Методы сейсморазведки
Компания Алькомп-Инжиниринг совместно с партнерами выполняет инженерно-геологические изыскания по широкому комплексу методов в соответствии с имеющимися нормативными документами, в том числе, СП 11-105-97.
По результатам выполненных проектах в горных условиях со сложным геологическимм строением наилучшим образом зарекомендовал себя метод сейсморазведки.
Сейсмические волны создаются путем искусственных сотрясений земной поверхности. Эти волны проходят через слои горных пород со специфическими для каждой породы скоростями. На поверхностях раздела, на которых имеют место изменения скоростей, сейсмические волны частично проходят, частично отражаются и преломляются.
Метод преломленных волн
Подходя к поверхности раздела горных пород, сейсмические волны, распространяющиеся под определенным углом к этой границе, скользят вдоль границы со скоростью нижележащего пласта. Часть их сейсмической энергии отражается обратно к поверхности земли. Возникающие таким образом волны называются преломленными. Они регистрируются датчиками (геофонами) на поверхности земли. Время пробега преломленных волн от источника до геофонов известно (рис. 1).
Принимая во внимание геометрию расстановки измерительной аппаратуры, при помощи времени пробега вычисляются скорости, по которым можно установить тип той или иной породы.
Рис. 1. Принцип сейсмических измерений
Таким образом, картина распределения скоростей в разрезе (скоростной разрез) отражает структуру слоев исследуемых грунтов. Поскольку каждый слой (пласт) имеет определенную скорость, возникает слоистая структура (стратиграфия) исследуемого грунта.
Метод томографии
Для томографии исследуемых грунтов используется огибающая волна. Это вид преломленной волны, которая из-за возрастающей плотности грунта отклоняется к поверхности. Глубина проникновения огибающей волны зависит от степени рыхлости породы. С помощью томографического анализа огибающих волн можно построить модель распределения скорости компрессионной волны в грунте и таким образом косвенно – картину распределения эластичных свойств материала (рис. 2).
Рис. 2. Томографическая интерпретации преломленных огибающих волн
Совместно с компанией DMT GmbH & Co. KG был выполнен комплекс геофизических измерений для разведки строительных грунтов на участке запланированного строительства вокзала "Альпика-Сервис" (Сочи, Красная Поляна). Участок склонов хребта Аибга размером 400x500 м необходимо было обследовать на предмет возможности схода оползней, определения мощности рыхлого слоя и оконтуривания коренных горных пород скального основания.
Результаты сначала анализируются на основе вертикальных профилей по каждому отдельному профилю, затем изображаются в виде карт. На основе этих карт строится модель, которая описывает глубину залегания скального основания и мощность перекрывающих отложений, что составляет основу для геологических выводов.
Сейсмическая томография на основе преломленных волн позволяет достигать глубины более 50 м. В процессе интерпретации сейсмических данных была выявлена граница слоя, характеризующегося скоростью распространения продольных Р-волн свыше 3000 м/сек. Эта граница была интерпретирована как переход от области грунтов пониженной прочности к прочным (скальным) породам. Поскольку приповерхностный слой сильно насыщен водой, типичные для него скорости распространения волн порядка 1500-1800 м/сек достигаются быстро, причем, это не обязательно связано с повышением прочности. Однако, начиная со скоростей порядка 2000 м/сек, необходимо уже считаться с повышением прочности грунтов.
Поэтому отнесение к тому или иному типу грунтов по скорости распространения Р-волн приводит к следующей классификации:
| Номер | Название | Скорость распространения P-волн (м/сек) | Цветовое обозначение |
|---|---|---|---|
| 1 | Рыхлые отложения | 400-2000 | Желтый до синего (водонасыщенный) |
| 2 | Грунты пониженной и слабой прочности |
2000-3000 |
Зеленый |
| 3 | Прочные скальные грунты | Свыше 3000 | Коричневый |
Рис. 3. Пространственная модель участка по результатам сейсмической томографии
Рис. 4. Поперечные сейсмические разрезы через участок
Метод отраженных волн
Метод отраженных волн (МОВ) основан на выделении волн, однократно отраженных от целевой геологической границы, например, от поверхности разрывного нарушения. Для интерпретации первичных данных используется метод суммирования (многократных перекрытий), в котором для каждой точки границы регистрируется большое количество сейсмических трасс (сейсмограмм). Избыточная информация суммируется по признаку общей средней или глубинной точки (ОСТ или ОГТ). Метод общей глубинной точки значительно расширяет возможности МОВ и применяется в большинстве сейсморазведочных работ.
Рис. 5. Интерпретация разрывных нарушений по сейсмическим данным методом МОВ в борту ручья Тобиас в районе вокзала Альпика-Сервис (ж/д трасса и вокзал Альпика-Сервис показаны синими линиями по левому краю рисунка)
Рис. 6. Результаты геологической интерпретации геофизической модели: положение оползневых тел (красным цветом показан ж/д вокзал Альпика-Сервис)
Рис. 7. Строительство подпорной стенки для защиты вокзала Альпика-Сервис от оползней, выявленных с помощью сейсмических методов. Данные сейсморазведки использовались и для проектирования стенки
Более подробную информацию о выполненных проектах и наших услугах Вы можете получить, позвонив по телефону: +7 (495) 790-7863 или отправив запрос.