Геофизические методы исследования земной коры5.3.2. Инженерно-геологические съемки.
Инженерно-геологические съемки бывают средне-, крупномасштабными и детальными. При этих видах съемок применяются некоторые из перечисленных в 5.3.1 методов.
При среднемасштабных съемках (1:200000 - 1:100000) используют данные одного-трех наиболее производительных геофизических методов профилирования (космические и воздушные, включая радиотепловые (РТС) или инфракрасные (ИКС) и магнитные съемки) и намечают детализационные или ключевые участки. В пределах этих участков работы проводят по более густой сети наблюдений и более широким комплексом, включающим два-три из упомянутых в 5.3.1 полевых геофизических методов. Работы проводят одновременно с бурением скважин, инженерно-геологическими и фильтрационными исследованиями, отбором образцов пород для лабораторных исследований и выполнением ГИС. Число пунктов геолого-гидрогеологических исследований может быть в два и более раз меньше, чем без применения геофизики.
Крупномасштабное картирование (1:25000 - 1:10000) проводят, как правило, без использования ключевых участков, а в виде сплошной съемки. Применяют комплекс геофизических методов, включающий преимущественно сейсморазведку МПВ и электромагнитные зондирования (ВЭЗ, ВЭЗ-ВП, ЗСБ, РВЗ), а при наличии скважин выполняют сейсмоакустические и электрические исследования в них.
5.3.3. Изучение условий строительства инженерных сооружений.
Расчленение поверхностных и коренных отложений и изучение оснований проектируемых наземных и подземных инженерных сооружений (промышленных, гражданских, гидротехнических, транспортных и др.) проводят для оценки несущей способности и устойчивости массивов горных пород на конкретных строительных площадках. Эти работы характеризуются большой детальностью (масштаб исследований от 1:10000 до 1:1000). Геофизические методы используют для картирования рыхлых отложений и определения глубины залегания коренных скальных пород, детального расчленения верхней части разреза, оценки физико-механических и водно-физических свойств пород в их естественном залегании, изучения трещиноватости и нарушенности массива, определения уровня грунтовых вод и их динамики (см. 5.2.8 - 5.3.8). В задачи геофизических методов входит также изучение напряженного состояния коренных пород, выявление геодинамических явлений и сейсмичности (карст, суффозия, оползни, обвалы, просадки и др.), представляющих опасность для будущего строительства, проведение мониторинга за работой ответственных сооружений и изучение их влияния на геологическую среду [Комплексные инженерно-геофизические исследования при строительстве гидротехнических сооружений, 1990].
Для этого применяют комплекс методов, состав которого в значительной степени аналогичен используемому на ключевых участках, но ведущими в комплексе являются сейсморазведка методом преломленных волн (МПВ), а также электромагнитные зондирования (ВЭЗ, ВЭЗ-ВП или ЗСБ), которые дополняются, по возможности, микромагнитной, эманационной, гамма-съемками. Применяют также сейсмоакустическое и электромагнитное межскважинные просвечивания. В качестве примера на рис. 5.6 приведены результаты комплексных геофизических исследований для изучения рыхлых и скальных пород.
 |
Рис. 5.6. Пример определения условий залегания скальных пород под рыхлыми образованиями по данным методов ВЭЗ, ВЭЗ-ВП и МПВ: 1 - уровень капиллярного поднятия по данным ВЭЗ-ВП; 2 - поверхность грунтовых вод по данным ВЭЗ, ВЭЗ-ВП и МПВ; 3 и 4 - кровля скальных пород по данным ВЭЗ, сохранных пород по данным МПВ (  - граничная скорость) [Хмелевской В.К. и др., 1988] |
5.3.4. Изучение тектонических нарушений.
При изучении тектонических нарушений, выделении трещиноватых и ослабленных зон целесообразно использовать аэрокосмические фото- и инфракрасные съемки, а также не менее двух-трех из следующих методов: электропрофилирование, метод преломленных волн, микромагнитную и эманационную съемки, круговые электрические зондирования (КВЭЗ).
Совместная интерпретация полученных материалов дает возможность определить положение тектонических нарушений, их амплитуды и простирания, оценить интенсивность трещиноватости пород и ее затухание с глубиной. В благоприятных условиях удается выяснить степень заполнения трещин переотложенным материалом и связанные с трещиноватостью особенности движения подземных вод, изучить локальные неоднородности пород и пустоты.
Особый интерес представляет выявление слабо проявленных в геолого-геофизических полях малоамплитудных тектонических разломов, связанных с активными движениями земной коры. Такие разломы, как правило, являются долгоживущими, т.е. прослеживаются от земной поверхности до больших глубин. К ним приурочены зоны повышенной трещиноватости и проницаемости, опасные как в динамическом, так и в экологическом отношении. Для выявления указанных зон широко используются методы комплексной интерпретации площадной или профильной геолого-геофизической информации. При этом чрезвычайно важно использовать методы, обладающие постепенно увеличивающейся глубинностью, например, аэрокосмические, гравимагнитные и эманационные съемки, электромагнитные профилирования. Применение специальных методик интерпретации (многоуровневого, системного интегрированного анализов) позволяет установить пространственное положение зон малоамплитудной тектоники и оценить особенности затухания трещиноватости с глубиной.
5.3.5. Изучение физико-геологических явлений и процессов.
Из всех физико-геологических явлений и процессов геофизические методы чаще всего используют при изучении карста и оползней.
Карст, т.е. наличие пустот и трещин в растворимых породах, активно изучается геофизическими методами, так как растворимые породы (карбонаты, соли) отличаются по физическим свойствам от нерастворимых (глины, песок, изверженные) горных пород.
Методика геофизических работ и состав методов определяются особенностями закарстованной территории. Например, при изучении поверхностных карстовых форм (воронок, впадин, понор), заполненных глинистым материалом и перекрытых рыхлыми отложениями небольшой мощности, используются методы электроразведки (ВЭЗ или ЕП, ЭП); можно применять тепловую съемку, высокоточную гравиразведку.
Изучение глубинных карстовых форм представляет собой сложную задачу. В этом случае, наряду с методами электроразведки (ВЭЗ, ЭП), можно использовать сейсморазведку (МПВ), гравиразведку, ядерно-физические и скважинные методы. Для детального изучения зон закарстованности используются круговые установки зондирований и профилирований. По вытянутости диаграмм КС можно определить направление трещиноватости, а по величине отношения больших осей диаграмм к малым - оценить ее интенсивность ( Огильви А.А, 1990).
В задачи геофизических методов при изучении оползней входят:
- изучение строения оползневых склонов с определением глубины залегания уровня грунтовых вод, зеркала скольжения и поверхности коренных пород;
- оценка изменения физических свойств и состояния оползневых накоплений во времени;
- изучение динамики и прогноз оползневого процесса;
- выявление качества противооползневых мероприятий.
Предпосылки применения геофизических методов при изучении оползней заключаются в дифференциации физических свойств залегающих на склонах коренных пород и оползневых накоплений. В теле оползня появляются дополнительные границы, связанные с поверхностью фильтрационного потока.
Оползневые накопления картируют методами электро- и сейсмопрофилирования (ЭП, ЕП, МПВ). Детальное расчленение разреза оползневого склона проводят методами зондирований (ВЭЗ, ВЭЗ-ВП) и МПВ.
Изучение обводненности оползней имеет решающее значение для прогноза их устойчивости. При определении уровня грунтовых вод, степени увлажнения оползневых тел эффективны методы МПВ, ВЭЗ, ВЭЗ-ВП. Изучение изменения физических свойств и состояния оползневых накоплений во времени осуществляется режимными геофизическими наблюдениями с использованием тех же полевых, а также скважинных методов.
Для изучения динамики оползневого процесса можно использовать магнитные реперы. Периодическая микромагнитная съемка, выполняемая над участком заземления таких реперов, позволяет оценить движение оползневого тела по смещению создаваемых реперами локальных магнитных аномалий.
Изучение динамики упругих напряжений в теле оползня вследствие внутренних процессов и внешних нагрузок, сопровождающих смещение оползневых масс, можно проводить с помощью методов акустической (АЭ) и электромагнитной (ЭМЭ) эмиссии. Сущность этих методов сводится к регулярному определению акустических и электромагнитных шумов, т.е. регистрации естественных упругих и электромагнитных колебаний разных частот. Количество и интенсивность акустических и электромагнитных импульсов изменяются при изменении напряженного состояния массива, что может служить для диагностирования движения оползня.
|
Публикации с ключевыми словами:
геофизика - Земля - земная кора
Публикации со словами: геофизика - Земля - земная кора | |
См. также:
Все публикации на ту же тему >> | |
