Вопрос-ответ

Вертикальное электрическое зондирование грунтов (ВЭЗ) — это одномерный метод удельного сопротивления, который позволяет получить подробную информацию о недрах с минимальным количеством оборудования и персонала.

Конфигурация электродов (электродная решетка) — геометрическая схема электродов, используемая при электрическом зондировании. Обычные конфигурации включают два токовых электрода и два потенциальных электрода, расстояние между которыми известно и определяется геометрическим фактором. Общие конфигурации включают диполь-дипольную, Шлюмберже, квадратную и Веннеровскую решетки.

Установка Шлюмберже представляет собой тип конфигурации электродов для исследования удельного сопротивления постоянному току и определяется геометрией группы электродов.

Установка Шлюмберже состоит из четырех коллинеарных электродов. Два внешних электрода являются токовыми (источниками), а два внутренних электрода — потенциальными (приемниками). Потенциальные электроды устанавливаются в центре массива электродов с небольшим промежутком, обычно менее одной пятой расстояния между токоведущими электродами.

Токовые электроды увеличиваются до большего разделения во время съемки, в то время как потенциальные электроды остаются в том же положении до тех пор, пока наблюдаемое напряжение не станет слишком маленьким для измерения. Обычно расширение токовых электродов происходит примерно шесть раз за десятилетие.

Преимущества массива Schlumberger заключаются в том, что для каждого зондирования необходимо перемещать меньше электродов, а длина кабеля для потенциальных электродов короче. Зонды Schlumberger обычно имеют лучшее разрешение, большую глубину зондирования и менее трудоемкое развертывание в полевых условиях, чем массив Веннера. Недостатки заключаются в том, что требуются электродные кабели с длинным током, записывающий прибор должен быть очень чувствительным, а установка может быть трудной для понимания и сбить с толку полевую бригаду.

Электротомография удельного сопротивления (ERT) — это приповерхностный геофизический метод, использующий постоянный ток для измерения удельного сопротивления земли. Когда в земле создается электрическое поле, электрическое напряжение будет варьироваться в зависимости от того, какое электрическое сопротивление имеют различные материалы в земле.

2D-визуализация удельного сопротивления использует массив электродов (обычно 64), соединенных многожильным кабелем, для получения линейного профиля глубины или псевдоразреза изменения удельного сопротивления как вдоль линии съемки, так и на глубине. Переключение пар токовых и потенциальных электродов осуществляется автоматически с помощью портативного компьютера и релейного блока. Компьютер изначально сохраняет расстояние между электродами фиксированным и перемещает пары вдоль линии до тех пор, пока не будет достигнут последний электрод. Затем расстояние увеличивается, и процесс повторяется, чтобы обеспечить большую глубину исследования.

Существует два основных типа измерителей сопротивления грунта: низкочастотные и высокочастотные модели. Оба типа измерителей могут использоваться для 4-х и 3-х точечного тестирования, и даже могут использоваться в качестве стандартного (2-точечного) вольтметра для измерения обычного удельного сопротивления грунта.

Удельное сопротивление грунта наиболее необходимо при определении конструкции системы заземления для новых установок (применения с нуля), чтобы удовлетворить ваши требования к сопротивлению грунта.

Удельное сопротивление почвы является мерой способности почвы противостоять, сопротивляться и уменьшать поток электрического тока через нее. Он меняется по глубине и ширине из-за изменений состава, влажности и температуры. При более высокой влажности удельное сопротивление снижается до определенного минимального значения.

Метод ERT представляет собой метод электрических испытаний, при котором ток индуцируется в земле с помощью двух токовых электродов. Падение электрического потенциала затем считывается с помощью двух других электродов. Доступно множество различных конфигураций электродных решеток, но все конфигурации предназначены для сбора данных, которые можно использовать для оценки латеральных и вертикальных изменений значений удельного сопротивления грунта. ERT можно использовать для картирования геологических вариаций, включая: литологию почвы (например, глина или гравий), наличие грунтовых вод, зоны разломов, различия в насыщении почвы, области повышенной солености или, в некоторых случаях, загрязнение грунтовых вод. ERT можно использовать для картирования глубины и геометрии коренных пород; хотя в большинстве геологических условий MASW или SRT лучше подходят для картирования верхней части коренных пород. ERT часто является лучшим вариантом для картирования полостей, таких как пещеры, карстовые воронки и / или воронки растворения эвапоритов. Подобно сейсморазведке, электрический метод позволяет получать одномерные (вертикальное электрическое зондирование), двухмерные (профильные) или трехмерные (объемные) изображения. Олсон использует соответствующую электродную матрицу и выбор 1D, 2D или 3D в зависимости от цели и бюджета. На электрические методы больше всего влияет геохимия недр; то есть гранулометрический состав, химический состав грунтовых вод и/или наличие загрязнения.

Геофизические методы используют для экономичного мониторинга участков путем наблюдения за изменениями электрических, магнитных и сейсмических свойств грунтов. Общие подходы к сбору данных включают скважинную, наземную и межскважинную геофизику.

Геофизика — это наука, характеризующая геологическую структуру участков недр, подземных вод, загрязнений и антропогенных артефактов под поверхностью Земли. Исследования проводят на основе горизонтального и вертикального картирования вариаций физических свойств, полученных дистанционно с использованием неинвазивных технологий.

Геотехнический мониторинг — один из первых шагов в планировании строительства. Эти исследования проводят, чтобы получить представление о плотности грунта, уровне грунтовых вод, общем техническом состоянии объекта. Цель геофизической съемки — получить картину того, как выглядит грунт под поверхностью. С помощью графиков, карт и изображений, полученных в результате геофизических исследований, определяют потенциальные риски без бурения скважин или проведения других подземных испытаний.

В геофизической разведке гравитационными, магнитными, электрическими, сейсмическими и радиометрическими исследованиями анализируются такие свойства горных пород, как плотность, магнитная восприимчивость, естественная остаточная намагниченность, электропроводность, диэлектрическая и  магнитная проницаемость, скорость сейсмических волн, радиоактивный распад.

Преимущества геофизических изысканий:

• Многие геофизические исследования — неинвазивные и обладают преимуществом, когда обычное бурение, испытание и отбор проб затруднены (например, залежи гравия, осыпи) или когда в недрах могут находиться потенциально загрязненные грунты.
• Геофизические испытания охватывают относительно большую территорию, что дает возможность охарактеризовать большие площади с помощью небольшого количества испытаний. Метод подходит для проектов с большой протяженностью в продольном направлении по сравнению с протяженностью в поперечном направлении (например, при строительстве новых автомагистралей).
• Геофизические измерения оценивают характеристики грунта и горных пород при очень малых деформациях, обычно порядка 0,001%, что позволяет получить достоверную информацию об упругих свойствах.
• Геофизические методы — относительно недорогие, если учесть большую площадь участков, по которым можно получить информацию с помощью этих исследований.

Ограничения геофизических изысканий:

• Интерпретация результатов требует квалификации и может проводиться только опытными специалистами, знакомыми с конкретным методом тестирования.
• Требуется специализированное оборудование (по сравнению с более традиционными инструментами для разведки недр).

Геофизические исследования выполняются с поверхности грунта, через скважины, выемки или в сочетании с размещением источников и детекторов. Объем изысканий, виды методов и приемы работ зависят от цели изысканий, имеющихся средств, геологических и топографических условий.