1. Ca(oh)2 – гидроксид кальция (7,53 ± 0,2 %); 2. SiO2 – диоксид кремния (7,599± 0,2 %);

3. С₃S – алит (трехкальциевый силикат) (3,03^{± 0,2} %); 4. С₂S – белит (двухкальциевый силикат) (2,77^{± 0,2} %);

Бетон имеет плотную структуру, поверхность – зернистая, при увеличении в 1000 раз видно, что расположение заполнителя – плавающее.

В смесь песка крупностью < 0,63 мм – 300 мас.ч. и цемента М500 D0 – 100 мас.ч. вводилась вода с добавкой, подготовленная следующим образом: вода – 70 мас.ч., олеат натрия - 0,35 мас.ч. и ТЭОС – 0,015 мас.ч. перемешанные мешалкой в течение 15 минут. Полученная бетонная смесь имела осадку конуса 8,4 см. Изменение прочности бетона со временем представлено на рис. 4 график.

Рентгенограмма минерального состава бетона показывает процентное соотношение гидроксида кальция, диоксида кремния, трехкальциевого и двухкальциевого силикатов. Из приведенной рентгенограммы видно, что алита и белита в бетоне осталось около 7%, гидроксида кальция, образовавшегося в процессе гидратации – 7,53%, а диоксида кремния – 7,6%.

Бетон имеет плотную структуру, поверхность – зернистая, при увеличении в 1000 раз видно, что расположение заполнителя – плавающее.

Опытным путем было установлено, что применение олеата натрия и ТЭОС в бетонную смесь в качестве добавок повышают подвижность бетонной смеси до 7%, повышают прочность бетона при сжатии в 1,5 – 1,8 раза. 2.

Библиографический список

1. Комар А.Г. Строительные материалы и изделия: Учеб. для инж.-экон. спец. строительных вузов. – 5-е издание, перераб. и доп. – М.: высшая школа, 1988 – 527 с.

2. Рыбьев И.А. Строительное материаловедение: Учеб. пособие для строит. спец. вузов / И.А. Рыбьев. – 2-е изд., испр. – М.: Высш. шк., 2004. – 701 с.

3. Строительные материалы: Справочник/А.С. Болдырев, П.П. Золотов, А.Н. Люсов и др.; Под ред. А.С. Болдырева, П.П. Золотова. – М.: Стройиздат, 1989. – 567 с.

4. Афанасьев Н.Ф., Целуйко М.К. Добавки в бетоны и растворы. – К.: Будивэльнык, 1989. – 128 с.

5. Добавки в бетон: Справ. пособие / В.С. Рамачандран, Р.Ф. Фельдман. М. Коллепарди и др.; Под ред. В.С. Рамачандрана; Пер. с англ. Т.И. Розенберг и С.А. Болдырева; Под ред. А.С. Болдырева и В.Б. Ратинова. – М.: Стройиздат, 1988. - 575 с.

6. Касторных Л.И. Добавки в бетон и строительные растворы учебно-справочное пособие / Л.И. Касторных – 2-е изд. – Ростов н/Д. Феникс, 2007 – 221 с.

7. Юхневский П.И. Строительные материалы и изделия: Учеб. пособие / П.И. Юхневский, Г.Т. Широкий. – Мн.: УП «Технопринт», 2004. – 476 с.

8. Дуда В. Цемент / Пер с нем. Е.Ш. Фельдмана; Под ред. Б.Э. Юдовича. – М.: Стройиздат, 1981. – 464 с.

¹ Дорожков в.В., ² Конешов в.Н., ¹ Фуров л.В., ² Абрамов д.В.

О создании на экспериментальном полигоне геофизической

Обсерватории «запольское» для проведения высокоточных

Гравиметрических измерений

(1 – Владимирский государственный университет, 2 – Институт физики Земли

им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва)

Представлены результаты создания на научном экспериментальном полигоне сейсмогравиметрической обсерватории с комплектом высокоточного оборудования с целью построения гравиметрического пункта 1 класса.

В настоящее время в мире ведутся активные исследования по созданию гравиметрических комплексов, которые позволили бы с высокой точностью выполнять долговременные геофизические гравиметрические наблюдения для решения ряда фундаментальных и прикладных задач. Актуальным является создание комплекса долговременных геофизических наблюдений, позволяющих проводить наблюдения в полосе частот от десятка герц до 1·10^-8 герц (период один год). Для проведения высокоточных гравиметрических измерений необходимым условием является наличие в составе комплексов высокоточных приборов, а также наличие условий, обеспечивающих их беспомеховое функционирование.

В рамках совместного проекта Владимирского государственного университета (ВлГУ) и Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта (ИФЗ РАН) создается гравиметрический пункт 1 класса на научном экспериментальном полигоне кафедры «Общая и прикладная физика» (ОиПФ) ВлГУ. Актуальность создания гравиметрического пункта 1 класса определена Решениями Правительственной гравитационной комиссии, в которых отмечается необходимость в высокоточных наблюдениях, в целях создания моделей воздействий на геофизические процессы, изучения взаимосвязей геофизических явлений.

Целью проекта является создание на территории научного экспериментального полигона комплексной геофизической (сейсмогравиметрической) обсерватории, включающей высокоточный гравиметрического пункта 1 класса. Создание такой обсерватории и гравиметрического пункта в Центральном регионе Российской Федерации, расположенных в точке с низким уровнем сейсмических шумов, позволит проводить уникальные эксперименты в области гравиметрии и сейсмических процессов, высокоточные исследования неприливных изменений силы тяжести, проводить исследования в направлениях решения фундаментальных и прикладных задач геологии, использовать результаты в учебно-научной работе.

Одним из центров экспериментальных исследований в Центральном регионе России является научный полигон кафедры ОиПФ ВлГУ, расположенный в 40 километрах от г. Владимира, являющийся "геофизическим заповедником" с низким уровнем техногенных сейсмических помех, промышленных загрязнений, с достаточной удаленностью от магистральных автотрасс. Действующий научный полигон с системами энергоснабжения и жизнеобеспечения, лабораториями и мастерскими, с постоянной охраной позволяет круглогодично проводить работы и исследования. На полигоне расположен комплекс различных крупномасштабных установок, устройств, а также укрытия для аппаратуры и помещения для работы операторов.

Проводимые на полигоне с 2008 года научной группой кафедры физики ВлГУ и сотрудниками ИФЗ РАН непрерывные сейсмические измерения с использованием автоматизированных сейсмостанций различных типов показали, что полигон, с точки зрения уровня сейсмических шумов, соответствует наивыгодному уровню относительно средних минимальных значений шумов на сейсмических станциях России [1].

На основании выполненных исследований сейсмической помеховой обстановки, топологии и инфраструктуры полигона проведен подбор места расположения сейсмогравиметрической обсерватории, определены условия размещения гравиметрического оборудования на пункте 1 класса. Выработаны технические условия для размещения баллистических гравиметрических приборов и сейсмостанций в специально оборудованном помещении, соответствующем условиям высокоточных измерений.

Комплекс сейсмогравиметрической аппаратуры располагается в обсерватории на трех созданных специальных центрах-постаментах в оборудованном пункте, соответствующем техническим условиям гравиметрического пункта 1 класса Государственной гравиметрической сети.

Комплекс сейсмогравиметрического оборудования включает:

- абсолютный баллистический гравиметр А10 (США);

- два относительных гравиметра CG-5 Autograv ”Scintrex”;

- автоматическую метеостанцию WXT510 Vaisala;

- GPS-приемники навигационного позиционирования;

- трехкомпонентные автоматические сейсмостанции, в том числе автоматическую цифровую сейсмостанцию UGRA;

- специализированные компьютеры записи и архивирования информации.

Среди созданных в мире абсолютных гравиметров наилучшими эксплуатационными и точностными характеристиками обладает мобильный абсолютный баллистический гравиметр А10 – прибор нового поколения, обладающий высокой точностью, надежностью, транспортабельный, способный осуществлять в полевых условиях измерение вертикального ускорения силы тяжести (g) до долей микрогал (1мкГал = 10־ ⁸ м/c²).

В качестве базового прибора используется относительный кварцевый гравиметр CG-5 Scintrex, обладающий требуемой точностью, возможностями учета поправок за смещение нуля, наклонов гравиметра, нутацию полюса, учета поправок на лунно-солнечное влияние и другое.

В отличие от принятых в России методов измерений с помощью баллистических гравиметров ГАБЛ, применяется более эффективная схема построения измерений: в дополнение к абсолютному гравиметру А10 используются два высокоточных относительных гравиметра CG-5. Это позволяет более достоверно получать результат гравиметрических измерений мирового уровня с точностью 1 мкГал и его долей (нанометры/c²).

Также, совместное использование гравиметров разных конструкций и физических принципов позволяет исключить в ходе измерений инструментальные погрешности каждого из приборов. Методика комплексного использования результатов наблюдения таких различных по физическому принципу и технологии эксплуатации гравиметров ранее не применялась [2].

На настоящем этапе исследований на сейсмогравиметрическом комплексе проводятся:

- отработка методических приемов его использования;

- оценка отклика на сейсмические сигналы базовых относительных гравиметров и сейсмических приемников, входящих в состав комплекса;

- получение длинных рядов гравиметрических наблюдений, позволяющих после учета ряда, в том числе метеорологических факторов и сейсмических оценок, определить геофизические характеристики в области периодов от одного часа до одного года.

В сейсмогравиметрической обсерватории проводятся долговременные непрерывные сейсмологические регистрации с расположением сейсмостанций на центрах-постаментах обсерватории: сильных землетрясений Мира; близких сейсмических событий (технических взрывов); локальных сейсмических событий (микротресков); регистрация микросейсм осуществляется практически непрерывно.

Гравиметрический пункт «Запольское», в создаваемой сейсмогравиметрической обсерватории (позиционирована и названа «Запольское»), привязан к фундаментальному пункту Государственной гравиметрической сети «Долгое Лёдово», который расположен на территории научно-экспедиционной базы ИФЗ РАН.

Проведены сравнительные гравиметрические наблюдения результатов регистраций суточного хода базового относительного гравиметра CG-5 Scintrex в фундаментальном гравиметрическом пункте Москва-«Долгое Лёдово» Государственной гравиметрической сети и создаваемой сейсмогравиметрической обсерватории (СГО) «Запольское».

Методика проведения этих экспериментов заключалась в идентичной непрерывной (без отключения термостатирования) регистрации гравиметром CG-5 Scintrex результатов на двух территориально разнесенных измерительных пунктах.

Как наглядно следует из приведенных результатов (рисунок 1) на фундаментальном пункте Москва-«Долгое Лёдово» наблюдается суточный ход помех техногенного характера, обусловленных дневным возрастанием транспортных потоков, снижающимся в несколько раз в ночные часы.

Для пункта в создаваемой сейсмогравиметрической обсерватории «Запольское» на территории экспериментального научного полигона кафедры ОиПФ ВлГУ такого помехового воздействия нет и, как определено, изменения наблюдается вследствие повышения или снижения атмосферного давления на моменты измерений.

На рисунке 1 отчётливо видна корреляция результатов гравиметрических измерений и атмосферного давления (0,7 ÷ 0,8), при этом эта зависимость имеет нелинейный характер.

Основные выводы по результатам проведенных экспериментов.

● На территории экспериментального научного полигона кафедры ОиПФ ВлГУ в создаваемой сейсмогравиметрической обсерватории «Запольское» наблюдается более чем в два десятка раз меньший сейсмический фон и воздействие помех техногенного характера, чем на фундаментальном гравиметрическом пункте Москва-«Долгое Лёдово».

● Измерения в создаваемой СГО «Запольское» позволяют значительно повысить качество и улучшить точность гравиметрических результатов относительно фундаментального пункта Москва-«Долгое Лёдово».

● Минимальный уровень техногенного сейсмического шума позволяет выявить «тонкую структуру» многих геофизических явлений, сопровождающих гравиметрические измерения.

Возможности создаваемой геофизической обсерватории позволяют проводить комплекс сейсмогравиметрических наблюдений в таких основных направлениях научных исследований:

- сравнения конструкций гравиметров различных типов, производимых в России и созданных в мире;

- непрерывные наблюдения с максимальной точностью значений ускорения силы тяжести;

- высокоточные исследования неприливных изменений силы тяжести;

- исследования связи результатов гравиметрических измерений с метеофакторами, в частности, с давлением;

- исследования с использованием синхронных результатов сейсмических и гравиметрических измерений. Проведенные работы и исследования, подтверждают целесообразность создания на научном экспериментальном полигоне ВлГУ сейсмогравиметрической обсерватории с комплектом гравиметрического и сейсмического оборудования, соответствующей требованиям для гравиметрического пункта 1 класса Государственной гравиметрической сети Российской Федерации.

Работа выполнялась при поддержке ФЦП Минобрнауки РФ.

Рисунок 1. Сравнительный эксперимент по выявлению влияния сейсмического шума при измерении значений ускорений силы тяжести гравиметрами CG-5 в обсерватории «Запольское» по отношению к наблюдениям на фундаментальном пункте «Долгое Лёдово» Государственной гравиметрической сети РФ

(верхняя кривая – изменение атмосферного давления)

Библиографический список

1. Дорожков В.В., Фуров Л.В., Дробышев Н.В., Абрамов Д.В. О создании автоматизированной сейсмографической станции «Владимир» с системой дальнего доступа // Перспективные технологии в средствах передачи информации: Материалы 8-й международной научно-технической конференции, Владимир, 2009. – С. 93-95.

2. Абрамов Д.В., Дорожков В.В., Конешов В.Н., Фуров Л.В. Особенности конфигурации и использования наземного сейсмогравиметрического комплекса. Вестник Пермского университета. Серия «Геология» // 2011, № 2. – С. 29-37.

3. Дорожков В.В., Фуров Л.В., Абрамов Д.В., Конешов И.В., Ухина А.А. О создании геофизической обсерваториии «Запольское» для проведения высокоточных гравиметрических измерений // Перспективные технологии в средствах передачи информации: Материалы 9-й междун. научно-технич. конференции, Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та, 2011, Т. 1, С.131-133.

4. Abramov D.V., Dorozhkov V.V. and Koneshov V.N. Key Elements of Construction and Exploitation of a Land-Based Seismic-Gravimetric Complex //ISSN 0747-9239, Seismic Instruments, 2011, vol. 47, No 3, pp. 253-258