехника, 2005. — 416 с.: ил. ISBN 5-88070-070-4Изюмов С. В., Дручинин С. В., Вознесенский А. С. Теория и методы георадиолокации: Учеб. пособие. — М.: Издательство «Горная книга», Издательство Московского государственного горного университета, 2008. — 196 с.: ил. ISBN 978-5-98672-098-2Владов М. Л., Старовойтов А. В. Введение в георадиолокацию. Учебное пособие — М.: Издательство МГУ, 2004. — 153 с. ISBN 5-211-04938-1Владов М. Л., Золотарёв В. П. Старовойтов А. В. Методическое руководство по проведению георадиолокационных исследований / Москва, 1997.ГОСТ Р 54257-2010. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования.Градостроительный кодекс РФ. Статья 48.1. Особо опасные, технически сложные и уникальные объекты.Инструкция по электроразведке. М. Недра. 1984.СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть I. Общие правила производства работ.СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть VI. Правила производства геофизических исследований.СП 47.13330.2016 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. Приложение Г.Дахнов В.Н. Интерпретация результатов геофизических исследований скважин. Москва, «Недра» 1982 г.Civil Engineering Applications of Ground Penetrating Radar / edited by Andrea Benedetto and Lara Pajewski. Springer, Switzerland 2015 ISBN 978-3-319-04813-0Lawrence B. Conyers. Ground-Penetrating Radar for Geoarchaeology / John Wiley & Sons, Ltd., 2016 ISBN 978-1-118-94994-8Электроразведка. Пособие по электроразведочной практике для студентов геофизических специальностей. По ред. проф. Хмелевского В.К., доц. Модина И.Н. и доц. Яковлева А.Г. Москва, 2005.  Хмелевской В.К. Электроразведка, изд. 2-е. – М.: изд-во Московского университета, 1984. 422 с. ТелфордВ.М., ГелдартЛ.П., ШериффР.Е., КейсД.А. Прикладнаягеофизика. (перевод с английского) М., Недра, 1980.Loke, M.H. and Barker, R.D., 1995. Least-squares deconvolution of apparent resistivity pseudosections. Geophysics, 60, 1682-1690.Интернет-источники:http://www.geoget.ru/content/view/162/139/http://geology.slovaria.ru/ge/vertikalnoye-elektricheskoye-zondirovaniyehttp://present5.com/voprosy-dlya-samokontrolya-kakimi-parametrami-opredelyaetsya-velichina/http://tsh.kg/geofizicheskie-issledovaniyahttp://disus.ru/r-zemlya/1412-1-povishenie-effektivnosti-geofizicheskih-metodov-pri-maloglubinnih-issledovaniyah.phphttps://lektsii.org/4-12333.htmlhttp://www.georadar-expert.ru/ip_detection_tubes.htmhttp://www.geor.ru/gpsr/gpsr.htmlhttp://www.evgengusev.narod.ru/tecto/konto-3.jpg