Лекция №2(Б)
- 2. Лекция 2В (продолжение) Техника и технологии инженерно-геологических изысканий
- 3. Для исследования песчано-гравийных разрезов широко применяется динамическое зондирование Самоходная установка динамического зондирования ( производство компании «Фугро») (глубина зондирования до 20 м)
- 4. Технология динамического зондирования весьма разнообразна и может применяться для различных грунтов
- 5. Интерпретация результатов зондирования носит эмпирический характер и закреплена в табличной форме в нормативных документах
- 6. Лабораторные исследования состава, состояния и свойств грунтов – важнейшая часть инженерных изысканий Виды лабораторных исследований (Приложение М СП 11-15)
- 7. Современная инженерно-геологическая лаборатория оснащена различными компьютеризированными приборами (одометры, приборы прямого среза, стабилометры).
- 8. В одометрах моделируется компрессионное сжатие породы в условиях невозможности бокового расширения
- 9. Трѐхосные испытания грунтов позволяют наиболее точно моделировать напряжѐнное состояние грунтов и прогнозировать их деформационное поведение.
- 10. Среди полевых методов инженерно-геологических изысканий особое место занимают геофизические методы, позволяющие решать широкий круг разведочных задач. • В настоящее время геофизические методы могут привлекаться для решения разнообразных геологических, гидрогеологических и специальных задач: от изучения строения массива до контроля качества выполнения буронабивных свай. Рекомендуемые виды и объѐмы геофизических работ приведены в Приложениях 3 и 4 (по СП 11-105). Среди всего разнообразия геофизических методов для инженерно-геологических исследований, прежде всего, следует выделить: • электроразведку, • сейсморазведку, • ядерные методы.
- 11. Различные модификации электроразведки основаны на наблюдениях за особенностями распространения естественных или искусственных электромагнитных полей в горных породах. • Эти особенности зависят, прежде всего, от способности горных пород проводить постоянный или переменный электрический ток. • Одним из важнейших параметров, характеризующих электрические свойства грунтов, является их удельное электрическое сопротивление, измеряемое в омах на кубический метр. • Для горных пород эта величина варьирует от долей до сотен тысяч ом . метров. Зависит она от литологического состава пород, их структуры, пористости и трещиноватости, степени водонасыщения и минерализации поровой влаги. Кажущееся сопротивление вычисляется по формуле ρк = КΔU/I Ом . м, где • ΔU – измеряемая разность потенциалов, мВ; • I - сила тока в питающей сети, мА; • К – коэффициент, зависящий от геометрии установки, т. е. от расстояний между питающими и приѐмными электродами АВ и MN, м. В целом с помощью электроразведочных методов можно успешно прослеживать формы залегания поверхностных отложений, определять глубину залегания кровли скальных грунтов, выявлять положение ослабленных зон, поверхностей скольжения на оползневых участках, зон интенсивного развития карстово-суффозионных процессов, вести поиски погребѐнных стен, фундаментов, труб, определять коррозийную активность горных пород и т. п.
- 12. Большая группа сейсмических методов привлекается для решения двух групп задач: изучения геологического строения (условий залегания различных пород) и изучения физического состояния и физико-механических свойств пород. • Все сейсмические методы базируются на наблюдениях за распространением в массиве упругих колебаний, вызванных ударным воздействием. В зависимости от используемых диапазонов частот упругих волн различают методы: сейсмические (менее 200 – 300 герц), акустические (от 200 – 300 до 10 000 – 20 000 герц) и ультразвуковые (более 10 000 – 20 000 герц). Общий вид аппаратуры для сейсмического профилирования (томографическое просвечивание)
- 13. Современные сейсмические зонды (геофоны или акселерометры) позволяют фиксировать весь спектр упругих волн в грунтах, при этом могут быть отфильтрованы паразитические шумы, сняты эффекты смазывания, искажения и смещения фаз. Соответственно разработан математический аппарат, позволяющий отфильтровывать ошибочные или аномальные данные и определять скорости продольных и поперечных волн с достаточно высокой точностью и с учѐтом физического состояния и свойств грунтов. В рамках статического анализа упругой среды могут быть получены важнейшие характеристики скальных и полускальных грунтов: • коэффициент Пуассона μ, • модуль сдвига G0, • модуль Юнга E, • модуль объѐмной деформации B: G0 = ρVs 2 Е = 2ρ Vs 2(2+μ)(1+ μ) / μ В = Е / 3(1-2 μ),
- 14. Сейсмическая томография позволяет получить представление о неоднородности состава и свойств грунтового массива Н,м ПК,м а) б) 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 -18 -17 -16 -15 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 -18 -17 -16 -15 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 Н,м ПК,м а) б) 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 -18 -17 -16 -15 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 -18 -17 -16 -15 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 Обычный скоростной разрез - слоистая градиентная среда Распределение коэффициента Пуассона иллюстрирует дискретно-очаговую неоднородность массива
- 15. Общая характеристика ядерных методов, применяемых при инженерно-геологических исследованиях Ядерные методы подразделяются на две группы: - методы, основанные на замере естественной радиоактивности горных пород, подземных вод и воздуха; - методы, использующие искусственное облучение горных пород нейтронами или гамма – излучением.
- 16. Основные модификации ядерных методов, применяемых в инженерно-геологических исследованиях Название метода Сущность метода Определяемые характеристики горных пород Гамма-метод Измерение интенсивности гамма- излучения Изучение и корреляция различных слоѐв геологического разреза Нейтронный метод Измерение интенсивности вторичного гамма-излучения, вызванного воздействием быстрых нейтронов на горную породу Изучение геологического разреза и определение влажности и плотности пород Нейтрон - нейтронный метод Измерение интенсивности излучения тепловых нейтронов, прошедших через горную породу Изучение геологического разреза и определение влажности пород Гамма-гамма метод Изучение интенсивности рассеянного гамма-излучения, прошедшего через породу Определение плотности горных пород Гамма-гамма метод Измерение интенсивности гамма- гамма излучения, поглощенного породой Определение плотности пород
- 17. Большим преимуществом ядерных методов является возможность исследовать горные породы и определять их плотность и влажность в условиях естественного залегания непрерывно по всему разрезу, не прибегая к трудоѐмким операциям по отбору проб.
- 18. В инженерно-геологических исследованиях в шурфах и котлованах успешно применяются глубинные плотномеры, в которых интенсивность ионизирующего излучения сопоставлена с плотностью грунта в условиях естественного залегания
- 19. Комплексные инженерно-геологические исследования в настоящее время обрабатываются и анализируются с помощью модульных компьютерных программ, например, GeODin Kompakt Edition Помимо частных программ обработки необходимы комплексные аналитические программы, позволяющие использовать разнородные текущие и архивные данные, например технология экспертного аналитического картирования (см. ниже).
- 21. Нормативная литература - не более и не менее чем обобщение опыта строительства и инженерных изысканий!