31)Применение геофизических методов в инженерно-геологических изысканиях.

Заказчиком работ были поставлены следующие задачи:

• определить характер горных пород распространенных в пределах участка до глубин 30 м.

• определить положение уровня грунтовых вод;

• выявить наличие и определить положение водонепроницаемых слоев.

Для решения поставленных задач был выполнен следующий комплекс геофизических методов: георадиолокация, электроразведка на постоянном токе и малоглубинная сейсморазведка.

Рис 2. Георадары серии ОКО. Производство - ООО Логис, г.Жуковский

Георадиолокация. Метод базируется на изучении поля высокочастотных электромагнитных волн (используются частоты от первых десятков МГц до первых единиц ГГц). Основой метода является различие горных пород по диэлектрической проницаемости.

Достоинством метода является высокая производительность и высокая разрешающая способность, как в плане, так и по глубине. Глубинность исследования составляет от первых десятков сантиметров (при малоглубинных детальных исследованиях) до первых десятков метров (при решении геологических задач). Разрешающая способность и глубинность исследования зависят от частоты, на которой ведутся работы и характера изучаемого разреза.

В данном случае, при частоте 150 МГц предельная глубина исследований составила 14 метров. Измерения проводились георадаром серии "ОКО"

Рис 3. Комплект электроразведочной аппаратуры (опытный завод геофизического приборостроения Геологоразведка, г.Санкт-Петербург).

Электроразведка на постоянном токе (метод ВЭЗ). В основе метода лежит изучение электрического поля постоянного тока возбуждаемого в земле. Метод позволяет выделять в разрезе слои с различными удельными электрическими сопротивлениями (УЭС). Глубина исследования может варьировать от нескольких метров до первых сотен метров. Достоинствами метода является простота, технологичность и от носительно низкая стоимость.

В данном случае глубина исследования составила более 50 метров. Присутствующие в разрезе горные породы значительно (примерно в 100 раз) различаются по УЭС (в зависимости от соотношения песчаных и глинистых частиц и водонасыщенности).

При проведении работ использовался комплект электроразведочной аппаратуры с измерителем "ЭРА"

Рис 4. Сейсмостанция Лакколит-X-M2,ООО Логис, НИИ Приборостроения, г.Жуковский

Малоглубинная сейсморазведка (МПВ и МОВ). Метод базируется на изучении поля упругих волн, распространяющихся в геологической среде. Основой метода является различие в скоростях сейсмических волн разных горных пород.

Малоглубинная сейсморазведка, применяемая при инженерно-геологических изысканиях, позволяет изучать разрез до глубин 40-50 м. Достоинством метода является высокая разрешающая способность и точность определения глубин, что достигается путем применения сложной аппаратуры и программного обеспечения.

Глубина исследования в данном случае составила более 30 метров.

Для проведения сейсморазведочных работ использовалась 24-х канальная 24-х разрядная сейсмостанция "Лакколит-Х-М2"

Совместное использование георадиолокации, электроразведки на постоянном токе и малоглубинной сейсморазведки является стандартным приемом при изучении разрезов, сложенных песчано-глинистыми отложениями.

Рис 5. Пример полевых данных сейсморазведки

Рис 6. Пример полевых данных электроразведки

Сейсморазведка позволяет с большой точностью определять положение границ в разрезе, электроразведка в данном случае наилучшим образом определяет характер пород (глинистость, водонасыщенность). Георадиолокационные исследования позволяют детально изучить верхнюю часть разреза.

Результаты геофизических исследований. В процессе работ выяснено следующее:

• изучаемый разрез сложен преимущественно песчаными отложениями с малыми примесями глинистых частиц;

• песчаная толща характеризуются крайне слабой отсортированностью, незначительным количеством глинистых частиц и низким коэффициентом пористости, а так же крайне низким коэффициентом фильтрации (что подтверждено лабораторными испытаниями ГИПРОДОРНИИ);

• уровень грунтовых вод в районе исследованного профиля на момент исследования располагается на отметках 162-158 м, понижаясь по направлению к реке;

• нет оснований, предполагать наличие значительного слоя глинистых пород в пределах области исследований.

Полученный по геофизическим и геологическим данным геологический разрез представлен на рисунке 7.

Рис 7. Итоговый геологический разрез, построенный по результатам геофизических исследований (электроразведка, сейсморазведка, георадиолокация) и данным бурения

В заключение можно сказать, что примененный комплекс методов позволил полностью ответить на поставленные в техническом задании вопросы. Использование геофизики дало возможность получить дополнительную геологическую информацию об объекте исследований при небольших материальных затратах.