
- •Введение
- •1. Физические основы методов
- •1.1. Потенциал точечного источника
- •1.2. Четырехэлектродные установки
- •1.3. Поле диполя на поверхности однородного полупространства
- •1.4. Кажущееся сопротивление
- •1.5. Вертикальное электрическое зондирование (вэз)
- •1.5.1. Суть метода вэз
- •1.5.2. Типы установок и различные модификации вэз
- •1.5.3. Интерпретация кривых вэз
- •1.5.4. Асимптоты кривых вэз
- •1.5.5. Принципы эквивалентности
- •1.6. Профилирование на постоянном токе (электропрофилирование)
- •2. Методические указания по выполнению электроразведочных работ на постоянном токе
- •2.1. Метод электрического зондирования (эз)
- •2.2. Вертикальное электрическое зондирование (вэз)
- •2.3. Метод электропрофилирования (эп)
- •2.3.1. Электропрофилирование с заземленными установками.
- •2.3.2. Электропрофилирование с незаземленными установками
- •3. Аппаратура метода сопротивлений и программное обеспечение
- •3.1. Комплект аппаратуры «era - max»
- •3.2. Генератор «era – max - lhf»
- •3.2.1. Назначение и технические характеристики
- •3.2.2. Работа с генератором
- •Подтверждение выбора режима установки частоты – производится нажатием кнопки «Enter» .
- •Выбор частоты осуществляется нажатием кнопки «û» Подтверждение выбранной частоты – осуществляется нажатием кнопки «Enter»
- •Подтверждение выбора режима установки тока «I» – производится нажатием кнопки «Enter» .
- •Выбор тока осуществляется нажатием кнопки «û» Подтверждение выбранного значения выходного тока осуществляется нажатием кнопки «Enter»
- •Такое сообщение соответствует двум возможным ситуациям:
- •Для токов 50; 100; 200 мА, значения максимальных rUmax не указаны, так как вступает в силу ограничение по максимально допустимой мощности генератора – 40 Вт. (см. Пункт «б.»).
- •3.2.3. Правила безопасности при работе с генератором
- •3.3. Измеритель «era-max»
- •3.3.1.Назначение и технические характеристики.
- •3.3.2. Устройство измерителя
- •3.3.3. Общие указания по эксплуатации
- •3.3.4. Подготовка к измерениям и порядок работы
- •3.3.5. Работа с измерителем в режиме измерения
- •3.3.6. Работа с измерителем при использовании устройства памяти
- •3.3.7. Вывод данных из памяти измерителя в компьютер
- •3.3.8. Возможные неисправности и способы их устранения
- •3.4. Комплект аппаратуры эра
- •3.4.1. Генератор эра "0, 4.88"
- •3.4.2. Измеритель эра.
- •3.5. Обработка и интерпретация данных вертикального электрического зондирования в программе ipi2win (инструкция пользователя)
- •3.5.1. Обработка данных Общие сведения
- •Выбор файла данных
- •Ввод данных
- •Задание топографии
- •Задание положения пикетов вэз
- •Задание рельефа профиля (высот пикетов вэз)
- •Сохранение и отмена изменений
- •Просмотр кривых и моделей
- •Просмотр разрезов
- •Масштаб разреза
- •Подписи на разрезах
- •Управление цветами на разрезах
- •3.5.2. Интерпретация кривых вэз Общие замечания
- •Создание и изменение модели
- •Изменение числа слоев
- •Изменение свойств слоев
- •Перенос модели с другой точки вэз
- •Сброс модели
- •Отказ от изменений
- •Автоматическая интерпретация кривых вэз а) Метод наименьшего числа слоев
- •Б) Метод регуляризованного подбора (алгоритм Ньютона)
- •Закрепление параметров модели
- •Интерактивная интерпретация
- •Редактирование модели на геоэлектрическом разрезе
- •Дополнительные средства интерпретации
- •1) Оценка пределов действия принципа эквивалентности
- •2) Вычисление суммарной продольной проводимости
- •3)Разрез невязки подбора
- •4) Вертикальная производная
- •5) Горизонтальная производная
- •3.5.3. Результаты интерпретации Сохранение результатов
- •Формат файла результатов
- •Печать разрезов
- •Сохранение изображения разреза
- •3.5.4. Средства управления программы ipi2win
- •4. Лабораторные работы.
- •4.1. Лабораторная работа № 1 « вертикальные электрические зондирования (вэз)».
- •Интерпретация данных
- •4.2. Лабораторная работа № 2 «метод серединных градиентов (сг»).
- •4.3. Лабораторная работа № 3 «интерпретация результатов вэз».
- •Рекомендуемая литература.
Интерпретация данных
Полученные кривые ВЭЗ переносятся с билогарифмического бланка на кальку и интерпретируются по палеткам Пылаева. Методика интерпретации изложена в описании лабораторной работы № 3.
После проведения ручной интерпретации, кривые заносятся в ЭВМ и проводится машинная интерпретация. Методика изложена в описании лабораторной работы № 3.
Требования к отчету.
В отчете приводятся краткие сведения о выполненной работе, указываются приборы, которые использовались для измерений, дается описание моделей и их геометрические параметры. Результаты интерпретации кривых зондирований даются в табличной форме. Возможный пример такой таблицы приводится ниже (таб. 4.2.).
Таблица 4.2.
№ |
Модель |
Палеточная интерпретация |
Компьютерная интерпретация |
Измерения линейкой |
|||||||||
ρ1 |
ρ2 |
ρ3 |
h1 |
h2 |
ρ1 |
ρ2 |
ρ3 |
h1 |
h2 |
h1 |
h2 |
||
1 |
Двхслойная |
50 |
∞ |
|
15 |
∞ |
45 |
100 00 |
|
14 |
∞ |
16 |
|
2 |
Трехсл. К |
50 |
100 |
50 |
1,5 |
3 |
38 |
200 |
55 |
2 |
1,5 |
1,8 |
2 |
К отчету прилагаются бланки с записями результатов зондирований, подписанные преподавателем и кривые зондирований на кальке! Кривые с билогарифмического бланка должны быть стерты!
Контрольные вопросы
Как следует изменить коэффициент k установки Шлюмберже, если необходимо определить удельное сопротивление однородной проводящей среды, граничащей с непроводящей средой? Плоскость границы считаем верикальной. Установка расположена на поверхности проводящей среды и ориентирована по линии, параллельной линии пересечения границы с дневной поверхностью. Расстояние от линии разносов до границы пренебрежимо мало по сравнению с величиной разноса установки. (Например, установку для измерения ρ воды в лабораторном баке расположим непосредственно у стенки бака, параллельно ей.)
Что следует предпринять, если генератор выдает сигнал «Short circuit» («Короткое замыкание»), а в цепи установки никакого короткого замыкания нет?
Как определить мощность первого слоя (глубину воды) в двухслойной модели «вода-дно бака» не пользуясь палетками и компьютером?
Можно ли осуществить в лабораторном баке зондирование трехслойной среды типа Н, где вторым слоем будет лист алюминия толщиной 2 мм, а третьим слоем – непроводящее дно бака?
Можно ли пользоваться коэффициентами, приведенными в таблице 1 при выполнении моделирования в лабораторном баке?
Можно ли выполнять в баке ВЭЗ, используя переменный ток на частотах 625 Гц и 2500Гц?
4.2. Лабораторная работа № 2 «метод серединных градиентов (сг»).
Задание.
Собрать в баке установку СГ.
Провести измерения удельного сопротивления вмещающей среды (воды).
Провести измерения по сетке 2х5 см в средней части бака без моделей локальных включений. Рассчитать ρк и построить карту его распределения - «карту бака».
Провести измерения по такой же сетке с моделью включения (проводящего или непроводящего, по выбору преподавателя). Построить карту распределения ρк и карту графиков кажущегося сопротивления.
Описание работы.
Модельная установка. Для выполнения работы методом СГ используется такая же модельная установка, как и для выполнения ВЭЗ (см. описание работы №1). Так как электроды MN в методе СГ могут располагаться на линии, параллельной линии АВ, в установке используются две пары направляющих рельсов. В качестве моделей включений используются непроводящие объекты (например, кирпичи) или хорошо проводящие алюминиевые бруски.
Выполнение работы.
1. Залейте воду в бак до уровня примерно 2/3 высоты бака.
2. Установите направляющие рельсы так, чтобы их середина приходилась на центр бака.
3. Соберите установку Шлюмберже с минимально возможными разносами (MN – 1см, АВ – 3 см.) так, чтобы ее центральная точка О приходилась на центр бака. Используйте фиксирующий пруток для жесткого закрепления электродов.
3. Отрегулируйте высоту электродов так, чтобы они погружались в воду на 1-2 мм.
4. Подключите к электродам АВ генератор, а к электродам MN – измеритель.
5. Включите приборы, действуя в соответствии с инструкцией по эксплуатации аппаратуры, и проведите измерение параметра q= ∆U/I, используя переменный ток на частоте 4,88 Гц.
6. Рассчитайте значение ρk = k*q. Значение k можно определить по формуле (4) или взять из табл. Полученные значения должны соответствовать значениям ρ водопроводной воды: 40 -70 Омм. Выключите приборы.
7. Установите электроды А и В симметрично относительно стенок бака так, чтобы расстояние АВ составляло 70-75 см и концы электродов были погружены в воду
8. Установите электроды M и N так, чтобы расстояние между ними составляло 2 см. Используйте направляющий пруток для жесткой фиксации этого расстояния. Электроды должны быть погружены в воду на 1-2 мм.
9. Включите приборы. Выполните измерения параметра q по профилю «0», проходящему по лини АВ. Шаг профилирования - 2 см. Длина профиля должна составлять 50 см, центр его должен совпадать с центром расстояния АВ. Точки профиля удобно нумеровать от центра установки, указывая расстояния в см. (в одну сторону приписывая расстоянию знак (+), в другую – (-)). Начинайте измерения от одного из крайних пикетов, предварительно расчитав его отметку по шкале направляющего рельса. Затем установите дополнительные рельсы на расстоянии 5 см. от линии АВ. Проведите измерения по профилю «+5», и так далее с шагом 5 см до профиля «+20». Профиля нумеруются по расстоянию от линии АВ с указанием знака. Затем переставьте дополнительные рельсы на другую сторону от линии АВ и проведите измерения по профилям «-5» - «-20». Результаты записываются в журнал, форма которого приведена ниже. По измеренным значениям вычислите ρk= k*q. Коэффициент k определите по формуле (18). При выбранной системе записи номер профиля будет соответствовать координате y в формуле (18), а номер пикета - координате х. Вычисления можно проводить на компьютере в программе “Excel”.
10. Для записи результатов измерений можно использовать память приемника «ERA-MAX». В этом случае необходимо действовать в соответствии с инструкцией по эксплуатации аппаратуры. Однако и при использовании внутренней памяти, запись результатов в журнал обязательна!
Форма журнала для наблюдений методом СГ
Участок ___________________________
Дата_____________________
Установка ________________________
Начало набл.______________
l AB______________ l MN________________
Конец набл. ______________
Шаг наблюдений________________________
Погода __________________
Схема установки (указывается положение электродов по отношению к профилям, направление профилей, нумерация профилей и пикетов).
Профиль ________
№ |
ПК |
q |
k |
ρк |
Примечание |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
|
|
|
|
Оператор_________ Вычислитель_____________
Проверил ___________
11. Установите в баке модель локальной неоднородности (по указанию преподавателя) и повторите измерения по сетке 2х5 см.
12. По результатам измерений рассчитайте значения ρк. Вычисления можно проводить в программе «Excel». В этой же программе можно построить карту графиков для модели среды с локальной неоднородностью. Пример карты графиков приведен на рис.4.3. Графики должны быть равномерно смещены друг относительно друга и, по возможности, не пересекаться. Это достигается соответствующим выбором масштаба по оси у. В программе «Excel» сдвиг графиков можно получить, прибавляя постоянное начение кажущегося сопротивления к значениям ρк на каждом профиле (Рис 4.3).
Р
ис.4.3.
Карта графиков
Для построения карт распределения кажущегося сопротивления можно воспользоваться программой «Surfer». Пример карты распределения ρк приведен на рис.4.4.
Рис. 4.4. Карта распределения кажущегося сопротивления.
Требования к отчету
В отчете приводится краткое описание работы, данные об удельном сопротивлении вмещающих пород (раствора), карта графиков и карта распределения кажущегося сопротивления.
Контрольные вопросы
Как следует ориентировать геофизические профили по отношению к протяженной локальной неоднородности?
Можно ли профиль наблюдения располагать непосредственно у питающей линии АВ? Если нельзя, то почему?
Как определить расстояние MN, если профилирование по методу СГ выполняется с применением установки БИЭП.
Как выбираются шаг профилирования и расстояния между профилями при работах методом СГ?