Капустин Владимир Викторович
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук
|
содержание |
В условиях плотной городской застройки проведение наземных геофизических исследований может оказаться невозможным по причине отсутствия свободного пространства, необходимого для проведения работ. В этом случае изучение грунтов и подземных строительных конструкций может проводиться с помощью использования скважинных методов.
1. Многоволновые акустические наблюдения в скважинах.
Одной из задач геофизических исследований при строительстве подземных сооружений с использованием методов струйной технологии является контроль качества создания искусственно закрепленных массивов, который включает определение in situ деформационных, прочностных и геометрических характеристик отдельных грунтоцементных свай и массивов, создаваемых на основе грунтоцементных свай. Геофизические методы используются совместно с буровыми, лабораторными и полевыми методами испытания свай и в большинстве случаев являются хорошим дополнением последних благодаря своей производительности и невысокой стоимости.
Для проведения акустических наблюдений в искусственно закрепленных массивах предложено использовать технологические скважины, пробуренные в ходе проведения струйной цементации, которые обсаживаются пластиковыми трубами сразу же после окончания изготовления сваи для проведения геофизических наблюдений. Установка пластиковой трубы в еще не застывшую сваю позволяет сократить объемы буровых работ и вести наблюдения с первых дней формирования сваи.
Как показано в работе, для низкочастотных гидроволн, распространяющихся вдоль водонаполненной скважины, находящейся внутри грунтоцементной сваи, может наблюдаться дисперсия, обусловленная наличием поверхности раздела сваи и вмещающего грунта (<геометрическая> дисперсия).
Сейсмоакустические скважинные методы наблюдения в грунтоцементных сваях и массивах могут применяться для решения следующих задач:
исследование одиночных экспериментальных свай с целью наблюдения за динамикой набора прочности;
контроль качества одиночных грунтоцементных свай, используемых для армирования грунтового основания дорожного полотна;
контроль качества ограждающих конструкций котлованов и противофильтрационных завес;
контроль качества грунтоцементных массивов лотковой части котлована;
контроль качества грунтоцементных массивов, используемых в качестве оснований буронабивных свай и мостовых опор, оснований фундаментов.
2. Межскважинные просвечивания и томография.
Оценка деформационных и прочностных характеристик и сплошности протяженных грунтоцементных массивов, формируемых из секущихся свай, например, ограждающих конструкций котлованов, производится путем сейсмического прозвучивания между соседними скважинами. Применительно к данной области сейсмоакустических исследований в работе рассмотрены специфические модели сред и соответствующие им системы наблюдений.
3. Скважинная георадиолокация.
Для более детального изучения внутренней структуры грунтоцементных и бетонных свай и их геометрических характеристик могут быть использованы скважинные георадарные наблюдения. Георадарные измерения для исследования малоглубинных скважин применяются сравнительно недавно и представляют интерес возможностью изучения электрофизических свойств закрепленных грунтов, свай и конструкций, изготавливаемых на их основе непосредственно в грунтовом массиве.
С помощью скважинных георадарных наблюдений могут решаться также геотехнические задачи:
исследование свай сложной формы (сваи, изготавливаемые по струйной и разрядно-импульсной технологиям) и конструкций, создаваемых на их основе (ограждения котлованов, противофильтрационные завесы, основания фундаментов и т.п.);
круговое сканирование околоскважинного пространства с целью обнаружения природных и техногенных объектов;
определение глубины заложения свайных фундаментов;
наблюдение за динамикой набора прочности бетонных и грунтоцементных свай.
Проведенные автором совместные акустические и георадарные наблюдения внутри бетонных и грунтоцементных свай позволяют сделать предположение о наличии корреляции между кинематическими и динамическими характеристиками гидроволн и электромагнитных волн.
| 
