Георадарные профили на территории песчаного карьера

В моренных и аллювиальных отложениях применение георадиолокационного метода весьма эффективно для изучения строения верхней части массива рыхлых песчаных грунтов и поверхности коренных пород. При глубоком залегании уровня грунтовых вод использование дипольных низкочастотных антенн позволяет достичь глубинности 15-20 м, проследить границы слоев грунтового массива и особенности поверхности коренных пород. На рисунке показаны примеры радиолокационных разрезов (75-150-900 Мгц), детально отображающих строение моренных грунтов над поверхностью коренных пород, и являющихся эффективным дополнением к сейсмическому методу отраженных волн. Возможности иcпользования в комплексе высокочастотной экранированной антенны 900 МГц для этих целей существенно ограничены, поскольку глубина проникновения импульса не превышает обычно 3-4 м даже в сухих песчаных грунтах.

Георадарное зондирование грунтового основания набережной пассажирского причала

Использование экранированной высокочастотной антенны более эффективно в пределах городской застройки при выявлении зон разуплотнения грунтов под жесткими покрытиями дорог и мостовых.
Пример интерпретации данных зондирования массива насыпного грунта показан ниже на рисунке. Под брусчатым покрытием и щебневой отсыпкой прослеживаются участки повышенных амплитуд отражений и затяжки времени их регистрации, связанные с возможными зонами разуплотнения и повышенного водонасыщения в песчаном грунте.Примеры радиолокационных профилей, полученных с использованием экранированной высокочастотной (900 МГц) антенны (слева) и дипольной низкочастотной (150 МГц) антенны (справа) на участке набережной с брусчатым покрытием.Наиболее сильные отражающие границы связаны, вероятнее всего, с поверхностями водонасыщенных линз в песчаном массиве. Из-за скоплений дождевой воды на брусчатке возможно было ее проникновение в приповерхностный слой щебенки и грунта, что существенно изменяет и осложняет волновую картину на записях вследствие резкого изменения диэлектрической проницаемости грунта. Низкочастотное радиолокационное зондирование является весьма эффективным методом для картирования поверхности грунтовых вод в песчаных отложениях

Обнаружение техногенных предметов в грунтовом массиве

Под основной фазой отражения находятся области повышенной амплитуды сигнала, отраженного (рассеянного) на множестве мелких объектов. Такие объекты на георадарном профиле, скорее всего, интерпретируются как фрагменты бетона или асфальтового покрытия. Многие гиперболические оси фаз дифракционных волн зафиксированы на фрагменте профиля на глубине от 0,2 м до 1,0 м. Выраженные дифракции указывают на наличие в почве плотных инородных тел, возможно, фрагментов бетонных конструкций старого здания.На профиле отмечаются характерные дифракционные волны от более мелких объектов, таких как трубы, каналы связи, колодцы и т.п. На рисунке показаны примеры проявления таких объектов в виде гиперболических волновых пакетов.Наиболее сильные отражающие границы, вероятно, связаны с поверхностями водонасыщенных линз в песчаной массе. Низкочастотное радиолокационное зондирование является весьма эффективным методом картирования поверхности грунтовых вод в песчаных отложениях. В то же время поверхность водонасыщенных грунтов представляет собой жесткую экранирующую границу, ниже которой проследить отражающие границы в песчано-глинистом массиве проблематично.

Картирование рельефа отражающих горизонтов грунтового массива

На исследуемом участке на большинстве георадиолокационных разрезов достаточно четко видна поверхность сложного отражающего горизонта, расположенного на глубине от 0,5 до 2,5 м. На участке на этой отражающей поверхности прослеживается несколько впадин глубиной от 1,0 до 2,5 м от поверхности. Самый глубокий из них имеет вид узкого оврага шириной 6-15 м и тянется от юго-западного края участка исследований до его центра в северо-восточном направлении. К западу от центра участка исследований следует более широкое, но менее глубокое (до 1,6 м) продолжение.На снимке представлена структурная карта поверхности днищ понижений. Глубина этих понижений иногда достигает 2,5 м. Широкая депрессия этой отражающей границы может наблюдаться в виде вытянутой на северо-запад впадины со сложной конфигурацией границы в плане вблизи северо-восточной границы участка. Судя по большому количеству локальных неоднородностей в слое выше этой границы, она представляет собой раздел техногенного грунтового заполнения от поверхности морских (или аллювиальных) песчаных и глинистых отложений.

• Back

Пример записи отраженных волн до глубины около 400 м

Из всех применяемых в малоглубинной сейсмике методов наибольшую глубинность исследования верхней части геологического разреза обеспечивает метод отраженных волн в модификации общей глубинной точки (ОГТ). Система наблюдений предусматривает достаточно высокую плотность точек возбуждения упругих волн и пунктов приема сигнала на единицу профиля с целью обеспечить многократное перекрытие при прослеживании отражающих границ.Технология работ достаточно трудоемка, но обеспечивает получение наиболее достоверной информации о геометрии границ раздела физических свойств в изучаемом пространстве, связанных не только со слоистостью, но и с возможными нарушениями сплошности пород вследствие тектонических подвижек . Во многих случаях использование простейших и безопасных для окружающей среды поверхностных источников упругих волн типа падающего груза позволяет получить достаточно сильные отражения от границ на глубине до 400-500 м.

Сейсмограмма отраженных волн и вертикальный спектр скоростей

При инженерных изысканиях обычно ставится задача изучения свойств грунтового массива и коренных пород на глубину 40-50 м. Но иногда возникают специфические задачи, требующие глубинности изучения 150-200 м. Примером таких задач на северо-западе Русской платформы является картирование и изучение строения погребенных доледниковых долин, заполненных моренными отложениями. Похожие задачи возникают при изучении эрозионных врезов в палеозойских галогенно-карбонатных толщах, заполненных низкоскоростными мезозойскими или четвертичными отложениями. В ряде случаев удается получать разрезы с глубинностью до 200 м при использовании в качестве источника упругих волн молотка весом 6-8 кГ. На рисунке показан пример сейсмозаписи и результат анализа скоростей продольных волн на профиле через борт погребенной палеодолины в районе нижнего бьефа Плявиньской ГЭС на участке изысканий под заложение дренажных скважин.

Фрагмент временного разреза ОГТ по профилю через борт погребенной палеодолины. Участок расположения дренажных скважин в нижнем бьефе Плявиньской ГЭС

Верхняя часть разреза - аллювиальные отложения. В начальной части профиля, на борту долины – саласпилсские загипсованные карбонаты . Мощность доломитов невелика, практически весь врез в песчаниках аматской свиты. Борта нижней часть вреза сложены слабыми песчаниками аматской свиты верхнего девона. Скорость распространения продольных волн в них мало отличается от заполняющих долину моренных суглинков, поэтому борта вреза можно выделять только условно, по изменению характера слоистости.

Разрез мини-ОГТ, инвертированный в глубинный масштаб, по профилю через второстепенный рукав-протоку погребенной палеодолины. Участок верхнего бьефа Плявиньской ГЭС

На этом профиле отчетливо прослеживается кровля коренных доломитов на глубине 20-23 м под мощным слоем моренных суглинков. В бортовых частях долины прослеживаются отражающие границы, связанные, предположительно, с отложениями крупнообломочных прибортовых делювиальных шлейфов. На данном примере хорошо проявляются различия в глубинности методов. Так, на разрезе ОГТ прослеживается граница на глубине порядка 150 м, предположительно связанная с подошвой рыхлых аматско-гауйских песчаников, в то время как глубинность на разрезе скоростей по методу рефрагированных волн составляет около 30 м при длине базы приема 126 м.

Разрез мини-ОГТ в масштабе глубин по профилю через погребенную доледниковую палеодолину. Участок расположения водозаборных скважин в п.Вангажи, Латвия

На разрезе отображается сложное строение моренных отложений, заполняющих погребенную ледниковую долину, формирование которой происходило при выпахивании ледником, повидимому, в течение нескольких оледенений.Возбуждение упругих волн ударами молотка с накоплением 3-х воздействий с шагом пунктов возбуждения 4 м по профилю. Отражающие границы прослеживаются до глубины 200-220 м, что отображается и наличием разрастаний энергии на вертикальных скоростных спектрах.Использование компактного источника – молотка наиболее целесообразно в труднодоступных участках. Вес молотка, в зависимости от планируемой детальности изучения разреза, может колебаться на разных объектах в широких пределах – от 1 до 10 кГ. Однако из-за относительно высокой частоты возбуждаемых колебаний они достаточно быстро затухают в верхних рыхлых слоях грунтов, и глубинность проникновения энергии вглубь массива и, особенно, распространение ее вдоль линии профиля по поверхности, ограничены.

Глубинный разрез ОГТ на участке с неглубоким залеганием коренных доломитов. Нижний бьеф плотины Плявиньской ГЭС, Латвия

В наиболее благоприятных случаях высокоскоростного карбонатного разреза и малой мощности рыхлых четвертичных отложений глубиность изучения разреза по отраженным волнам при использовании молотка с накоплением нескольких воздействий может составлять 150-200 м. Сокращение области прослеживания глубоких отражающих горизонтов в начальной и конечной частях профиля на данном разрезе связано с необходимостью срезания (мьютинга) зоны регистрации интенсивных поверхностных волн-помех на исходных сейсмограммах при использовании системы наблюдений без достаточного выноса пункта возбуждения от начала базы приема.

• Back

Метод рефрагированных волн наиболее часто применяется в инженерной геофизике для изучения геометрии и физических свойств поверхности коренных пород и определения мощности рыхлых четвертичных отложений.

Сейсмограмма рефрагированных волн от взрыва 3 кГ аммонита при базе приема 360 м (участок Choclon-2, Перу)

Наиболее оправдано использование метода рефрагированных волн при отсутствии ясно выраженной слоистости приповерхностного слоя отложений и, как следствие, отсутствии отраженных волн на записях . Глубиннность исследований по методу рефрагированных волн обычно составляет 25-30 % от максимального расстояния источник-приемник. При наличии мощного приповерхностного слоя рыхлых грунтов (сухих песков, торфяников), в котором происходит быстрое затухание энергии упругих волн, для получения годографа рефрагированной волны в первых вступлениях на базе приема в 250-400 м приходится использовать достаточно мощные источники упругих волн, зачастую – взрывы, там где это разрешено природоохранными органами.

Разрез скоростей Vp распространения продольных волн

Пример обработки записей рефрагированных волн для получения скоростей Vp по программе SeisOptim на одном из профилей участка Choclon-2. Исследование строения дна будущего хранилища флотационных отходов металлургического комбината (Перу).

Картирование поверхности закарстованных доломитов на участке аварийного водосброса Плявиньской ГЭС

Одним из наиболее распространенных применений метода рефрагированных волн является выявление закарстованных участков в приповерхностных слоях коренных пород, представленных галогенно-карбонатными отложениями. В этих случаях глубинность метода обычно ограничена глубиной залегания кровли высокоскоростных отложений, однако изменчивость физических свойств выветрелой поверхности коренных пород и перекрывающего слоя грунтов проявляется достаточно отчетливо.

• Back

Сейсмограмма с записями поверхностных волн

Определение скоростей распространения поперечных волн методом MASW

В инженерной сейсморазведке при использовании простейших поверхностных источников упругих колебаний свыше 85 процентов энергии удара уходит на формирование низкочастотных и низкоскоростных поверхностных волн. Приведенная ниже сейсмограмма, полученная на асфальтовом покрытии набережной с возбуждением импульса кувалдой весом 8 кГ, иллюстрирует доминирование на записи низкоскоростных поверхностных волн по отношению к рефрагированным и отраженным волнам. Являясь наиболее сильными помехами для метода отраженных волн, поверхностные волны Рэлея в то же время содержат весьма ценную для изучения свойств грунтов информацию о скоростях распространения поперечных волн.

Выделение дисперсионных кривых фазовых скоростей поверхностных волн Рэлея и построение одномерной модели скоростей распространения поперечных волн

Наиболее передовая и быстро развивающаяся в настоящее время в малоглубинной сейсмике методика обработки, основанная на многоканальном анализе поверхностных волн (MASW), позволяет получать достаточно детальные одно- и двухмерные модели распределения скоростей поперечных волн Vs в массиве грунтов. Естественным ограничением методики MASW является небольшая глубина проникновения энергии поверхностных волн в толщу грунтового массива. Существенным фактором для увеличения глубинности метода является возможность привлечения для совместного анализа с полученными в активном режиме записями пассивных низкочастотных шумов транспорта и работающих механизмов.Основными предпосылками для многоканального частотного анализа является преобладание энергии компоненты поперечных смещений при распространении колебаний вдоль поверхности раздела сред и частотная дисперсия фазовых скоростей – увеличение видимого периода и, соответственно, увеличение глубины проникновения энергии поверхностной волны в толщу грунтового массива с возрастанием скорости распространения поперечных смещений. Слева показана матрица фазовых скоростей нескольких гармоник поверхностной волны Рэлея, характеризующая сильную частотную дисперсию фазовых скоростей. В расчете модели скоростей поперечных волн использованы дисперсионные кривые нулевой, первой и второй гармоник поверхностной волны.

Приведенные выше результаты многоканального анализа поверхностных волн получены с использованием программного комплекса RadExPro (Deco-геофизика, Москва).

Оценка физических свойств грунтов на основе комплексной интерпретации скоростей продольных и поперечных волн

Приведенные на рисунке разрезы характеризуют типичное соотношение представительности геотехнических методов, бурения и геофизики при оценке физических свойств грунтового массива. Несмотря на достаточно высокую плотность точек бурения и динамического зондирования, они не обеспечивают пространственного построения границ инженерно-геологических элементов внутри относительно однородного массива моренных суглинков. В то же время скорости поперечных волн, характеризующие, в первую очередь, свойства скелета грунта, дают наглядную пространственную картину распределения в моренных суглинках скоплений крупнообломочной фракции (моренных гряд) с повышенными скоростями распространения поперечных волн.При инженерных изысканиях для оценки состояния и свойств грунтового массива и насыщающих его флюидов обычно используются несколько типов волн: продольные отраженные, рефрагированные и поверхностные. На приведенном рисунке показаны разновидности сейсмических разрезов по одному из профилей в центральной части Латвии. В верхней части разреза до 35 м моренных суглинков, затем около 20 м плявиньских доломитов, ниже – аматско-гауйские песчаники. На глубине 160 м (оба разреза в масштабе глубин) на разрезе ОГТ следится достаточно выдержанная граница, возможно подошва аматско-гауйских песчаников.Эти материалы получены с использованием кувалды весом 8 кГ и единой 64-х канальной приемной расстановки геофонов с шагом 2 м. Однако трудоемкость полевых работ и обработки данных для получения этих разрезов существенно различается. Так, если для получения разреза ОГТ по отраженным волнам интервал между пунктами возбуждения был 2 м, то для получения разрезов по рефрагированным и поверхностным волнам были использованы только сейсмограммы, полученные с шагом пунктов возбуждения по профилю 16 м.

Расчет разрезов физических свойств грунтов высокогорного месторождения россыпного золота Chucapaca (Перу)

Примеры определения скоростей распространения поперечных волн по данным MASW и прогноза физико-механических свойств грунтов с привлечением метода рефрагированных волн вдоль одной из линий разработки золотоносного поля на юге Перу показаны на следующем рисунке.На основе разрезов скоростей распространения продольных волн по первым вступлениям рефрагированных волн и поперечных волн по методу MASW рассчитаны разрезы прогнозной плотности по скоростям продольных волн, коэффициента Пуассона и модуля упругости по профилю разработки месторождения россыпного золота Chucapaca ( Перу).

• Back

Разрез ВСП, полученный при регистрации колебаний в скважине с использованием 8-ми канального зонда с пьезодатчиками давления. Шаг приемников 1 м, удаление ПВ от устья скважины 5 м. Наряду с первыми вступлениями падающей продольной волны регистрируется низкочастотная низкоскоростная гидроволна

Вертикальное сейсмоакустическое профилирование (ВСП) в неглубоких геотехнических скважинах применяется для решения различных задач - получения статических поправок за зону малых скоростей при проведении конвенционной сейсморазведки на нефть и газ, для привязки отражений на разрезах малоглубинной сейсморазведки ОГТ, для получения детальных разрезов упругих модулей и прогнозных оценок прочностных и деформационных свойств грунтов.Обычно для приема колебаний используется пьезоприемный многоканальный (8-24 канала) пьезозонд. Работы выполняются с импульсным ударным источником (кувалда). При низком уровне грунтовых вод скважина обсаживается колонной полиэтиленовых труб диаметром 100-105 мм с обратным клапаном в нижней части колонны. В этом случае скважина может быть заполнена водой до поверхности, защищена от обвалов и использована для повторных наблюдений. Удаление источника от устья скважины 3-6 м. Ориентировочные параметры записей: дискретность отсчетов 100-200 мкс, число отсчетов 1000-2000, длительность записи 100-400 мс. Традиционно расстояние между каналами в гидрофонном зонде 1 м.

Разрезы ВСП в геотехнической скважине глубиной 35 м

При необходимости получения более детальных данных, к примеру с шагом измерений 0,25 м выполняется 4 серии возбуждений с перемещением зонда каждый раз на 25 см вверх по стволу скважины. После этого зонд перемещается вверх на полную его длину от первоначального положения +1м и выполняются следующие 4 серии возбуждений и регистрации. Программой обработки компилируется сводная сейсмограмма ВСП с шагом между приемниками 25 см. С данным шагом годографа возможно получить разрезы скоростей упругих волн, по детальности приближающиеся к графикам статического зондирования.Разрезы ВСП с шагом между сейсмотрассами 25 см, полученные в скважине глубиной 35 м при расположении источника у устья скважины(слева) и на удалении 6 м от устья (справа)

Графики физико-механических параметров грунтов, полученные на основе ВСП

По первым вступлениям падающей (нисходящей) волны определяются скорости распространения продольных волн. Для определения скоростей распространения поперечных волн в условиях разрезов, представленных мощным слоем рыхлых четвертичных и мореных грунтов в заполненных водой скважинах с достаточно высокой точностью можно использовать гидроволну, регистрируемую пьезоприемниками давления по простой методике без использования го трехкомпонентных зондов.

• Back

Разрез скоростей, полученный при просвечивании между открытыми стволами скважин в интервале глубин от 19 до 69 м. Разрез представляет собой наложение двух томографических изображений, полученных при встречном просвечивании из скв. 16А и 16иг

Сейсмоакустическое просвечивание по стандарту ASTM D 4428/D

Измерения выполняются в трех скважинах, пробуренных на расстоянии 3 м друг от друга по одной линии. Скважины обсаживаются полиэтиленовыми трубами с обратным клапаном в нижней части обсадки и заполняются водой. Затрубное пространство тампонируется глиной, либо цементом, либо заполняется водой. В процессе измерений излучатель импульсов и приемник опускаются в соседние скважины на одинаковую глубину, предусмотренную техническим заданием, выполняется серия возбуждений импульса , регистрация суммарного сигнала, и затем излучатель и приемник перемещаются на новые позиции. Первый раз излучатель и приемник опускаются на глубину уровня воды в скважинах, затем перемещаются вниз по стволу с интервалом 1,0-1,5 м. В соответствии со стандартом ASTM D 4428/D 4428M-07 в одноканальном режиме выполняются две-три серии измерений времен пробега продольных и поперечных волн: с расположением излучателя в скважине 1, а приемников в скважине 2 на расстоянии 3 м и в скважине 3 на расстоянии 6 м от скважины 1. Синхронизация начала акустического импульса с началом записи выполняется при помощи стартового пьезодатчика, помещенного в один контейнер с излучателем и соединенного с регистратором по линии связи.

На рисунке показаны записи, полученные от пьезокерамического излучателя с частотой импульса 4 кГц с накоплением 20 воздействий в каждой серии измерений. Измерения выполнены на базе 3 м (слева) и 6 м (справа). На записях прослеживаются первые вступления прямой проходящей продольной волны на большей части исследуемого интервала глубин. В толще доломитов на глубине более 18 м отношение сигнал-шум достигает величин 20-30. В верхней части разреза условия прохождения сигналов резко ухудшаются. Также недостаточно уверенно во многих интервалах выделяются вступления поперечной волны.

Сейсмоакустическое просвечивание в многоканальном варианте

Прием колебаний ведется многоканальным (8-24 канала) пьезогидрофонным зондом в наблюдательной скважине. Требования к оборудованию наблюдательных скважин в этом случае остаются теми же, что и при измерениях по стандарту ASTM D 4428/D. При невозможности использования для обсадки полиэтиленовых труб и частичной замене их стальными в верхних обваливающихся интервалах грунтового массива наблюдения проводятся в интервалах открытых стволов скважин до уровня заполнения их водой. Более мощный излучатель электроискрового типа (спаркер) с энергией разряда порядка 1-1,5 кДж перемещается с заданным шагом по стволу соседней скважины, как правило на всю длину исследуемого интервала. При необходимости просвечивания интервала геологического разреза, превышающего длину приемного зонда, зонд перемещается по стволу наблюдательной скважины на новую позицию, и серия возбуждений импульса с перемещением источника по скважине повторяется.

Сейсмоакустическое просвечивание и расчет томографических разрезов скоростей

Обработка показанных ниже сейсмозаписей и расчет томографических разрезов выполнены по материалам, полученным отделом активной сейсмоакустики Горного Института УрО РАН (г.Пермь).При использовании электроискрового источника с энергией накопленного заряда порядка 1000 Дж возможна уверенная регистрация сигналов в скважинах на расстояниях до 100 и более метров. При этом за счет затухания высокочастотных составляющих сигнала в грунтах центральная полоса рабочих частот спектра излучаемого сигнала 1000-1600 Гц сужается до 100-400 Гц.

Просвечивание выполнено с взаимной заменой расположения излучателей и приемников в двух скважинах. Наблюдения выполнены с использованием различной энергии — 600 и 1000 Дж, и, соответственно, при разной центральной частоте излучаемых импульсов. Тем не менее, получена высокая сходимость томографических изображений при встречном просвечивании, как по абсолютным значениям скоростей, так и по расположению локальных аномалий скоростей. Это дает возможность заключить, что выявленные на разрезе низкоскоростные аномальные зоны адекватно отображают особенности строения и физических свойств грунтов и коренных пород на участке просвечивания.

Примеры томографических разрезов скоростей продольных волн

Сводный томографический разрез скоростей, полученный при излучении в скв. 17А и приеме сигналов в скв. 17Б на удалении 20 м и в скв. 17иг на удалении 96 м.

• Back

Схема наблюдений прямого непродольного ВСП

Непродольное ВСП в зависимости от глубинных и приповерхностных сейсмогеологических условий, рельефа поверхности и проходимости местности может выполнятся в двух взаимообратимых вариантах - прямом и обращенном.
Прямое непродольное вертикальное сейсмопрофилирование (НВСП) в скважинах выполняется с использованием наземных источников акустических импульсов (ударных, пороховых, вибрационных). Источники располагаются вдоль произвольно ориентированных линий на поверхности. Прием колебаний ведется с использованием многоканальных пьезоприемных зондов, помещенных в водонаполненные скважины.

Схема наблюдений обращенного непродольного ВСП

В обращенном варианте вертикальное профилирование выполняется с использованием скважинного источника импульсов и наземных геофонных приемных линий. Одновременно прием сигналов может выполняться в соседних скважинах на многоканальные пьезоприемные зонды. В качестве источника акустических импульсов используется электроискровой источник в составе генератора импульсов тока и многоэлектродного излучателя, помещенного в герметичный контейнер, заполненный соленой водой. Накопленная электрическая энергия излучения порядка 1,0 -2,5 кДж. Шаг перемещения излучателя по стволу скважины снизу вверх составляет 1-5 м.Ввиду эквивалентности траекторий сейсмических лучей, обработка данных в обоих вариантах профилирования производится с использованием одних и тех же алгоритмов

Схема отработки профилей обращенного ВСП

Система непродольного ВСП, выполняемого по линейному профилю с использованием нескольких разноудаленных пунктов возбуждения, или эквивалентная ей система обращенного ВСП, может быть трансформирована в площадную систему непродольного ВСП с расположением профилей по нескольким пространственно разнесенным линиям расположения точек возбуждения.Профили точек возбуждения или приема располагаются по линиям, ориентированным в произвольном порядке относительно скважины. Профили возбуждения или приема могут быть проложены по ломаным линиям. Шаг источников или геофонов по профилям составляет 2-16 м. Максимальное удаление источников от устья скважины определяется энергией излучателя и свойствами верхней рыхлой части грунтового массива и может достигать 150-250 м.Обработка записей и расчет показанных ниже разрезов скоростей выполнены по материалам обращенного ВСП, полученным отделом активной сейсмоакустики Горного Института УрО РАН (г.Пермь)

Анализ амплитуд и спектрального состава регистрируемых сигналов при обращенном ВСП

При обращенном ВСП энергия акустического импульса, излучаемого электроискровым источником в водозаполненном стволе скважины, оказывается достаточно высокой на удалениях до 120-150 м от скважины. Диапазон удалений в обращенном варианте несколько уже, чем при расположении источников на поверхности в прямом варианте ВСП из-за более высокой частоты генерируемых импульсов. Спектр зарегистрированного сигнала вблизи скважины имеет устойчивую одномодальную форму с максимумом на частоте порядка 300-350 Гц. По мере удаления приемного канала от скважины в спектре сигналов появляются дополнительные моды, максимум частот регистрируется в районе 80-100 Гц. Сильное влияние помех проявляется на записях на достаточно большом удалении, более 60-80 м от устья скважины..

Программа адаптивного подбора лучевых скоростей по годографам первых вступлений прямой волны

Для обработки данных используется специализированное матобеспечение. Используемая при этом программа сбора и обработки данных формирует пространственную выборку координированных значений скоростей распространения упругих волн вдоль криволинейных сейсмических лучей. На основе такой выборки могут получены вертикальные и горизонтальные сечения скоростей по произвольно заданным плоскостям, отображающим пространственное распределение скоростей упругих волн в грунтовом массиве.В основе алгоритма расчета лучевых скоростей лежит принцип минимального времени пробега по лучу между источником и приемником. Подбор лучевых скоростей производится по итерационному алгоритму до достижения заданной минимальной разницы наблюденного времени пробега и рассчитанного по теоретическому годографу для тонкослоистой модели с произвольным распределением скоростей в слоях по латерали. Использование программы возможно для взаимообратных схем наблюдения — прямого и обращенного ВСП.

Расчет аномалий поля времен первых вступлений по серии профилей на поверхности

Программа обработки данных непродольного ВСП обеспечивает расчет различных кинематических и динамических параметров зарегистрированных волн. В частности рассчитываются горизонтальные сечения поля времен первых вступлений для различных уровней расположения источника в скважине. Аномалии этого поля являются прямым и наиболее очевидным признаком наличия локальных неоднородностей распространения скоростей продольных волн в грунтовом массиве.

Расчет горизонтальных сечений скоростей

При обработке полученного массива данных по совокупности профилей наблюдения на поверхности собирается пространственная 3-х мерная выборка координированных значений скоростей, привязанных к различным отрезкам сейсмических лучей. Для геологической интерпретации данных по этой выборке рассчитываются горизонтальные и вертикальные сечения скоростей, отображающие локальные неоднородности массива грунтов и коренных пород.Компилятивная выборка по всем скважинам полигона представляет собой пространственный набор точек со значениями скоростей, аналогичный кубу скоростей, получаемому при обработке данных наземной сейсморазведки 3D. Последующий анализ распределения скоростей в массиве выполняется по сериям произвольно ориентированных вертикальных и горизонтальных сечений полученной пространственной выборки. Пример такого горизонтального сечения по абсолютной отметке +110 м (приблизительно на глубине 90 м от поверхности) приведен на рисунке слева.

Расчет сечений скоростей по произвольно заданной серии вертикальных плоскостей

Вертикальные сечения скоростей могут быть выполнены по произвольно заданным комбинациям вертикальных плоскостей, проекции которых на дневную поверхность имеют вид ломаной линии. В отдельных случаях бывает целесообразно построить сечение вдоль наклонной плоскости, секущей под произвольно заданным углом пространственную выборку координированных значений скоростей.На рисунке приведен пример вертикального сечения скоростей продольных волн по профилю, проходящему через две геотехнические скважины, одна из которых расположена в зоне ускоренного проседания земной поверхности над обводненной шахтной выработкой в толще солей.

Построение куба скоростей Vp по данным непродольного вертикального сейсмоакустического профилирования

С помощью данной системы наблюдений возможно получить распределение скоростей упругих волн в околоскважинном пространстве, имеющем форму перевернутой пирамиды с основанием на поверхности наблюдений. С приближением к скважине увеличивается глубина изученной области пространства, но сокращаются ее поперечные размеры в горизонтальной плоскости.Куб скоростей распространения продольных волн строится на основе пространственной координированной выборки зачений расчетных скоростей на границах тонких слоев в точках преломления сейсмических лучей от источников на поверхности к приемникам в скважинах. Таким образом, он представляет собой генерализованную модель распределения истинных скоростей в околоскважинном пространстве.Приведенные сечения куба данных не предназначены для использования в каких-либо документированных приложениях – разрезах, картах и.т.п. Их назначение дать наглядное представление о локализации, размерах и конфигурации возможных крупных скоростных аномалий в породном массиве на полигоне.

• Back

Изучение источников и спектрального состава вибраций на участке сооружения

Важным фактором виброустойчивости сооружения является соотношение его собственных резонансных частот и преобладающих частот колебаний, распространяющихся в грунтовом массиве основания. Измерения колебаний выполняются с трехкомпонентными датчиками смещения или акселерометрами в пассивном режиме. Спектральный анализ записей, полученных в течение достаточно длительных промежутков времени (минуты, десятки минут) в различных частях здания или участка проектного строительства позволяет выявить максимальные частоты различных мод колебаний и их источники (микросейсмы, транспортные шумы, вибрации работающих механизмов).

Колебания грунтовых оснований под воздействием автомобильного транспорта

Наиболее распространенным видом вибрационных воздействий являются транспортные шумы. Спектральный состав вертикальной и горизонтальных компонент колебаний в грунтовом массиве при прохождении волн от автомобильного транспорта существенно различается.Спектры горизонтальных компонент существенно обогащены низкими частотами, наиболее опасными для фундаментов сооружений. Однако амплитуда смещений в горизонтальных компонентах обычно в разы ниже, чем по вертикальной компоненте

• Back

Полевая сейсмограмма поверхностных волн (нижний бьеф плотины Плявиньской ГЭС)

Мультипозиционный анализ затухания энергии поверхностных волн

В традиционных методиках малоглубинной инженерной сейсморазведки при возбуждении упругих колебаний ударными поверхностными источниками или взрывами наложенных и малозаглубленных зарядов подавляющая часть энергии расходуется на генерацию низкочастотных низкоскоростных поверхностных волн. При распространении этих волн в изменчивом по физическим свойствам приповерхностном массиве грунта происходит их отражение от локальных неоднородностей, вследствие чего на записях могут проявляться локальные аномалии повышенной энергии поверхностной волны, обусловленные эффектом конвергенции. Такие аномалии могут являться индикационным признаком наличия жестких отражающих поверхностей, в частности зон вертикальной трещиноватости и нарушений сплошности массивов грунта и коренных пород. Метод анализа энергии поверхностных волн основан на определении частотно-зависимого коэффициента поглощения, что в свою очередь, позволяет оценить затухание различных гармоник и частотных составляющих их спектров на разных глубинах проникновения колебаний в толщу грунтов в зависимости от длины волны.

Рабочее окно программы расчета потрассных отношений спектров поверхностных волн

Параметр затухания энергии поверхностных волн рассчитывается по отношениям спектральных составляющих по парам трасс сейсмических записей, равноудаленных от общей для них средней точки на профиле. При расчете отношений учитывается ослабление энергии волн за счет геометрического расхождения фронта по закону обратной зависимости от корня квадратного из расстояния между трассами. При высокой кратности перекрытия наблюдений число трасс, относящихся к каждой средней точке по записям от разных источников велико, за счет чего достигается мощный статистический эффект, сводящий к минимуму, сильные в общем случае, флуктуации спектров из-за различий в приповерхностных условиях установки геофонов.

Разрез скоростей продольных волн и затухания энергии поверхностных волн по профилю в нижнем бьефе плотины Плявиньской ГЭС

Результатом расчета является двумерная развертка по глубине и по расстоянию вдоль профиля массива (квазиразрез) величин коэффициента поглощения энергии поверхностной волны. Глубина, к которой относится расчетное значение коэффициента поглощения определяется глубиной приуроченности максимума энергии соответствующей частотной составляющей, которая, в свою очередь, зависит от ее фазовой скорости. Поэтому наиболее эффективна совместная интерпретация данных многоканального анализа поверхностных волн (MASW) и расчета частотно-зависимого коэффициента поглощения. Связь коэффициента поглощения со скоростями продольных волн менее существенна, однако и здесь можно наблюдать определенные качественные соответствия характеристик изучаемого разреза по двум независимым методам.

Разрез скоростей продольных волн и затухания энергии поверхностных волн на участке локальных оседаний поверхности шахтного поля над подземными соляными выработками

Приведенные ниже результаты расчета разрезов скоростей распространения продольных волн и затухания энергии поверхностных волн выполнены по материалам, полученным отделом активной сейсмоакустики Горного института УрО РАН (г.Пермь).Положительные значения коэффициента поглощения (синие цвета) соответствуют участкам с низкими скоростями продольных волн в местах оседания поверхности. Аномальные участки с отрицательными значениями коэффициента поглощения (красные цвета) соответствуют местам, где происходит «подпитка» энергии поверхностной волны за счет отражения и рассеяния на возможных границах зон вертикальной трещиноватости и дробления породного массива.

Разрезы скоростей продольных волн по данным обращенного ВСП и затухания энергии поверхностных волн

На данных разрезах проявляются зоны повышения энергии поверхностных волн за счет отражения на возможных участках вертикальной трещиноватости и дробления породного массива на границах низкоскоростной зоны ускоренного оседания поверхности шахтного поля над отработанными соляными выработками.

• Back

Геоэлектрические разрезы насыпных и моренных грунтов в полосе проектного резервного водосброса плотины ГЭС

Вверху – разрез с высокоомным слоем сухого насыпного песка в районе подстанции, покрывающего толщу водонасыщенных моренных суглинков в средней части проектируемого водосброса. Внизу – разрез со слоем влажного аллювиального песка и моренного суглинка, залегающего на коренных доломитах на участке проектируемого водобойного колодца в нижнем бьефе плотины. На этом участке развиты проявления активного и погребенного карста, что прослеживается на разрезе кажущихся сопротивлений в виде участков его пониженных значений, а также на разрезах скоростей Vp и Vs по данным выполненной здесь сейсморазведки. При бурении геотехнических скважин выявлено наличие выветрелых доломитов и доломитовой муки вблизи границы морены и поверхности коренных пород.

Геоэлектрический разрез по профилю вдоль дна переуглубленной ледниковой долины, заполненной моренными суглинками и крупнообломочными флювиогляциальными отложениями.

На разрезе участками пониженных сопротивлений отображаются места выхода на поверхность водонасыщенных моренных суглинков. Повышенными сопротивлениями характеризуются участки с высоким содержанием крупнообломочного материала - гальки, щебня, валунов, что подтверждается данными статического и динамического зондирования и бурения. В начальной части профиля на глубине более 20 м отображается, по всей вероятности, скопление крупнообломочного флювиогляциального материала в прибортовой части погребенной долины.

• Back

Подтверждение выявленного в грунтах объекта в результате последующего вскрытия

При выполнении строительных работ часто возникает задача локализации остатков фундаментов прежних сооружений в грунтовых основаниях. Особенно актуальна эта задача при проектировании свайных фундаментов без подготовки соответствующих котлованов на месте строительства. Часто при сносе старых зданий не удается полностью удалить наиболее глубоко залегающие массивные части старых фундаментов. Эти, по большей части, бетонные остатки являются весьма контрастными по физическим свойствам по отношению к вмещающим грунтам. Их поверхности представляют собой границы, на которых происходят резкие изменения акустического и электромагнитного импеданса, что делает возможным их картирование методами сейсмоакустического и георадарного зондирования.

Пример локализации остатков старого фундамента на месте строительства спортивного сооружения.

Наиболее широко для локализации инородных объектов в грунтовых массивах применяется метод георадарного зондирования. Он наиболее прост по технологии полевых работ и позволяет быстро обследовать достаточно большие участки. Обработка данных также достаточно проста, однако требует значительно большего времени. Простота полевой технологии позволяет отработать на участке обследования достаточно плотную сеть профилей, что позволяет в последующем перейти от двумерных разрезов по профилям к трехмерному отображению исследуемого грунтового массива.На участке отработана сеть георадарных профилей с использованием приемоизлучающих антенн различного типа с частотами зондирующего импульса 75 МГц, 150 Мгц и 900 Мгц. Ниже на рисунке 1 показаны примеры отображения протяженного инородного объекта на глубине от 1,8 до 2,2 м на георадарных разрезах, полученных на разных частотах зондирующего импульса.

• Back

Георадарный разрез балластной отсыпки на месте провала набережной

Выявление мест возможного проседания твердого покрытия набережной пассажирского причала морского порта Рига. Георадарный разрез, полученный с экранированной высокочастотной антенной (900 МГц), отображает участок грунтового основания набережной в месте проявления интенсивных суффозионных процессов с выносом тонких фракций песка в реку.

Исследование и мониторинг состояния грунтового массива берегоукрепления нефтяного терминала

На участках наибольшего проседания бетонных плит у верхнего края берегоукрепления были пробурены скважины глубиной 8-10 м. Для оценки пространственного распределения скоростных неоднородностей грунтового массива было выполнено акустическое просвечивание с возбуждением колебаний в отверстиях на склоне берегоукрепления и приемом в скважинах, обсаженных полиэтиленовыми трубами.
Расстояния от оси скважины до отверстий в точках возбуждения колебаний изменялись от 6 до 40 м. Таким образом, по каждой из скважин удавалось выполнить просвечивание на участке берегового склона до 60-70 м.Вертикальные скоростные разрезы получены по вертикальным плоскостям, проходящим параллельно оси эстакады раздаточного нефтепровода. Плоскости вертикальных сечений расположены с интервалом 1 м. Оси опор нефтепровода соответствует разрез по плоскости, проходящей по ординате 301,0 м. Для каждого полигона получены разрезы для плоскостей с ординатами 299, 300, 301 и 302 м. Вследствие особенностей путей распространения и пространственного расположения точек преломления сейсмических лучей разрезы на разных плоскостях имеют различные ограничения по глубине и по координате X. На серии разрезов отчетливо проявляется низкоскоростная аномальная зона до глубины свыше 3-4 м, расширяющаяся в сторону моря.

Исследование строения грунтовых оснований набережных

Пример выявления воронок авиабомб на поверхности старой набережной пассажирского порта Рига, разрушенной во время второй мировой войны.
Строение массива насыпных грунтов и основания старой набережной отображено на георадарном разрезе, полученном с дипольной низкочастотной антенной (150 МГц).

• Back

Выявление зон повышенной обводненности в теле плотин георадаром

Распространение палеокарста в долинах рек, прорезающих коренные породы сульфатно-карбонатного состава, и ускоренные процессы карсто-образования по берегам искусственных водохранилищ способствуют возник-новению каналов фильтрации воды через дамбы и основания плотин. Развитие фильтрационных процессов захватывает и насыпные грунты защитных дамб, что повышает вероятность их размыва и разрушения в случае экстремальных паводков.
На георадарных разрезах зоны повышенного водонасыщения и фильтрации в теле и основании плотин отображаются повышенными амплитудами отраженных сигналов.

Сейсмический метод рефрагированных волн выявления зон возможной фильтрации

Сейсмические методы выявления и локализации фильтрационных каналов используются обычно в случаях, когда необходимо оценить глубину их проникновения в толщу коренных пород в основании плотины, поскольку глубинность георадарного метода часто ограничена поверхностью полного водонасыщения.Метод рефрагированных волн позволяет достаточно детально охарак-теризовать строение выветрелой поверхности галогенно-карбонатных коренных пород и определить участки развития палеокарстовых полостей, к которым обычно приурочены каналы фильтрации воды из водохранилища.

Сейсмический метод отраженных волн выявления зон возможной фильтрации

Сейсмический метод отраженных волн в модификации ОГТ (общей глу-бинной точки) с многократным накоплением сигналов, отраженных от одного участка границы, позволяет откартировать не только поверхность коренных пород, но и отражающие границы в их толще.Метод ОГТ более трудоемок и затратен по сравнению с методом рефрагированных волн, требует более сложной обработки данных. Но в то же время он позволяет выявить проявле-ния палеокарста и, соответственно, потенциальных каналов фильтрации на значительно больших глубинах в десятки метров.

• Back

Левобережная дамба водохранилища Плявиньской ГЭС

Борта погребенных доледниковых долин характеризуются блоковым строением, наличием субвертикальных плоскостей смещения, широким развитием карста. С изменением гидродинамических условий после заполнения водохранилищ на этих участках увеличивается скорость фильтрации подземных вод, активизируются процессы карстообразования, в связи с чем возрастает актуальность геофизического мониторинга состояния защитных дамб и плотин в местах пересечения палеодолин.

Разрез доледниковой долины на участке проектного водозабора п. Вангажи

Крупнообломочные моренные отложения, заполняющие наиболее глубокие части палеодолин, характеризуются повышенной проницаемостью и скоростью фильтрации подземных вод. Они представляют интерес, как высокодебитные источники водоснабжения. Малоглубинная сейсморазведка методом отраженных волн совместно с данными опорного бурения дает картину строения моренных отложений, заполняющих палеодолину, и позволяет оптимизировать точки заложения водозаборных скважин в местах с наибольшей мощностью шлейфов крупнообломочных отложений.

• Back

.

Наиболее подвержены эрозии части бетонных блоков и стен, расположенные вблизи часто меняющегося уровня воды, в температурных швах при нарушении их гидроизоляции.

,

Межскважинное просвечивание

Наиболее подвержены эрозии части бетонных блоков и стен, расположенные вблизи часто меняющегося уровня воды, в температурных швах при нарушении их гидроизоляции.Наиболее эффективным способом выявления участков эрозии массивных блоков бетона и ухудшения его прочностных свойств является межскважинное просвечивание. Для выполнения такого рода исследований необходима подготовка, как минимум, двух скважин для размещения в них источников и приемников акустических импульсов.На рисунке показан пример выявления ослабленных зон в стенке блока плотины Круонисской ГАЭС по скорости распространения упругих волн.

Непродольное вертикальное профилирование в скважине

При наличии только одной скважины исследования могут быть выполнены по методике вертикального сейсмоакустического профилирования с расположением источников упругих волн по непродольным профилям на поверхности бетонного блока, а приемников – в скважине.Несмотря на определенные ограничения, при такой методике удается выявить пространственное положение зон разуплотнения в бетоне, либо локализовать возможные каверны и полости в местах агрессивного выщелачивающего воздействия воды

Профилирование по верху плотины на отраженных волнах

Наиболее простым и доступным способом исследования свойств бетона в крупных блоках является профилирование на отраженных волнах с поверхности. Обычно при этом на разрезах проявляется слоистая структура бетона, связанная с послойной его заливкой и наличием арматуры. В ряде случаев по характерным особенностям волновой картины на разрезах удается выявить наличие аномальных зон, связанных с разуплотнением.Для выявления неоднородностей в приповерхностном слое бетона может быть использовано профилирование по методу рефрагированных и поверхностных волн на поверхности и стенках бетонных блоков.

• Back

Отображение карстовой полости на дне водоотводного канала на сонограмме локации бокового обзора

Погребенный карст в основаниях плотин гидроэлектростанций и защитных дамб водохранилищ представляет серьезную опасность для этих сооружений. Изменение режима фильтрации подземных вод вблизи водохранилищ, увеличение статического давления за счет значительного подьема уровня воды и высокая скорость потоков в водоотводных каналах активизируют процессы карстобразования и размыва древних карстовых полостей в основаниях сооружений.На дне водоемов проявления карста могут быть выявлены методами эхолотного промера, гидролокации бокового обзора и сейсмоакустического профилирования.

Сейсмоакустическое профилирование при картировании подводной полости

Сейсмоакустическое профилирование с высокочастотными излучателями позволяет выявить картину в месте размыва палеокарстовой полости в доломитах под гибкой рисбермой водоотводного канала гидроэлектростанции.
Результат профилирования по плотной сети профилей может быть представлен в виде вертикальных разрезов, горизонтальных сечений, либо в виде 3-х мерной реконструкции полости.На вертикальном разрезе по профилю видны нависающие бетонные плиты разрушенного края гибкой рисбермы водоотводного канала Кегумской ГЭС-2 на р.Даугава.

Мониторинг размыва подводной карстовой полости

Результаты повторных обследований методом сейсмоакустического профилирования позволяют проследить изменение профиля подводной карстовой полости, оценить скорость процесса ее размыва и степень опасности для гидротехнического сооружения.
Выявленная форма полости, ее размеры, характеристика состояния ее стенок и дна, а также распределение вынесенного грунта позволяют оценить необходимое количество и тип балласта для ее заполнения, а также спланировать оптимальную технологию ремонтных работ.

• Back

Картирование поверхности полного водонасыщения георадаром

Поверхность полного водонасыщения в грунтовом массиве является сильной отражающей границей для высокочастотных электромагнитных волн, поэтому она обычно отчетливо отображается на георадарных разрезах.В зависимости от типа и рабочей частоты приемоизлучающих антенн в песчаных грунтах удается проследить положение уровня грунтовых вод в интервале глубин 1-15 м.
На разрезах отображаются также участки повышенного водонасыщения в линзовидных и пластовых литологических неоднородностях с более высокой пористостью.

Оценка водонасыщенности грунтовых оснований причалов

Суффозионные процессы в грунтовых основаниях портовых причалов и набережных, происходящие под действием колебаний уровня воды и воздействия винтов швартующихся судов, представляют реальную опасность провалов и разрушений твердых покрытий и последующих дорогостоящих ремонтных работ.
На георадарных разрезах отображаются зоны повышенного водонасыщения в песчаных грунтах основания, границы раздела насыпных грунтов различного состава, возможные пустоты под жестким покрытием в местах проседания грунтов вследствие суффозии и выноса мелких песчаных фракций через стенки причала.
Поверхность полного водонасыщения часто является последней отражающей геологической границей на георадарном разрезе.

Определение уровня грунтовых вод сейсмическими методами

Сейсмический метод рефрагированных волн во многих случаях позволяет установить положение уровня грунтовых вод в однородных массивах песчано-глинистых грунтов, таких, например, как моренные суглинки большой мощности. Георадарный метод в таких грунтах, содержащих большой процент глинистого материала, малоэффективен.
Резкое увеличение скорости распространения продольных волн на границе полного водонасыщения формирует сильную преломляющую границу, хорошо трассируемую на разрезах скоростей. Сейсмические границы, связанные с поверхностью водонасыщения, имеют отчетливую корреляцию с данными статического зондирования – лобовым сопротивлением конусу, боковым трением и поровым давлением.

• Back

Малоглубинная инженерная сейсморазведка отраженными волнами

Задача определения глубины поверхности коренных пород либо плотных моренных грунтов возникает при оценке заглубления фундаментных свай, определения нижней границы песчаных или гравийных грунтов при оценке запасов стройматериалов на карьерах.Кровля плотных моренных грунтов или коренных пород обычно проявляется на сейсмических разрезах отраженных волн как четкий, хорошо коррелируемый отражающий горизонт.Сейсмическое профилирование выполняется по методике многократных перекрытий с накоплением сигналов, отраженных от общей глубинной точки на границе (ОГТ).

Георадарное низкочастотное зондирование

Строение массива рыхлых грунтов, конфигурация отражающих границ в их толще, форма контакта с подстилающими моренными суглинками или коренными породами наиболее детально отображаются на разрезах георадарного зондирования. Глубинность исследований по сухим песчаным грунтам с низкочастотными дипольными антеннами может достигать 10-15 м.В комплексе с малоглубинной сейсморазведкой на отраженных волнах удается существенно увеличить глубинность исследований грунтового массива и коренных пород.

Сейсмическое профилирование методом рефрагированных волн

Одним из наиболее простых и дешевых методов для изучения строения поверхности коренных пород является метод малоглубинной сейсморазведки на рефрагированных волнах. Метод обычно не позволяет проследить слабые границы раздела в толще рыхлых грунтов, но дает четкое представление о глубине и конфигурации сильной преломляющей границы, связанной с поверхность коренных пород.Наряду с этим, метод дает информацию о латеральной изменчивости физических свойств как слоя рыхлых грунтов, так и выветрелого поверхностного слоя коренного ложа.

• Back

Разрез скоростей продольных волн на участке доломитового карьера

Форма поверхности коренных доломитов и мощность перекрывающих их рыхлых четвертичных грунтов, определяющих объемы вскрышных работ на доломитовых карьерах, достаточно надежно определяются методом малоглубинной сейсморазведки на рефрагированных волнах. Резкое увеличение скоростей продольных волн на кровле доломитов позволяет откартировать ее форму даже в условиях полного водонасыщения покрывающих рыхлых грунтов и оптимизировать направления расширения границ карьера

Георадарный разрез строения грунтов проектного песчаного карьера

Для уточнения строения грунтового массива, подлежащего разработке на песчаном карьере, используется георадарное зондирование. Георадарные разрезы обычно дают картину распространения в толще песчаных грунтов водонасыщенных участков и глинистых прослоев, позволяют уточнить форму поверхности коренных отложений или моренных суглинков. Разрез получен с дипольной антенной 75 МГц.

Интерпретация георадарного разреза

При наличии опорных скважин полученное по георадарным разрезам положение отражающих границ позволяет оценить мощность продуктивных слоев с песками, имеющими различные физические свойства, выявить места балластных глинистых прослоев, подлежащих разработке, а также границы обводненных участков грунтового массива.

• Back

Выявление загрязненых грунтов методом электрических зондирований (ВЭЗ)

Загрязненность грунтов нефтепродуктами может быть оценена по резкому увеличению электрического сопротивления как сухих, так и водонасыщенных грунтов. Для локализации загрязненных участков оптимальным по технологии и затратам является совместное применения методов электроразведки на постоянном токе (мини-ВЭЗ и электротомографии) и георадарного зондирования. Данные ВЭЗ дают послойную характеристику интервалов с аномально высокими значениями электрического сопротивления.

Послойное отображение загрязнения грунтов нефтепродуктами на георадарных записях

Площадная георадарная съемка позволяет получить горизонтальные сечения интенсивности отражений на границах слабо проницаемых для электромагнитных волн загрязненных нефтепродуктами участков и оценить их площадное распространение вблизи источника загрязнения.

• Back

Суффозионные каналы в основании грузового причала по георадарным данным

Георадарное зондирование с высокочастотными экранированными антеннами (900 МГц, 1,5 ГГц) по плотной сети профилей дает возможность выявить суффозионные каналы в приповерхностном слое песчаных оснований набережных. Каналы и области разгрузки суффозионных выносов картируются как участки повышенных амплитуд отражений от нижних границ разуплотнений или пустот под жестким покрытием.

Зона повышенной фильтрации и разуплотнения пород под фундаментом старинной церкви

Более глубокие участки развития суффозионных процессов в основании сооружений могут быть выявлены сейсмическими методами непродольного ВСП и межскважинного просвечивания. Примером может служить выявление обширной зоны пониженных скоростей продольных волн в толще галогенно-карбонатных пород на глубине 15-20 м под проседающим зданием старинной церкви. Выявленная по данным непродольного ВСП низкоcкоростная аномалия связана процессами выщелачивания в зоне высокой скорости фильтрации подземных вод

• Back

Оценка допустимого уровня вибраций при взрыве и забивке свай фундамента

Для оценки допустимого уровня вибрационного воздействия на жилые здания, промышленные здания и подземные коммуникации различные международные стандарты (DIN 4150-3:1999, BS 7835-2:1993 и др.) определяют пределы допустимой скорости смещения в различных диапазонах частот вибрации. Например, таблица допустимых смещений взята из немецкого национального стандарта DIN 4150-3:1999.В ряде случаев при большой глубине закладки монолитного фундамента или глубине забивки свай важное значение имеет распределение этих двух величин по глубине залегания грунтового массива. В зависимости от физических свойств грунтового массива уровень напряжений при колебаниях в его глубинных частях может быть значительно выше, чем на поверхности.Для оценки влияния вибрации на заглубленные части фундаментов используют значения ускорений, для которых рассчитывают акселерограмму по диаграммам скоростей, либо измеряют ускорения непосредственно акселерометрами.Кроме того, для оценки уровня вибраций на разных глубинах необходимо знать распределение скоростей распространения поперечных волн в массиве грунта, для чего на местах виброизмерений проводятся специальные зондирования с использованием малоглубинных сейсмических исследований с поверхностными волнами с использованием многоканальной однокомпонентной геофонной установки для регистрации вертикальной составляющей смещения.

Вибрации элементов здания и спектры основных мод

Измерения вибраций внутри зданий и сооружений выполняется с целью оценить возникновение резонансных колебаний частей сооружения под влиянием внешних воздействий.Для измерений используются трехкомпонентные датчики смещения (геофоны) либо акселерометры, установленные в различных частях зданий. Преобладающие частоты спектров колебаний, зарегистрированных во время ударных, периодических воздействий, либо транспортных шумов сопоставляются с расчетными резонансными частотами сооружений.

Колебания грунтовых оснований под воздействием автомобильного транспорта

Наиболее распространенным видом вибрационных воздействий являются транспортные шумы.Спектральный состав вертикальной и горизонтальных компонент колебаний в грунтовом массиве при прохождении волн от автомобильного транспорта существенно различается.Спектры горизонтальных компонент существенно обогащены низкими частотами, наиболее опасными для фундаментов сооружений. Однако амплитуда смещений в горизонтальных компонентах обычно в разы ниже, чем по вертикальной компоненте.

Вибрации в грунтах от железнодорожного транспорта

Спектры вибраций от проходящих товарных и электропоездов по сравнению со спектрами вибраций от автотрафика заметно смещены в сторону низких частот. Преобладающие частоты располагаются в полосе от 6 до 40 Гц. Отмечается также обогащение спектров горизонтальных компонент низкими и сверхнизкими частотами (от долей до 3-4 Гц).На спектрах выделяется несколько отчетливых узких мод, обусловленных, повидимому, особенностями строения железнодорожного полотна и прохождением колес по стыкам.
Наибольшая интенсивность вибраций наблюдается в моменты торможения и разгона состава.

• Back

Комплексные малоглубинные геофизические исследования

Комплекс малоглубинных геофизических методов совместно с бурением геотехнических скважин до глубины 4-6 м с отбором образцов грунта обеспечивает исчерпывающую информацию для составления инженерно-геологического заключения для строительства зданий 1-й категории (жилые дома, одноэтажные промышленные сооружения). включая проектирование электрических заземлений.
Комплекс включает:
- многоволновую сейсморазведку,
- электрометрию методом ВЭЗ,
- георадарное зондирование.

Сейсмоакустические измерения в скважинах

Скважинные сейсмоакустические методы оценки физико-механических свойств грунтов и горных пород применяются при изысканиях на крупных объектах промышленного и гражданского строительства.
Основной метод исследований - вертикальное сейсмоакустическое профилирование (ВСП) с возбуждением импульсов на поверхности земли и приемом колебаний гидрофонными зондами в обсаженных и заполненных водой скважинах глубиной до 35-40 м.На основе измерения скоростей распространения продольных и поперечных волн определяются плотность грунта, упругие модули, коэффициент Пуассона.

Скважинные методы в комплексе с сейсморазведкой

Методы микросейсмокаротажа (МСК) и ВСП используются для изучения скоростей упругих волн в верхней части разреза (ВЧР) при конвенционной сейсморазведке, для оценки физико-механических свойств грунтов и пород при проектировании водозаборных скважин, уточнении геологического строения разреза месторождений нерудных полезных ископаемых и строительных материалов (песка, гравия, доломита мергеля).Глубинность детального расчленения разреза составляет 100 и более метров. Выполняется оценка прогнозных деформационных и прочностных свойств грунтов - модуля общей деформации, угла внутреннего трения, удельного сцепления. Наиболее эффективно применение ВСП в комплексе с данными инженерной сейсморазведки.

Пример расчета прогнозных физических свойств по данным сейсморазведки

Данный разрез прогнозной плотности грунто-породного массива получен на основе данных сейсмического метода рефрагированных волн на участке проектирования гидроэлектростанции на горной реке Карпапата (Перу) при невозможности выполнить буровые работы в труднодоступных условиях высокогорного ущелья.

• Back

Анализ аномалий затухания энергии поверхностных волн

Сейсмические записи, использованные на данной странице, получены полевым отрядом отдела активной сейсмоакустики Горного Института УрО РАН (г. Пермь).Регистрируемые на записях малоглубинной сейсморазведки наиболее интенсивные поверхностные волны Рэлея часто обнаруживают значительную изменчивость амплитуды и частоты вдоль профиля наблюдений. Одной из причин этого явления могут быть латеральные неоднородности приповерхностной части грунтового массива, в том числе зоны субвертикальной трещиноватости, представляющие собой отражающие границы для волн, распространяющихся вдоль земной поверхности.В местах проявления таких границ возникают участки «подпитки» энергии поверхностной волны за счет ее отражения.

Выявление аномалий времен пробега упругих волн на участках проседания

Одним из признаков разуплотнений в толще грунтового массива и возможного оседания его поверхности является резкое увеличение времени распространения упругих волн на данном участке.Методы выявления таких аномалий могут быть различными. Одним из наиболее эффективных является обращенное ВСП с расположением приемных линий на поверхности и возбуждением импульсов упругих волн на различной глубине в скважине. Проиллюстрирована аномалия на месте потенциального провала грунтов на шахтном поле.

Проявление низкоскоростных аномальных зон на профилях непродольного ВСП

На вертикальном разрезе скоростей продольных волн по профилю обращенного ВСП в месте проявления аномалии повышенных времен пробега прослеживается отчетливая широкая зона пониженных скоростей распространения продольных волн Vp с резкой, почти вертикальной восточной границей.Широкая аномальная зона прослеживается до глубин порядка 20-25 м. Глубже наблюдается ее сужение, возможно, представляющее канал фильтрации поверхностных вод в толщу грунтов и коренных пород над соляными выработками.

Отображение пространственного распространения аномальных зон на горизонтальных сечениях

Площадное распространение низкоскоростных аномальных зон отображается на горизонтальных сечениях полученной при обращенном ВСП пространственной выборки скоростей Vp.
Сложная вытянутая форма аномалий скоростей Vp свидетельствует о их возможной приуроченности к ортогональной системе нарушений и к древним погребенным руслам и долинам, выработанным в толще коренных пород и заполненных слабыми грунтами и материалами коры выветривания.

• Back

Примеры разночастотных георадарных записей

• Back

Георадар "Зонд-12е" - цифровой, портативный, переносимый одним оператором радар подповерхностного зондирования, предназначенный для решения широкого спектра геотехнических, геологических, экологических, инженерных и других задач, где есть необходимость неразрушающего и оперативного мониторинга среды. Во время зондирования оператор в реальном времени получает информацию на дисплее в виде т.н. радиолокационного профиля . Одновременно данные записываются на магнитный диск для дальнейшего использования (обработка, распечатка на принтере, интерпретация и т.д.).Полный комплект георадара включает в себя центральный блок с закрепленным на специальной платформе компьютером типа Ноутбук, набор антенн для различных частот зондирования, программное обеспечение, различные аксессуары.

Основные технические характеристики

• ИСПОЛНЕНИЕ: Одноканальный или двухканальный
• ВРЕМЕННОЙ ДИАПАЗОН: выбирается пользователем от 1 до 2000 нс с шагом в 1 нс.
• ЧАСТОТА ПОВТОРЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ ПЕРЕДАТЧИКА: 115 КГц.
• КОЛИЧЕСТВО ТРАСС В СЕКУНДУ: 56 (для одноканального), 80 (для двухканального) или 320 / 160 / 80 / 40 (для модернезированного).
• КОЛИЧЕСТВО ТОЧЕК НА ТРАССУ: 512 (для одно- и двухканального исполнения)
• ЦИФРОВОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДАННЫХ: 16 бит
• ФИЛЬТР ВЫСОКИХ ЧАСТОТ: выбирается пользователем: Мягкий, Жесткий, Супер жесткий, Регулируемый циф. фильтр.
• ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ: Wi-Fi (для модернезированного) или Ethernet.
• ПИТАНИЕ: 10.5-13 В 0.4 A (от переносного аккумулятора для одно- и двухканального) или от встроенной батареи (для модернезированного).
• РАЗМЕРЫ: 35x50x5.5 cm.
• ВЕС: 3.2 кг.

Приемо-излучающие антенны

Антенны выполнены в пыле-брызгозащищенном варианте и даже допускают кратковременной погружение в воду. Поверхностные антенны имеют подложку из фторопласта, устойчивого к истиранию. Управление всеми параметрами излучения и приема осуществляется от компьютера. Дипольная антенна путем увеличения длины излучающих стержней от 1,0 до 3,0 м может быть настроена на генерацию импульса с частотой 150, 75 и 37,5 МГц.Низкочастотная дипольная антенна 37,5/ 75/150 МГЦ (слева), высокочастотная экранированная антенна 900 МГц (в центре ) и высокочастотная экранированная антенна 1,5 ГГц (справа)

Схемы полевых расстановок
Типовая схема системы наблюдений при работах по методу отраженных и рефрагированных волн (а) и поверхностных волн (б)

Комплект сейсмоакустического регистратора IS128.03 с одним удаленным модулем

Назначение

• сейсмоакустические исследования в частотном диапазоне от 2 Гц до 8 кГц .
• профилирование на поверхности и в неглубоких скважинах
• изучение верхней части разреза методами преломленных, отраженных и поверхностных волн
• инженерно-геофизические исследования
• контроль технического состояния и геолого-геофизический мониторинг гидротехнических и других инженерных сооружений
• акустические исследования дорожных покрытий, фундаментов и оснований сооружений
• непрерывное сейсмоакустическое профилирование на акваториях в одноканальном и многоканальном режимах.При работе с относительно маломощными источниками возбуждения сигналов регистратор обеспечивает накопление слабых воздействий. Аппаратное суммирование сейсмоакустических сигналов выполняется перед пересылкой записей в долговременную память на жестком диске. К регистратору могут быть подключены экономичные телеметрические 16-ти канальные модули с пересылкой данных в центральный модуль по двухпроводному быстродействующему интерфейсу USB-RS485 или по радиоинтерфейсу WiFi.

Основные технические характеристики комплекса

Наиболее удобной по технологии полевых работ и помехоустойчивости регистрируемых сигналов является схема подключения удаленных модулей к обычному портативному компьютеру Notebook через USB-порт с использованием специализированного высокоскоростного конвертора USB-RS485 и блока синхронизации записей.В этом случае отдельные геофонные секции подключаются непосредственно к удаленным модулям на профиле, которые соединяются между собой и подключаются к интерфейсному модулю с помощью цифровой двухпроводной линии связи, за счет чего значительно снижается уровень электромагнитных наводок на соединительные сигнальные кабели и удлинители. Передача данных с интерфейсного модуля на компьютер осуществляется либо также по двухпроводной линии, либо, при удалениях до 100-120 м, по радио с использованием интерфейса WiFi.

Спецификация

1) Число подключаемых модулей (устанавливается пользователем) - 1-16
2) Число каналов удаленного модуля 16
3) Входное сопротивление (устанавливается 0,001-100 МОм
пользователем)
4) Частотный диапазон на уровне - 3 дБ 2-8000 Гц
5) Динамический диапазон при dt=1мс 130 дБ
6) Разрядность преобразования, дельта/сигма 24 бит
7) Период выборок амплитуд 0.03 - 4.0 мс
8) Число накоплений, 32-х разрядный выходной код 256
9) Ступени начального усиления 6,12,18,24,30,36 Дб
10) Частота посылок импульса возбуждения до 2-х в сек.
11) Верхние граничные частоты фильтров 125 - 8000 Гц
12) Крутизна среза фильтров верхних частот 36 дБ/окт
13) Режекторный фильтр 50,100,150 Гц, 48дБ
14) Число отсчетов по каждому каналу (опционально) 8192/16384
15) Уровень шумов, приведенных к входу при 1 мс 1.3 мкВ
16) Диапазон входного сигнала +/- 5В
17) Коэффициент взаимных влияний при 100 Гц < -100 дБ
18) Глубина подавления синфазной помехи >110 дБ
19) Формат выходного кода целочисленный 32 разряда
20) Источник первичного питания 12 В

21) Управляющий процессор, min Notebook/Pentium
22) Пересылка данных USB, RS485
23) Оперативная память, min 2 Гб
24) HDD, min 30 Гб
25) Дисплей, min LCD TFT 12,3”, SVGA 800x600
26) Степень защищиты от воздействия среды IP65
27) Протокол GPS NMEA-183
28) Габариты центрального модуля 378х330х178 мм
29) Вес центрального модуля 8,0 кГ
30) Габариты удаленного модуля 171х121х55 мм
31) Вес удаленного модуля 1,1 кГ
32) Рабочая температура:
центральный модуль 0 град.С -+40град.С
удаленный модуль -20 град.С +50 град.С

Сервисная программа регистрации и сбора данных

Сервисная программа работает в среде операционной системы Windows/XP-Windows-7/10. Тестовый модуль программы позволяет выполнить проверки основных технических параметров сейсмических каналов записи, поканальный просмотр и расчет статистических характеристик сигналов, выполнить спектральный анализ записей.
Набор оконных меню предоставляет оператору возможность простой и наглядной установки параметров регистрации и геометрии расстановки приемников.В рабочем окне программы сбора отображается сводная сейсмограмма, полученная после пересылки записей из набора удаленных модулей, уровень заряда встроенных аккумуляторов удаленных модулей, номер текущего возбуждения в серии накоплений, номер текущего рекорда и процесс прохождения сигналов. С помощью линейки прокрутки обеспечивается просмотр длинных записей с выбранной детальностью.При выполнении непрерывного сейсмоакустического профилирования на экране опционально может быть отображена многоканальная сейсмограмма от предыдущего возбуждения, либо временной разрез по произвольному, но заранее заданному каналу любой секции . Кроме этого отображается номер текущего рекорда с начала профиля и координаты, полученные от приемника GPS без учета оффсетов гидрофонных секций.

• Back

Назначение

Портативная цифровая аппаратура ЭРП-1 предназначена для выполнения геофизических наблюдений методами:
- электоразведка методом сопротивлений на постоянном и переменном токе (ВЭЗ, ЭП, СГ, МЗ, а также измерения полного вектора электрического поля - МДС, векторная съемка)
- естественное электрическое поле (ЕП)
- вызванная поляризация (в варианте ИНФАЗ-ВП)

Основные характеристики

Рабочие температуры: от -30 до +40 C
Брызгозащитное и ударопрочное исполнение
Калибровка от внутреннего источника опорного сигнала
Возможность совместной калибровки генератора и измерителя на эталонном резисторе
Аппаратура построена с применением микроконтролеров и управляется программным образом
Синхронизация генератора и измерителя осуществляется по кабелю

Генератор ЭРП-1

Максимальное выходное напряжение 300 В
Максимальная выходная мощность 30 Вт
Форма выходного тока "меандр" и постоянный ток
Рабочие частоты: 0, 1.22, 2.44, 4.88 Гц
Выходной ток 1, 2, 5, 10, 20, 50 и 100 мА
Стабильность установки выходного тока не хуже 1%Напряжение питания ~ 12 В (минимум 9.5 В, максимум 15.5 В)
Вес (с аккумуляторами) 3.5 - 4.4 кг (в зависимости от аккумулятора)
Емкость аккумулятора 2 или 4 Ач (по выбору заказчика)
Возможность использования внешнего источника питания напряжением 12 В
Вывод калибровочного напряжения с резистора номиналом 1 Ом

Измеритель ЭРП-1

Рабочие частоты 0, 1.22, 2.44, 4.88 Гц
Входное сопротивление не менее 10 МОм
Максимальный входной сигнал 5 В
Добротность аналогового фильтра 18
Подавление помехи 50 Гц не менее 80 Дб
Уровень собственных шумов не более 0.2 мкВ
Чувствительность 1 мкВ
тип интерфейса RS232C
Объем встроенной памяти 8 Мб (до 70 тыс. измерений)
Вес с аккумуляторами 3.2 кг
Подсветка жидкокристаллического дисплея

Неполяризующиеся электроды для измерений на суше и в воде

Коммутатор каналов и многоэлектродная коса для электротомографии

В состав оборудования входит также механический коммутатор каналов и комплект многоэлектродных кабелей, обеспечивающих подключение через коммутатор каналов к выходам генератора и входам измерителя до 48 каналов без изменения расстановки электродов. Многоэлектродная коса состоит из двух секций с шагом электродов 5 м, что позволяет производить поочередное перемещение секций вдоль линии профиля, если его длина превышает длину одной расстановки.

• Back

• Back

Технические характеристики

Диапазоны измеряемого сопротивления грунта
0,01 Ω – 19,99 Ω
0,1 Ω – 199,9 Ω
1 Ω – 1,999 kΩ
10 Ω – 19,99 kΩ
Точность измерений (23°С ±2°С)
±2% от считанного значения ±3 десятичных цифры. Общая ошибка измерений ±5% от считанного значения ±3 десятичных цифры
Соответствие стандартам
BS 7430 (1992), BS 7671(1992), NFC 15-100, VDE 0413 Часть 7(1982), IEC364
Частота измерений
128 Гц ± 0,5 Гц
Величина тока измерений
Диапазон 20 Ω 10 мА а.с.rms
Диапазон 200 Ω 1 мА а.с.rms
Диапазон 2k Ω и 20k Ω 100 мкА а.с.rms
Ток короткого замыкания – постоянный во всех диапазонах

Помехи

Электрическая помеха с величиной пикового напряжения 40 В при частотах 50 Гц, 60 Гц, 200 Гц или 16 2/3 Гц тока потенциала вызывает ошибку ±1% от считанного значения в диапазонах 20 Ω - 2 к Ω. Если индикатор помехи не дает показаний, максимальная ошибка от мешающего напряжения в этих диапазонах не превышает ±2%. В диапазоне 20 к Ω эта ошибка приводится к пиковому напряжению 32В.

Максимальный ток сопротивления заземления

Сопротивление заземления, которое дает дполнительную ошибку 1%:
Диапазон 20 Ω 4 k Ω
Диапазон 200 Ω 40 k Ω
Диапазон 2k Ω и 20k Ω 400 k Ω
Это сопротивления заземлений, однако сопротивление при измерениях должны быть вычтены из этих значений. Если индикатор Rc не дает показаний, максимальная ошибка не будет превышать 2% максимального сопротивления потенциального электрода

Максимальное выходное напряжение 50 В

Питание
Встроенная аккумуляторная батарея 12 В

Назначение

LMS-337C – компактный двухчастотный эхолот с цветным LCD-экраном для установки на маломерных плавсредствах. Используется в навигационных целях для оперативного контроля глубины и при промерных работах в условиях мелководных и прибрежных участков акваторий. На экране отображается в графическом виде рельеф дна, отсчеты глубин и плановых координат, получаемых от GPS-приемника.
Излучатель HS-50/200-DX
Мгновенная мощность
2400 Вт при частоте 200 кГц
3000 Вт при частоте 50 кГц
Средняя (распределенная) мощность 375 Вт

Навигация и позиционирование

LGC-2000 - GPS-антенна эхолота со встроенным приемником корректирующей дифференциальной поправки со спутника сервисной системы WAAS (слева) и навигационная панель эхолота с отображением амплитуды сигнала с активных спутников

Краткая техническая характеристика LMS-337C:

• диапазон измерений - 0,75м - 762 м;
• цифровая регистрация данных;
• встроенный датчик температуры воды;
• частотный диапазон – 50, 200 кГц или обе частоты одновременно;
• пиковая мощность 3000 Вт;
• средняя (распределенная) выходная мощность 375 Вт;
• напряжение питания 10-15 VDC;
• потребляемый ток 600 мА, с GPS 700 мА;
• протокол входного-выходного интерфейса – NMEA-2000, NMEA 0183;
• период обновления 1 сек;
• объем записи графического изображения развертки на флэш-карту до 1 Гб;
• габариты 13,8 х 17,6 х 8,6 см;
• экран 5” (12,7 см) цветной, разрешение 480х480 точек;
• увеличение масштаба изображения x2 или х4 по выбору из меню;
• шесть диапазонов глубин по выбору из меню;
• трансдюсер двухчастотный HS-50/200-DX
• ширина характеристики направленности (на уровне -3 дБ) 35° (50 кГц), 12° (200 кГц);
• GPS – 12-ти канальный приемник LGC-2000 с внешней антенной;
• прием дифференциальных поправок с геостационарного спутника WAAS;
• диапазон рабочих температур -10°С - +55°С.

• Back

Геофон ST-4,5 Hz 3D

Трехмерный (3D) геофон серии ST представляет собой тип электромеханического преобразовательного устройства. Внутри трехмерного сейсмоприемника три взаимно перпендикулярных сейсмоприемных элемента расположены в декартовых координатах, что означает, что вертикальный элемент сейсмоприемника имеет направление Z, горизонтальный элемент сейсмоприемника восточного направления — направление X, а горизонтальный элемент сейсмоприемника северного направления — направление Y, по формуле где сейсмические сигналы в трех направлениях X, Y и Z будут приниматься одновременно и преобразовываться в выходные электрические сигналы.Геофоны 3D серии ST полностью совместимы с глубинными сейсмографами при глубокой сейсморазведке. Кроме того, они являются идеальным выбором для прогнозирования и обнаружения природных землетрясений, пульсирующих микросейсмических измерений мостов и автомагистралей, а также других применений низкочастотных сейсмических исследований.
- Высокая чувствительность, низкий уровень искажений, хорошая согласованность, хороший линейный отклик и разумный коэффициент демпфирования.
- Прочная конструкция, хорошая герметизация и отличные водонепроницаемые характеристики.
- Установлено устройство горизонтальной регулировки и указатель поворота.
- Водонепроницаемый металлический корпус. Также имеются регулировочные винты, 7-контактная розетка и выводной кабель длиной 1,5 метра.

Геофон: ST-4,5 Гц 3С (ST-4.5N)

Геофоны Ц10Т и GS-20 DX OYO

Кроме того, для исследования физических свойств массива грунтов и скальных пород в точках измерения вибраций и условий распространения упругих колебаний вдоль выделенных направлений на участке используются 3-х компонентные геофоны Ц-10Т и вертикальные геофоны GS20 DX OYO Geospafce с собственной резонансной частотой 10 Гц.

• Back

Георадарное профилирование с помощью низкочастотной дипольной антенны 150 МГц с GPS-приемником LS2303x-G

При проведении строительных работ часто возникает проблема локализации остатков фундаментов бывших сооружений в грунтовых основаниях. Особенно актуальна эта задача при проектировании свайных фундаментов без подготовки соответствующих котлованов на строительной площадке. Зачастую при сносе старых зданий не удается полностью удалить глубокие массивные части старых фундаментов.При выполнении профилирующих работ низкочастотными георадарными антеннами 150–75 МГц интервал регистрации составляет 200–300 нс, что соответствует глубине зондирования 10–17 м в зондируемой среде, представленной водонасыщенным песком со средней диэлектрической проницаемостью 15-16. Усиление сигнала в начале и конце записи 12/54 дБ. Во время записи применялся мягкий полосовой фильтр. Суммарное количество реализаций для одного трека - 4-8.

Место выполнения работ. Схема георадарных профилей

Исследование выполнено в следующем объеме:
- антенна дипольная с рабочей частотой излучаемого импульса 75 МГц, количество выполняемых профилей 12, общая длина 720 м,
- антенна дипольная с рабочей частотой излучаемого импульса 150 МГц, количество выполняемых профилей 23, общая длина 1380 м,
- экранированная антенна с рабочей частотой излучаемого импульса 900 МГц, количество профилей 66, общая длина 3960 м.

Пример обработки георадарного профиля, полученного с экранированной антенной 900 МГц, с помощью программного комплекса RadExPro.

Большинство остатков бетона в грунтах имеют весьма контрастные физические свойства по отношению к вмещающим грунтам. Их поверхности представляют собой границы, где происходят резкие изменения акустического и электромагнитного сопротивления, что позволяет картировать их методами сейсмоакустического и георадиолокационного зондирования.

Представление локальных неоднородностей в кубе георадарных данных

Набор ортогональных профилей, разработанных на достаточно плотной сетке с шагом 2–3 м, позволяет объединять двумерные срезы в куб георадарных данных. При этом могут быть получены кубы различных преобразований отраженного сигнала, кубы так называемых динамических атрибутов – мгновенной амплитуды, доминирующей частоты, отношение сигнал/шум и другие.

Горизонтальные сечения на глубине 2 м куба атрибутов отраженного георадарного сигнала: RMS-амплитуд (слева) и отношения сигнал-помеха.

Определение контуров объекта в плане выполнялось на основе анализа горизонтальных сечений куба георадарных данных. Предварительно амплитуды отраженного электромагнитного импульса в кубе данных преобразовывались в различные динамические атрибуты – характеристики сигнала, такие, как мгновенные и пиковые амплитуды, преобладающие частоты, отношение сигнал-помеха и т.п. На рис. 4 представлены сечения RMS-амплитуд и отношения сигнал-помеха на глубине 2 м. На вид сечений большое значение оказывает выбор средней глубины сечения и ширина окна обработки сигнала. Так на сечении RMS-амплитуд контуры объекта имеют изрезанный характер, а сама величина параметра резко уменьшается в северной части объекта, что связано с погружением отражающей границы и отклонением ее за пределы окна обработки сигнала вдоль горизонтальной плоскости. Наиболее отчетливо контуры прямоугольного объекта проявляются на сечении параметра отношение сигнал-помеха. Объект имеет размеры 60х32 м в пределах участка георадарного сканирования и, вполне возможно, продолжается за его северной границей. Поскольку в двух геотехнических скважинах, располагающихся в контуре выявленного объекта невозможно было продолжить бурение глубже 1,8-2,0 м, естественно было предположить, что объект представляет собой крупный фрагмент бетонного пола подвального помещения, оставленный в грунте после демонтажа старого здания ледовой арены.

Интерпретация структуры грунтов заполнения котлована по данным георадарных разрезов разной частоты.

О том, что массив вмещающих грунтов неоднороден, свидетельствует большое количество отражающих границ сложной формы в интервале глубин до 2 м. Особенно это заметно на разрезах, полученных с помощью высокочастотной антенны 900 МГц. Наиболее эффективным с точки зрения изучения строения грунтового массива является интерпретация с использованием опорных геотехнических скважин.В этом случае можно соотнести отражающие горизонты на разрезах с границами на литологических колонках скважин. С другой стороны, в разрезах более убедительно выделяются слои и линзы грунтов разного состава. А исходя из состава грунта возможна определенная коррекция скорости распространения электромагнитных волн и, соответственно, уточнение глубины залегания подземного объекта

Обработка данных малоглубинной сейсморазведки

Для уточнения характеристик объектов, выявленных георадаром, потребовались дополнительные измерения методом сейсморазведки по отдельным линиям. Этот метод позволяет оценить скорость распространения упругих волн в грунтовом массиве и определить плотность выявленных объектов. Профили выполнялись с использованием системы сбора телеметрических данных на базе удаленных сейсмических модулей IM2416 и 32-канальной геофонной установки. Длительность записи составляла 2000 дискрет по каждому каналу с периодом дискретизации 500 мкс, время записи 1 секунда. Сейсмические импульсы возбуждались ударами кувалды массой 8 кг по стальной пластине на поверхности почвы.

Интерпретация записей поверхностных волн Рэлея

Обработка сейсмических записей в пакете RadExPro методом MASW (Multichannel Analysis Surface Waves) позволяет оценить скорость распространения поперечных волн. Пример обработки MASW показан на рисунке (слева).На следующем рисунке показаны двумерные (2D) разрезы скоростей распространения сдвиговых волн. На этих разрезах более четко выражена слоистая структура грунтового массива. Хотя общий характер поперечного распределения скоростей и абсолютные значения скоростей Vs, полученные по этим программам, близки друг к другу. Кроме того, в разрезе в пределах ямы, выявленной по георадиолокационным данным, на глубине около 2,0 м более четко выделяется слой повышенной скорости Vs мощностью 1-1,5 м, представленный песком и измельченным щебнем.Ниже на рисунках приведены примеры зависимостей расчетной N от скоростей поперечных (Vs) и продольных волн (Vp) на концах профилей 1 и 2. Следует иметь в виду, что графики скорости Vp в этом случае также рассчитываются на основе исходных графиков скорости Vs. Они рассчитаны с учетом привнесённого уровня грунтовых вод на глубине 5,3 м и имеют резкий скачок на границе полного водонасыщения. В верхней части грунтового массива до уровня грунтовых вод скорости Vp имеют низкие значения в диапазоне 300-400 м/с, иногда сравнимые со скоростями Vs.

Пример разреза модуля общей деформации насыпного грунта и четвертичного осадочного массива.

Для интерпретации данных сейсмического профилирования на основе разрезов скоростей продольных и поперечных волн были рассчитаны прогнозные геомеханические параметры грунта.
Полученные данные о скоростях распространения продольных и поперечных волн позволяют получить интегральные характеристики упругих параметров грунтового массива и обеспечивают существенно большую глубину исследований.

Подтверждение обнаружения объекта в почве в результате последующего вскрытия

Последующие раскопки подтвердили наличие на указанных глубинах бетонной плиты с остатками коммуникаций, а также различный состав балластного грунта, заполняющего яму, от песка до песчано-щебневой смеси с разноразмерными обломками. Это позволило более разумно выбирать тип и конфигурацию фундамента нового строительства на исследуемой территории.

• Back

Георадарное профилирование с использованием дипольной антенны 150 МГц с приемником GPS LS2303x-G.

Георадарное зондирование для определения глубины залегания поверхности аллювиального и моренного грунта и оценки мощности вышележащего ила в акватории пруда Дзирнаву в Гулбене проводилось со льда на участках с безопасной толщиной льда и отсутствием поверхностной воды.В связи с наличием воды на поверхности льда на некоторых участках пруда, а также с учетом ожидаемой малой глубины проникновения зондирующего электромагнитного импульса зондирование, проводилось с помощью низкочастотного бесконтактного дипольной георадарной антенны с частотой зондирующего импульса 150 Мгц. Глубина исследований толщины льда, воды, ила и грунта составила около 15-20 м.

Схема выполненных профилей

Зондирование проводилось по 27 профилям, общая длина которых составила около 2500 м. Плотность сетки произвольно ориентированных профилей позволила построить карты структуры поверхности ила и подстилающих плотных грунтов.Профили располагались в акватории пруда, которая во время исследований была покрыта льдом толщиной 25-30 см. В некоторых местах на поверхности льда имелся слой воды толщиной 5-10 см, поэтому фактически профили разрабатывались в доступных местах по произвольной сетке, по возможности через места отбора проб донных грунтов.При выполнении профильных работ низкочастотной дипольной антенной на частоте 150 МГц интервал регистрации составлял 300 нс, что соответствует глубине зондирования 18-20 м. Усиление сигнала в начале и конце записи 12/36 дБ. При записи использовался жесткий полосовой фильтр. Суммарное количество реализаций для одного трека – 4.

Пример обработки георадарного профиля с помощью программного комплекса RadExPro

Согласно методическим рекомендациям по радиолокационному зондированию значение диэлектрической проницаемости исследуемой среды составляет 3-5. Обработка данных определила, что значение проницаемости должно составлять примерно 3,5, что соответствует льду, загрязненной воде, текучему и пластичному илу и водонасыщенному песку.Специальные измерения скорости распространения электромагнитной волны в зоне работ не проводились. В качестве критерия оценки значения диэлектрической проницаемости, определяющей скорость распространения электромагнитной волны, использованы записи отражений, поступающие от поверхности текучего ила, от границы между текучим илом и пластичным минеральным илом, а также от поверхности аллювиальных и моренных отложений.Чтобы получить более точную корреляцию глубины отслеживаемых отражающих границ с литологическими границами между различными типами грунтов, отобранными в местах отбора проб, они сравнивались по набору георадиолокационных профилей и размещались вблизи мест отбора проб. Пример такого сравнения показан на рисунке слева. Из этого рисунка видно, что в районе точки ГП-9, где глубина дна превышает 2 м, наблюдается достаточно хорошее совпадение фаз отражений с литологическими границами.

Карта мощности слоя текучих илов

Совместный анализ данных отбора проб и георадарного разреза в нижней части бассейна пруда выявил три отражающие границы, достаточно регулярно коррелируемые между собой на всей территории работ. Они приурочены, соответственно, к поверхности текучих илов, границе текучих и пластичных минеральных илов и к поверхности аллювиальных и моренных грунтов. Результаты глубины погружения вдоль этих отражающих границ заносились в базу данных.
С использованием базы данных были построены 3 соответствующие карты поверхности и карты толщины флюидных и пластичных минеральных илов. На картах показано положение продольного профиля по оси пруда.

Карта общей мощности слоев текучего и пластичного ила

По результатам зондирования прослежены отражающие границы в толще ила и нижняя граница их распространения. Проведена оценка общего объема илов на акватории пруда, а также оценка объемов верхнего слоя слабого текучего ила и нижнего слоя пластичного минерального ила.

Продольный профиль по срединной линии пруда.

Расчетный разрез по этому профилю получен в горизонтальном масштабе 1:5000 и вертикальном масштабе 1:100. Положение отражающих границ на этом профиле показано с учетом абсолютной отметки поверхности льда +117,00 м.

• Back

Основная цель исследования

Основной целью исследования было выявление инородных тел на исследуемых участках грунтового массива планируемой площадки реконструкции и строительства нефтяной базы. Диагностическим признаком наличия на георадиолокационных записях плотных инородных тел или природных объектов (крупных валунов, прослоев грунта повышенной плотности) является зона резкого увеличения амплитуды отраженного электромагнитного импульса. Это связано с резкими скачками электромагнитного сопротивления на границах тел разной плотности.Геосканирующие исследования проводились на земельном участке 138х116 м площадью ~16000 м2.

Георадарное профилирование с использованием экранированной антенны 900 МГц с приемником GPS LS2303x-G.

Пример обработки георадарного профиля, полученного с экранированной антенной 900 МГц, с помощью программного комплекса RadExPro.При профилировании высокочастотной экранированной антенной на частоте 900 МГц интервал регистрации составляет 200 нс, что соответствует глубине зондирования 13,5-7,5 м в зондируемой среде, которая представлена практически осушенным песком верхней части геологического разреза со средней диэлектрической проницаемостью 5-16. Усиление сигнала в начале и конце записи 18/60 дБ. При записи использовался мягкий полосовой фильтр. Суммарное количество реализаций для одного трека – 4.

Интерпретация данных и анализ результатов

Интерпретация полученных георадарных данных проводилась в три этапа. Сначала из записей профиля были собраны так называемые кубы данных — объемные выборки треков сканирования, пример которых показан слева. С помощью программы RadExPro, позволяющей перемещать и визуализировать ортогональные плоскости сечения куба данных в трех измерениях, в итерационном режиме осуществлялась идентификация и локализация аномальных зон различных динамических параметров отраженного импульса развертки.На втором этапе происходит подготовка и обработка горизонтальных и вертикальных сечений куба данных по плоскостям, пересекающим аномальные зоны, что позволяет получить контуры аномальных зон в плане и по вертикальным плоскостям.

Горизонтальное сечение параметра среднеквадратичных (RMS) амплитуд на глубине 2.5 м

С целью выявления и локализации возможных техногенных объектов, расположенных в грунтовом массиве, из набора параметров, использованных в расчете, были выбраны три параметра, наиболее четко отражающие указанные выше характеристики отраженных сигналов – RMS, FRQ и SNR.Для пространственной локализации возможных техногенных объектов на местности записи всех профилей, полученных с помощью антенны 900 МГц, были объединены в один куб данных. После этого были получены горизонтальные сечения с указанными параметрами по плоскостям на различной глубине от 0,1 м до 3,0 м от поверхности земли. Толщина слоя, для которого рассчитывалось среднее значение соответствующего параметра, составила 20 см.Горизонтальные срезы среднеквадратичных амплитуд на участке исследования обычно дают очень сложную неоднородную картину со множеством небольших аномалий.

Сечение параметра SNR на глубине 2,0 м

Параметр отношения сигнал/шум (SNR) описывает степень идентичности соседних треков сканирования. Таким образом, повышенные значения этого параметра соответствуют интервалам одного и того же грунтового массива, однородным в горизонтальном направлении. С другой стороны, более низкие значения параметра наблюдаются в тех местах, где резко меняется форма записи соседних треков, т.е. при наличии резкой неоднородности грунтового массива.
Разрез параметра SNR по площади в верхней части наземной антенны существенно отличается от разреза среднеквадратичных (RMS) амплитуд.

.

Рельеф отражающих горизонтов грунтового массива

На многих профилях в поверхностной части на глубине 30-40 см отмечается отражающая граница, что, по-видимому, соответствует подошве верхнего песчаного слоя техногенного грунта. Глубже наблюдается сложная волновая картина с отражающими горизонтами с разными наклонами и разными характеристиками отражения. Высокие значения коэффициента отражения соответствуют слоям повышенной плотности или поверхностям инородных предметов.На большинстве георадиолокационных разрезов достаточно четко видна поверхность сложного отражающего горизонта, расположенного на глубине от 0,5 до 2,2 м. На площадке на этой отражающей поверхности прослеживается несколько впадин глубиной от 1,0 до 2,5 м от поверхности. Самая глубокая из них имеет вид узкого оврага шириной 6-15 м и тянется от юго-западного края участка исследований до его центра в северо-восточном направлении.На снимке слева представлена структурная карта поверхности впадин. Глубина этих впадин иногда достигает 2,5 м. Широкая депрессия этой отражающей границы может наблюдаться в виде вытянутой на северо-запад впадины со сложной конфигурацией границы в плане вблизи северо-восточной границы участка. Судя по большому количеству локальных неоднородностей в слое выше этой границы, он представляет собой границу техногенного грунтового заполнения от поверхности морских (или аллювиальных) песчаных и глинистых отложений.

Обнаружение техногенных предметов в грунтовом массиве

На третьем этапе была проведена детальная обработка вертикальных разрезов по наиболее представительным профилям с целью более полной оценки выявленных объектов, их конфигурации и происхождения.Признаками крупных посторонних предметов, плотность которых значительно превышает плотность окружающего грунта, являются участки с резким увеличением амплитуды отраженного сигнала. Более мелкие объекты, размер которых сопоставим с длиной волны (при определенной частоте зондирующего импульса 900 МГц размер 15-20 см и более), представлены дифракционными волновыми пакетами, имеющими гиперболическую форму фазовых осей.Вдоль профилей вблизи многих частей площадки наблюдались протяженные области отражений от жестких границ. Учитывая наличие нескольких фаз отражения, аномалию можно интерпретировать как остатки фундамента небольшого здания и асфальтового покрытия.

Схема локализации подземных техногенных объектов

Практически на всех обработанных профилях обнаружены признаки проявления мелких локальных объектов в грунте. Всего выявлено 157 таких объектов. Расположение объектов показано на рисунке. Каждому идентифицированному объекту присваивается номер и на карте отмечается глубина его верхней поверхности. Контуры больших по площади заглубленных объектов, таких как асфальтированные и бетонные покрытия, бетонные плиты, бутовая отсыпка, обозначаются на карте без указания цифр. В базе данных указаны координаты выявленных объектов, их количество и глубины, а также номера профилей и точек сканирования.В юго-западном углу исследовательского участка на глубине от 0,4 м до 1,0 м были выявлены два широко заглубленных поля асфальта или бетонного покрытия. Наличие слоя асфальта в грунте на глубине 0,6 м подтверждено данными бурения геотехнической скважины.

• Back

Мониторинг состояния грунтового массива берегоукрепления нефтяного терминала

Работы выполнены с целью проектирования превентивных мероприятий по укреплению верхней части грунтового массива, прежде всего в местах установки опор эстакады раздаточного нефтепровода. В задачу работ входило определить распределение скоростей распространения продольных волн в грунтах основания эстакады в полосе 3-4 м до глубины 4-5 м ниже уровня оснований опор раздаточного нефтепровода.

Схема выполнения сейсмоакустического просвечивания грунтового массива и пример сейсмозаписи

Величина проседания поверхности грунтового массива под плитами бетонного берегоукрепления была установлена визуально путем сверления отверстий в бетоне диаметром 150 мм. Отверстия были просверлены Заказчиком с интервалом 4-6 м вдоль всего берега нефтегавани. В значительной части отверстий в местах проседания плит были выявлены пустоты между нижней поверхностью бетонных плит и щебневой отсыпкой на поверхности грунтового массива.На участках наибольшего проседания бетонных плит у верхнего края берегоукрепления Заказчиком были пробурены скважины глубиной 8-10 м. Для оценки пространственного распределения скоростных неоднородностей грунтового массива было выполнено акустическое просвечивание с возбуждением колебаний в отверстиях на склоне берегоукрепления и приемом в скважинах, обсаженных полиэтиленовыми трубами.Расстояния от оси скважины до отверстий в точках возбуждения колебаний изменялись от 6 до 40 м. Однако, как правило, на расстояниях свыше 30 м редко удавалось получить отчетливые записи продольных волн в первых вступлениях из-за высокого уровня шумов, создаваемых машинами танкеров и компрессорных станций, а также из-за недостаточной энергии воздействия при возбуждении упругих колебаний. Таким образом, по каждой из скважин удавалось выполнить просвечивание на участке берегового склона до 60-70 м.

Вертикальные сечения скоростей продольных волн на одном из участков проседания плит берегоукрепления

Вертикальные скоростные разрезы получены по вертикальным плоскостям, проходящим параллельно оси эстакады раздаточного нефтепровода. Плоскости вертикальных сечений расположены с интервалом 1 м. Оси опор нефтепровода соответствует разрез по плоскости, проходящей по ординате 301,0 м. Для каждого полигона получены разрезы для плоскостей с ординатами 299, 300, 301 и 302 м. Вследствие особенностей путей распространения и пространственного расположения точек преломления сейсмических лучей разрезы на разных плоскостях имеют различные ограничения по глубине и по координате X. На серии разрезов отчетливо проявляется низкоскоростная аномальная зона до глубины свыше 3-4 м, расширяющаяся в сторону моря.

Мониторинг распределения скоростей продольных волн на одном из участков ремонтно-профилактических работ

Часть просверленных в бетоне отверстий была использована для инжекций пластифицированного цементного раствора в пустоты и в интервалы разуплотнения грунтов. Другая часть отверстий была законсервирована и использовалась для повторного измерения скоростей распространения упругих волн в грунтовом массиве берегоукрпления в течение двух последующих за ремонтом лет.Слева показана карта пустот под плитами на момент начала ремонтных работ и вертикальные сечения скоростей до начала инжекций (а), через 2-3 дня после закачки пластифицированного бетона (б) и спустя 15 месяцев после ремонта (в). На разрезах отчетливо видно уплотнение приповерхностного слоя грунтового массива. Остаточная зона пониженных скоростей вблизи проекции наблюдательной скважины связана с разуплотнением грунтового массива в приствольном пространстве скважины, происшедшем в процессе ее бурения.

Проявления очагов суффозии грунтов верхней части берегового склона на разрезах электротомографии и скоростей продольных волн

Локальным участкам возможного проявления суффозионных процессов соответствуют пониженные значения электрического сопротивления и скоростей распространения продольных волн.

• Back

Цель исследований

Геофизические исследования выполнены после проведения масштабных дноуглубительных работ на акватории порта. В результате углубления дна вдоль пирсов увеличилась крутизна берегового склона и углы наклона дна по границам углубительных работ. С увеличением тоннажа принимаемых танкеров резко активизировались литодинамические процессы на дне затонов и, в значительной степени, на береговом склоне.

Формирование зон декомпрессии и пустот в береговом склоне

Грунты берегового склона под слоем насыпных песков представлены слабыми морскими песками, озерно-морскими суглинками и озерно-ледниковыми отложениями, легко поддающимися суффозии и механическим воздействиям турбулентных потоков от работающих винтов крупных танкеров. Одним из негативных результатов этого явился вынос тонких фракций песка из грунтового основания берегоукрепления, формирование обширных зон разуплотнения и пустот под бетонными плитами. Во время сильных штормов и подъема уровня воды вследствие нагона участились случаи проседания бетонных плит.

Деформации рельефа акватории и берегового склона

Для оценки деформаций дна были использованы данные эхолотного промера и высокочастотного канала гидролокатора бокового обзора. Промер выполнялся по профилям, ориентированным преимущественно вдоль причалов. В качестве увязочных выполнены профили вдоль берега. Скорость акустических волн в воде бралась по тарировочным таблицам с учетом температуры воды и ее солености. В период промерных работ температура воды была +6 градусов, скорость звука в воде была принята 1436 м/с.
Точность определения глубины +/-0,1 м. Расстояние между профилями 20 м. Шаг точек определения глубины по профилю в среднем 4 м. Подробность промера соответствует масштабу съемки 1:500.Полученные данные были сопоставлены с данными промерных работ, выполнных годом ранее, непосредственно после проведения дноуглубительных работ в затонах. Наиболее заметные деформации противоположного знака были выявлены вдоль бортов углубительных выемок и вдоль берегового склона. Как видно из приведенной ниже карты деформаций рельефа дна, вдоль границ выемок происходило оползание их бортов и повышение отметок дна углублений. Высота накопившихся вдоль бортов наносов в ряде мест превышала 1 м.Вдоль подножия берегового склона наблюдалось, преимущественно, понижение отметок дна за счет вымывания наносов работающими винтами танкеров. В южном затоне у начальной части второго пирса была выявлена крупная положительная деформация - накопление слоя вынесенных из берегового склона грунтов высотой до 1,5 м. Позднее по данным бурения куста из 3 скважин на прилежащем участке берега и выполнения в них непродольного ВСП была выявлена значительная анизотропия скоростей упругих волн в массиве грунтов с резким уменьшением их в направлении к береговому склону. В последующие годы при исследованиях состояния берегового склона под плитами берегоукрепления на данном участке было подтверждена высокая скорость протекания суффозионных процессов.

Сейсмоакустическое профилирование в затонах акватории и малоглубинная сейсморазведка на берегу

Комплекс работ по исследованию свойств грунтов включал локацию бокового обзора и сейсмоакустическое профилирование на акватории. На берегу выполнялось статическое зондирование, бурение геотехнических скважин, вертикальное сейсмопрофилирование в них и отработка сейсморазведочных профилей методом отраженных волн (ОГТ). Несмотря на существенное различие частотного диапазона упругих волн при работах на суше и на акватории, оказалось возможным выполнить увязку основных отражающих горизонтов в интервале глубин до 85 м.

Статическое зондирование и вертикальное сейсмоакустическое профилирование

На записях непродольного ВСП в скважинах, обсаженных полиэтиленовыми трубами, наряду с первыми вступлениями прямой продольной волны отчетливо прослеживаются интенсивные падающие и восходящие гидроволны, источниками которых являются гармоники низкочастотной поверхностной волны, приходящей от ударного источника к устью скважины по поверхности грунтового массива. Скорость гидроволны тесно связана со скоростью распространения поперечных волн в приствольном пространстве и может быть использована для расчета упругих модулей грунтового массива.
Анизотропия скоростей поверхностных волн в слое насыпных грунтов и подстилающих их морских песков отчетливо проявляется на записях непродольного ВСП от двух удаленных источников, расположенных по перпендикулярным направлениям от скважины с приемниками - вдоль береговой линии на расстоянии порядка 25 м от начала склона и в направлении от скважины в сторону берегового склона. На записях зондирований хорошо проявляется затухание энергии и запаздывание прихода гармоник поверхностной волны к устью скважины в направлении, перпендикулярном к берегу.

Стратиграфическая привязка сейсмоакустических разрезов

Данные статического зондирования и ВСП использованы для стратиграфической привязки отражений от границ слоев, прослеживаемых на разрезах сейсмоакустического профилирования в затонах. Отмечается воздымание слоев четвертичных грунтов и морены в сторону открытого моря с входом на дно более плотных моренных грунтов в удаленных от берега частях акватории.

Реконструкция рельефа дна затонов акватории и его отражающей способности

Карта отражающей способности донных грунтов, зависящей от величины их акустического импеданса и, соответственно, плотности, наложенная на объемную реконструкцию рельефа дна, дает представление о том, что на береговом склоне и на большей прибрежной части акватории дно представлено слабыми четвертичными грунтами. На этих участках акватории следует ожидать значительных деформации рельефа дна, связанных с размывом и переотложением донных наносов. Это может проявляться в обмелении углубленных участков дна вдоль пирсов и с размывом подножия берегового склона в зонах интенсивного воздействия турбулентных потоков от работающих винтов танкеров.

• Back

Цель работ
Многочастотное георадарное зондирование

Провести исследования и определить техническое состояние грунтового массива пирса, фиксируя возможные участки разуплотнения грунта, каверн и пустот. Провести оценку состояния грунта. Провести наземные георадиолокационные исследования основания гавани с использованием комплекса антенн диполярного и экранирующего типа разных частот, что обеспечивает глубину исследования до 3-4 метров.В отчетных материалах георадиолокационные разрезы участков должны отображать возможные разуплотнения и проседания грунтов, пустоты, каверны и условия обводнения
грунтового массива, определяемые суффузионными процессами, включения крупного строительного мусора в грунтовом массиве насыпи пирса.

Георадарные разрезы, полученные по одному профилю на частотах 150 МГц, 900 МГц и 1,5 ГГц

Георадарное зондирование на разных частотах дает существенно различный результат при отработке одного и того же профиля. В зависимости от энергии и частоты зондирующего импульса значительно меняется глубина проникновения сигнала и особенности его отражения от границ участков грунтового массива с различными физическими свойствами, литологией и степенью водонасыщенности.
Интерпретация разночастотных георадарных разрезов дает взаимно дополняющую информацию о строении и свойствах исследуемых грунтов.На вид разрезов, полученных с дипольными низкочастотными антеннами, существенное влияние оказывает наличие вблизи профиля наземных дифрагирующих объектов, в особенности металлических конструкций. В левой части верхнего разреза прослеживаются интесивные дифрагированные волны от находящихся поблизости металлических опор.

Вертикальный георадарный разрез и горизонтальные сечения RMS-амплитуд по данным 3D георадарной съемки на частоте 900 МГц

Отработка георадарного зондирования по плотной сети профилей позволяет создать куб данных, представленный выборками амплитуд отраженных сигналов, которые могут быть трансформированы в кубы различных динамических параметров отраженных сигналов. Карты распределения этих параметров на горизонтальных сечениях куба дают представление о распределении различных неоднородностей в грунтовом массиве, влияющих на прохождение и отражение электромагнитных импульсов. Одним из наиболее существенных факторов, влияющих на амплитуду отраженного зондирующего импульса, является степень водонасыщенности грунта.По участкам повышенных амплитуд отражений возможно отслеживать каналы фильтрации грунтовых вод, по которым происходит суффозия грунтового основания и вынос мелких фракций песка в области разгрузки.На приведенных горизонтальных сечениях показана форма канала фильтрации в песчаном грунте на глубине около 0,5 м под брусчатым покрытием набережной грузового терминала порта. Канал формируется в месте проникновения поверхностных вод у подрельсовой балки портового крана и разгружается в реку у причальной стенки. Низкие амплитуды отражения вдоль подрельсовой балки на глубине 12 см соответствуют пустотам и разуплотнениям, сформировавшимся в результате осадки поверхности грунтового основания.

Провал брусчатого покрытия причала

Провал брусчатого покрытия причала в месте проявления интенсивных суффозионных процессов и образования полости в грунтовом массиве

• Back

Исследование грунтового основания причала пассажирского терминала Рижского порта

Работы выполнялись с целью выявить неоднородности и строение грунтового основания пассажирского причала и оконтурить места проявления суффозионных процессов с выносом мелких фракций грунта в реку, являющихся причиной провалов и проседаний твердого асфальтового покрытия набережной. Разрезы, полученные с различной частотой зондирующего импульса и с разным типом антенн неоднозначно отображают характерные особенности строения грунтового массива основания набережной.

Георадарный разрез вдоль причальной стенки, полученный с антенной 150 МГц.

Отражающая граница на глубине 70 см наиболее четко проявляется в низкоскоростных резах и может быть отождествлена с верхним слоем засыпки, в основании которого уложен слой геотекстиля. Он виден на всех профилях в границах опор JPS-1 и JPS-2 (при этом времена регистрации отражения везде практически одинаковы), а это, в свою очередь, заставляет сомневаться в возможности его геологической привязки к какой-либо поверхности раздела физических свойств основного грунтового. Более достоверно ее можно интерпретировать, принимая во внимание априорные данные об особенностях строения конструкции опор причала.

Георадарный разрез вдоль стенки причала, полученный с помощью антенны, 900 МГц.

Три отражающих горизонта прослеживаются в разрезе достаточно четко. Первый, на глубине 40-80 см, соответствует границе между щебневой подушкой и массивом песчаного грунта. Второй горизонт отделен четко выраженной отражающей границей на глубине от 1,6 м на пирсе JPS-1 до границы на глубине 2,1 м в южной части пирса JPS-2, где этот горизонт участками не прослеживается. Судя по резкому скачку скорости распространения продольных волн на этой глубине (до 2,7-2,9 км/сек), возможно, это связано с асфальтобетонным или каменным покрытием старого берега.

Георадарный разрез вдоль центра пирса пассажирского терминала, полученный с помощью антенны 150 МГц и разрез скорости продольных волн.

Сопоставляя данные георадарного зондирования и сравнивая их с результатами малоглубинного зондирования методом сейсморазведки, можно сделать вывод о видимом соответствии аномальных зон на георадарном и сейсмическом разрезах, которые интерпретируются как участки пониженной плотности грунта и скорости распространения продольных волн.Уменьшение скоростей сдвиговых волн на этих же участках связано с уменьшением сцепления и плотности твердого скелета, точнее, твердой фазы несвязанного грунта в местах, где происходит мелкодисперсное фракционирование, и не зависит от водонасыщенности грунта.В местах, где проявляется распространение низкоскоростных упругих волн, пористость, водонасыщенность увеличивается, а диэлектрическая проницаемость выщелоченных грунтов уменьшается. На радиолокационных разрезах это проявляется как увеличение времени пробега электромагнитной волны и «задержек» времен регистрации волн в грунте, отраженных от нижележащих границ.

Малоглубинная сейсморазведка

Портативный многоканальный сейсмоакустический регистратор IS128.03 предназначен для записи сигналов на основе регистрации сейсмоакустических колебаний телеметрическими модулями ИМ2416 (технические параметры приведены в разделе «Оборудование»).Сейсмические импульсы возбуждались ударами кувалды весом 8 кг по резиновой пластине размером 15 х 15 см. Для улучшения отношения сигнал/шум в каждой точке возбуждения производилось накопление сигналов от трех акустических импульсов.Сигналы принимались с помощью 32-канального геофонного кабеля, шаг каналов 2 м, общая длина 62 м. Каждый канале содержал один геофон OYO-GEOIMPULSE-20.
Все сейсмические наблюдения проводились на одном профиле, параллельном кордонной линии, отстоящей от него на 7,0 м. Профилирование методами рефрагированных и поверхностных волн выполнялось на одном профиле длиной 380 м.

Интерпретация данных малоглубинной сейсморазведки

Для предварительной интерпретации данных сейсмического профилирования на основе продольных и поперечных двумерных скоростных разрезов были рассчитаны прогнозные геомеханические параметры грунта по профилю.
Используя скорость Vp и Vs, исходные разрезы, полученные в результате обработки данных по комплексам программ SeisOptim и SeisImager/MASW, разрезы с рассчитанными модулями грунта приведены на рисунке слева:
- коэффициент Пуассона (поперечная деформация);
- модуль упругости Юнга;
- модуль сдвига.
Затем были рассчитаны прогнозные параметры грунтов.
- общий модуль деформации;
- угол внутреннего трения;
- специальная облигация;
- несущая способность грунта.

Расчет несущей способности грунта

На рисунках приведен расчет несущей способности грунта в сравнении с некоторыми участками, прогнозируемыми по геомеханическим параметрам и радиолокационными разрезами. Расчет производился по формуле (п.2.41 СНИП 2.02.01-83 «Основы зданий и сооружения»).
Хотя расчет несущей способности, как и других геомеханических параметров, проводился по линии профиля, отстоящей от кордона на 7 м, расчетные значения в горизонтальном направлении будут характеризовать объем грунта, который по размерам сравним с радиусом первой зоны Френеля, определяемым соотношением (1):
R = ½(λh0)0,5 (1), где:
R – радиус первой зоны Френеля, λ – длина волны,
h0 – глубина исследования.
В нашем случае расчеты проводились на основе сейсмических колебаний, центральная частота спектра импульса которых составляет 50 Гц, а скорость распространения продольных и поперечных волн в поверхностном слое 130-130- 400м/с. Длина волны λ в сухом песке при этом 2,5-20,0м. Согласно соотношению (1) радиус первой зоны Френеля на глубине 5м составит 2,5-4,5м, на глубине 10м - по 3,5-6,3 м. Соответствующие значения будут характеризовать исследуемую полосу грунтового массива, для которой параметры расчета будут актуальны.

Картирование рельефа поверхности старой набережной

Работами выявлено резкое различие строения и физических свойств грунтового массива основания в южной (старой) и северной (новой) частях пассажирского причала. Под изрытой бомбовыми воронками поверхностью старинной пристани в южной части причала залегают плотные естественные аллювиальные и моренные грунты, в то время как основание северной части причала сложено насыпными грунтами. На георадарном разрезе отображаются сильные дифрагированные волны, связанные с технологическими колодцами и фундаментом пешеходной посадочной галереи.

• Back

Исследование эрозии бетонных стен плотины и зоны утечки воды из водохранилища

Исследования выполнены в скважине глубиной 32 м, пробуренной в бетонной стенке дамбы верхнего водохранилища Круонисской гидроаккумуляционной электростанции (Литва) с целью выявления и установления размеров возможной зоны разуплотнения бетона в месте протечки воды из верхнего водохранилища вдоль температурного шва.

Схема работ методом непродольного ВСП с поверхности плотины

Изучение свойств бетона методом непродольного ВСП выполнялось при возбуждении упругих колебаний ударами молотка весом 1 кГ на поверхности бетонного блока плотины по сети параллельных профилей с расстоянием между ними 2м. Шаг пунктов возбуждения по профилям также составлял 2 м. Пьезогидрофонный 16-ти канальный зонд размещался в скважине, заполненной водой и перемещался вверх по стволу на 25 см по мере отработки всех пунктов возбуждения на поверхности. Таким образом шаг между приемными каналами в компилятивных сейсмограммах был равен 25 см.

Схема работ методом акустического просвечивания из смотровой шахты

Изучение свойств бетона методом сейсмоакустического просвечивания выполнялось при возбуждении упругих колебаний ударами молотка весом 1 кГ в смотровой шахте, расположенной параллельно наблюдательной скважине на расстоянии 2,6 м. Пьезогидрофонный 16-ти канальный зонд размещался в скважине, заполненной водой.

Примеры записей непродольного ВСП и сейсмоакустического просвечивания

На полученных записях непродольного ВСП (слева) и сейсмоакустического просвечивания из смотровой шахты на скважину (cправа) хорошо прослеживались первые вступления волн по стальной арматуре стенок со скоростью порядка 5300 м/с, и по бетону - со скоростью 3100-3200 м/c. Центральная частота спектра колебаний в обоих случаях была порядка 1600 Гц.

Карта толщины разуплотненного бетона стен блока плотины в зоне протечки

По годографам первых вступлений волны по бетону на глубине 28-32 м в стенке кассетного блока плотины, примыкающей к температурному межблочному шву, была выявлена зона разуплотнения, в которой скорость распространения продольной волны была ниже 2700 м/с. Толщина этой зоны вблизи стенки составляла более 4,5 м, постепенно уменьшаясь в сторону внутренней поверхности стены кассетного блока. Эта зона соответствует по глубине интервалу, в котором происходит протечка воды из верхнего водохранилища вдоль деформационного шва, вызывающая процессы выщелачивания и разуплотнения бетонной стенки блока.

Объемная реконструкция зоны разуплотненного бетона и полости в зоне протечки

Полученные по достаточно плотной сети профилей сечения скоростей в вертикальных плоскостях были использованы для построения объемного распределения скоростей в блоке плотины и реконструкции пространственного положения зоны разуплотнения бетона и полости в стенке блока, возникшей в результате выщелачивающего действия потока воды.

• Back

Вид площадки строительства во время проведения инженерных изысканий

Задачами работ были:
- проведение межскважинного сейсмоакустического сканирования в группе из трех геотехнических скважин глубиной 35 м и расположенных на расстоянии 3 м друг от друга;
- измерение электрического сопротивления верхней части грунтового массива в 12 точках;
- измерение электрического сопротивления глубинных частей грунтового массива на диагональных линиях длиной 200 м.
Дополнительные исследования были проведены в следующем объеме:
- продольное вертикальное сейсмоакустическое профилирование (ВСП) в центральной геотехнической скважине;
- непродольное вертикальное сейсмоакустическое профилирование от точки южной геотехнической скважины до центральной скважины группы B-3 на расстоянии 3 м;
- сейсмическое профилирование методом полной глубинной точки (ОГТ) с использованием отраженных волн по профилю, ориентированному с запада на восток;
- сейсмическое профилирование методом рефрагированных и поверхностных волн;
- многоэлектродное профилирование импедансным методом (электротомография)

Сейсмическое профилирование и электрометрия верхнего слоя грунтов

Геофизические профильные работы с использованием малоглубинной сейсморазведки и электротомографии проводились в сочетании с акустическим сканированием и ВСП в трех скважинах, расположенных в центре участка исследований. Для интерпретации сейсмических данных использовались результаты геотехнического бурения и статического зондирования.

Прогнозная оценка физических свойств грунтов по скоростям продольных и поперечных волн.

Полученные скорости Vp и Vs использовались для расчета прогнозируемых геотехнических параметров грунтов и коренных пород. Плотность и коэффициент Пуассона рассчитывались для всех интервалов глубин. Для несвязных четвертичных грунтов рассчитаны общий модуль деформации, угол внутреннего трения и удельное сцепление. Для коренных пород были рассчитаны упругие константы: модуль Юнга, модуль сдвига и модуль объемного сжатия.

Картирование поверхности моренных и коренных отложений методом отраженных волн и электротомографии.

Сейсмическое профилирование проводилось методами отраженных, преломленных и поверхностных волн. Средние скорости упругих волн использовались по данным ВСП в центре для построения сейсмических разрезов в масштабе глубин.

Расчет прогнозных значений плотности и деформационных параметров грунта и коренных пород

Расчеты физических параметров, параметров деформации и упругости проводились с использованием следующих соотношений:
Объемная масса: ρ = 1,2475 + 0,399 Vp – 0,026 Vp2
Для аллювиальных и делювиальных суглинков:
Модуль деформации E = 83,53 - 145,7 Vp +64,15 Vp2
Угол внутреннего трения φ = -151,5 + 194,5 Vp – 52,05 Vp2
Удельное сцепление C = 0,03944 – 0,06583 Vp + 0,2861 Vp2
Пористость m= 0,6482+ 0,05569 Vp - 0,1307 Vp2

Карта значений удельного электрического сопротивления грунта на глубине 4,5 м по данным микро-ВЭЗ

Для оптимального размещения электрозаземлений были построены карты электрического сопротивления на глубине 1,5, 3,0, 4,5 и 6,0 м. Данные о величине сопротивлений были получены в нескольких точках строительной площадки методом микро-ВЭЗ с расстоянием питающих электродов до 18 м. Для увязки данных электротомографии, полученных по профилям наряду с данными малоглубинной сейсморазведки, выполнены ВЭЗ по двум перпендикулярным линиям длиной до 200 м.

• Back

Сейсморазведка, георадарные зондирования и съемка естественного поля

Работы на месте проектируемой транспортной развязки Южного моста через р. Даугава в г.Рига правобережная выполнены методами сейсморазведки отраженными и рефрагированными волнами, георадарного зондирования и электрометрии методом естественного поля. Для интерпретации данных привлекались результаты геотехнического бурения, выполненного АО "Ceļuprojekts". В результате выполненных изысканий в местах постановки ряда опор трехуровневой транспортной развязки выявлены проявления погребенного карста в коренных доломитах, залегающих под слоем плотных моренных суглинков.

Проявления палеокарста на георадарном и сейсмическом разрезах на одной из линий транспортной развязки

Карстующиеся доломиты в месте строительства залегают на глубине порядка 6 м и перекрываются аллювиальными отложениями и насыпным грунтом мощностью 4-5 м, подстилаемыми слоем плотных моренных суглинков мощностью до 1,5 м. На рисунке показано типичное проявление закарстованных зон на сейсмических и георадарных разрезах.

Интерпретация проявлений палеокарста на сейсмических временных разрезах

Для интерпретации данных получены:
- сейсмические разрезы во временной шкале разверткии;
- радиолокационная разрезы в шкале глубин;
- разрезы средних скоростей по сейсмическим профилям в масштабе удвоенного времени пробега отраженных волн;
- сейсмогеологические глубинные разрезы;
- разрезы скоростей распространения продольных волн по сейсмическим профилям в масштабе глубин.Все вышеперечисленные материалы и данные инженерно-геологического бурения использованы для интерпретации комплекса геофизических данных. На основе одновременного анализа сейсмогеологических, инженерно-геологических исследований и литологических разрезов скважин выделены сейсмостратиграфические комплексы, границы которых представлены в сейсмических разрезах в виде коррелируемых осей синфазности.

Карта потенциала естественного электрического поля и возможных мест проявления погребенного карста

Проявления палеокарста на глубинах 6-8 м и 10-12 м выявлены в полосе шириной 30-40 м, протягивающейся через всю площадку строительства в меридиональном направлении. При этом одна из отчетливых аномалий, показанная на рисунке справа, приходится на место установки одной из наиболее высоких опор эстакады второго уровня.Проведенная дополнительно съемка потенциала естественного электрического поля выявила в полосе проявления палеокарста вытянутую аномалию положительных значений градиента, ось которой направлена в сторону озера в пойме реки. Аномалия проинтерпретирована как связанная с подземным фильтрационным потоком на уровне поверхности коренных пород. В соответствии с историческими данными, в этом месте существовал небольшой приток реки Даугавы, перекрытый в настоящее время насыпными грунтами городской застройки.

• Back

Графики зависимостей между скоростью поперечных волн и параметрами статического зондирования, полученные на участке водосброса

Резервный водосброс – участок водоприемника

В проектном створе аварийного водосброса Плявиньской ГЭС проводились малоглубинные сейсмические исследования и электрометрия методом электротомографии вместе с геотехническим бурением, статическим и динамическим (стандартным) зондированием грунта. Сейсморазведка проводилась методами отраженных, рефрагированных и поверхностных волн с использованием всех видов упругих колебаний, регистрируемых на сейсмограммах вертикальными геофонами и полученных при единой расстановке из 32-х или 64-х канальных геофонов с расстоянием между каналами 2 м.

Волновая картина на сейсмических записях

На верхнем участке аварийного водосброса разрез представлен мощной толщей моренных суглинков, заполняющих ответвление погребенной доледниковой долины, и слоем насыпных грунтов защитной дамбы и ее основания мощностью до 16-18 м. В связи с этим на записях отчетливо прослеживается рефрагированная (преломленная) волна, распространяющаяся по поверхности коренных доломитов, отраженные волны от границ в девонских отложениях и цуг интенсивных низкоскоростных и низкочастотных поверхностных волн.

.

Разрез прогнозных значений модуля общей деформации моренных грунтов по оси средней части аварийного водосброса

По скоростям распространения продольных и поперечных волн выполнялись прямые расчеты упругих констант грунтового массива - модуля упругости Юнга, модуля сдвига и коэффициента Пуассона. Прогнозные физико-механические параметры - плотность грунта, модуль общей деформации, угол внутреннего трения и удельное сцепление, рассчитывались с использованием известных эмпирических корреляционных зависимостей для определенных типов грунтов, скорректированных путем совместной обработки данных сейсморазведки и статического зондирования на участке исследований.

Корреляция графиков зависимости между скоростью поперечных волн и стандартизованным числом ударов N при динамическом зондировании в моренных грунтах

Временные разрезы метода отраженных продольных (а) и поперечных (б) волн

На отдельных участках сейсмических профилей для повышения детальности отображения нижней части разреза моренных грунтов, представленных грядами крупнообломочного и валунного материала, выполнялось профилирование с использованием горизонтальных приемников упругих колебаний. Полученные по этим записям разрезы поперечных волн с большей степенью детальности отображали строение нижнего интервала моренных отложений мощностью до 10-12 м.

• Back

Разрез скоростей продольных волн по оси аварийного водосброса через русло протоки

Для определения глубины залегания коренных доломитов использовались разрезы скоростей распространения продольных волн, рассчитанные по данным метода рефрагированных волн. Положение поверхности доломитов в неосушенной части русла шириной порядка 105 м получены по сейсмозаписям с приемной расстановки, расположенной на острове и возбуждении колебаний на берегу.

Нижний участок резервного водосброса - водобойный колодец

Работы методами инженерной сейсморазведки и электротомографии выполнены на недоступном для бурения островном участке в центральной части русла реки, осушенного при остановке работы гидроэлектростанции и сработке уровня расположенного ниже по каскаду водохранилища Кегумской ГЭС.Основной задачей работ было определение контуров бортов переуглубленной доледниковой долины р.Даугава, прорезающей в месте строительства плотины Плявиньской ГЭС коренные доломиты плявиньской свиты верхнего девона. Крутые борта долины, вдоль которых проявляются оползневые и карстовые процессы и повышенная скорость фильтрации подземных вод, являются неблагоприятными для устройства тяжелых бетонных фундаментов и стен водобойного колодца.

Разрез скоростей продольных волн на островном участке осушенного русла

На борту палеодолины отмечается погружение кровли доломитов более, чем на 6 м.

Разрез скоростей продольных волн по профилю, ориентированному под углом к простиранию борта долины

Глубина залегания кровли доломитов в начальной части профиля достигает 20 м. Наиболее углубленная часть долины, заполненная водонасыщенными моренными суглинками отображается также на геоэлектрическом разрезе, полученном методом электротомографии.

Оценка физических свойств моренных грунтов

При невозможности получения на островном участке данных статического зондирования и отбора образцов грунта для лабораторных тестов для классификации типов и оценки физических свойств моренных отложений, заполняющих долину, использовались модифицированная с учетом местных условий номограмма Олсена и скорректированные по данным геофизики и геотехники на берегу статистические зависимости.

Разрез прогнозных значений модуля общей деформации моренных грунтов по одному из профилей на островном участке

• Back

Расстановка геофонов для профилирования методами преломленных и поверхностных волн

Техническое задание предусматривало:
- сейсмоакустическое исследование состояние массива насыпного грунта в основании причала Вентспилсского свободного порта с использованием комплекса методов преломленных, поверхностных и отраженных волн до глубины 10-15м.
- опробование метода георадарного зондирования.
Объем выполненных исследований:
- сейсмическое профилирование методом преломленных, поверхностных и отраженных волн по одному профилю длиной 126м;
- радиолокационное зондирование подповерхностных слоев с использованием двух типов приемно-излучающих антенн с рабочей частотой излучаемого импульса 150 МГц и 900 МГц по четырем профилям длиной 160 м;
При профилировании методом преломленных волн шаг приемных каналов составлял 2м, шаг точек возбуждения - 8м, отработка точек возбуждения осуществлялась с выносом точки возбуждения на 16м от начальной и конечной точек геофонной расстановки.

Выявление выноса грунтов основания пирса с помощью сейсмического профилирования и георадара

Наиболее информативным параметром, характеризующим зоны пониженной плотности, следует считать скорость распространения поперечных волн. По этому параметру и тесно связанному с ним расчету угла внутреннего трения в поверхностном слое сухого насыпного грунта достаточно четко выделяются 4 аномальные зоны, распространяющиеся на глубину 2-4 м. На значение этого параметра не влияет водонасыщение грунта, поэтому он может описывать свойства грунтового массива как над уровнем воды, так и на обводненной части интервала грунтов.
По параметру скорости поперечных волн выше глубины 8 м в интервале ПК 30-ПК-40 выделяется широкая аномалия пониженных скоростей, что, вероятно, связано с вымыванием мелкодисперсной фракции накопившегося песка и ее выносом в реку. Эта аномалия заслуживает особого внимания, поскольку расположена рядом с районом ликвидированного обвала пирса.

Георадарный разрез с антенной 900 МГц и разрез скоростей продольных волн

Прогиб отражающих горизонтов в кровле наземного массива может быть связан с оседанием слоя щебня и обводнением песка, что вызывает «задержку» времени регистрации отражения от нижележащих горизонтов.Радиолокационные профили с ограниченным проникновением зондирующего импульса в грунт ниже уровня грунтовых вод характеризуют в основном дренированный слой грунта глубиной до 2 м от поверхности зондирования. Эти участки в основном отражают обводнение песчаного слоя, которое может быть кратковременным.

• Back

Отстойник флотационных отходов железо-рудного комбината Choclon-II фирмы Show Gang (Перу)

Задачей работ являлось выявление в массиве четвертичных грунтов на глубине до 50 м возможных тектонических нарушений, по которым ядовитые отходы флотационного обогащения руды могут попасть в океан.

Сейсмический профиль в межгорной долине - в месте проектируемого отстойника флотационных отходов

Работы выполнены по редкой ортогональной сети профилей, расположенных с интервалом 500-700 м друг от друга. Ориентировка профилей вдоль и поперек межгорной долины, в наиболее пониженном месте которой расположен участок проектируемого отстойника. Методика работ ориентирована, главным образом, на регистрацию рефрагированных волн, вожбуждаемых взрывами аммонитных зарядов в шурфах глубиной 0,6-0,8 м с интервалом 120 м по профилю.

Сейсмограмма рефрагированных и поверхностных волн, полученная при взрыве заряда аммонита весом 3 кГ при длине геофонной расстановки 360 м

Геофоны установлены на мощном слое рыхлых песков, представляющем среду с сильным затуханием энергии упругих волн. Записи длиной от 800 до 1600 мс, полученные с дискретностью 400 и 800 мкс при шаге приемных каналов 5 м, использовались для построения разрезов скоростей продольных и поперечных волн.

Подготовка аммонитовых зарядов

В связи с особенностями поверхностных грунтов (мощный поверхностный слой рыхлых грунтов - сухие пески-ракушки), в которых энергия упругих волн быстро ослабевает, для получения годографа преломленной волны в случае первого вступления с приемной базой длиной 250-400 м использовались достаточно мощные источники упругих волн - взрывы аммонитовых зарядов (с разрешением органов охраны окружающей среды).

• Back

Работы методом рефрагированных и отраженных волн в долине р.Инамбари (департамент Пуно, Перу)

Работы включали выполнение профилирования методом рефрагированных волн на бортах горной долины, по урезам берегов и через русло реки, а также отработку профиля ОГТ методом отраженных волн по дороге на правом берегу поперек створа плотины.

Сейсмические речные профили по проектным створам плотины ГЭС

Для регистрации упругих волн на сухопутных участках использовались 48-ми канальные геофонные расстановки с шагом каналов 5 м. В русле реки прием сигналов велся с использованием плавающих или укладываемых на дно гидрофонных кос с пьезодатчиками давления. Для возбуждения колебаний применялись взрывы динамитных зарядов весом 200-600 г.

Результат обработки первых вступлений рефрагированных волн

Разрез скоростей распространения продольных волн по поперечному профилю по правобережной части створа проектируемой плотины

Выходы скальных пород и разрез модуля всестороннего сжатия по сейсмическим данным через створ проектной плотины

Ниже проектного створа плотины на разрезе проявляется широкая зона выветрелых коренных аргиллитов с ослабленными прочностными свойствами.

• Back

Методическое сопровождение работ методами непродольного ВСП и межскважинного просвечивания

Работы выполнялись на территории крупнейшего в Европе Верхне-Камского месторождения калийно-магниевых солей. Месторождение разрабатывается с 30-х годов прошлого века. Шахтные поля захватывают обширные участки городской и промышленной застройки, в грунтовых основаниях которых под воздействием подземных выработок в последнее время начали развиваться опасные техногенные процессы. Выявление и мониторинг таких процессов в течение нескольких десятков лет проводит Горный Институт Академии Наук России. Одним из наиболее перспективных методов мониторинга являются сейсмические исследования на поверхности и во внутренних точках среды.Нашей задачей являлось методическое сопровождение геофизических работ методами вертикального сейсмического профилирования и межскважинного сейсмоакустического просвечивания, разработка программного обеспечения для обработки и интерпретации данных.

Программное обеспечение для обработки и интерпретации данных

Разработка уникальных программ обработки данных велась параллельно с развитием методики полевых работ методами непродольного ВСП и межскважинного сейсмопросвечивания. Практически каждый новый объект исследования вследствие значительных различий сейсмогеологических условий, площади и глубины исследований требовал разработки новых алгоритмов и структуры обрабатывающих модулей. Ядром алгоритма являлся модуль адаптивного моделирования неоднородно-слоистой скоростной среды путем минимизации функционала времени пробега упругой волны от источника к приемнику. Пример построения скоростной модели среды на основе метода межскважинного просвечивания с использованием принципа минимальных отклонений серии теоретических годографов от наблюденных показан на рисунке слева.

Выявление зон с ослабленными прочностными свойствами на участках проседания грунтового массива методом непродольного ВСП

Провалы надсоляной толщи произошли во многих участках жилой и промышленной застройки г. Березники. На еще большем числе участков отмечаются проседания грунтовой толщи над шахтными выработками. Скорость проседания может достигать в отдельных местах до 40 см за год. На многих выявленных участках проседания пробурены мониторинговые скважины, в которых выполняются периодические исследования методами скважинной сейсморазведки совместно с наземными профильными наблюдениями. Наблюдения методом непродольного ВСП выполняются по сети произвольно расположенных профилей (в зависимости от характерна рельефа и препятствий). При прямом ВСП источники возбуждения упругих волн располагаются на поверхности, а приемники сигналов – в скважине. При инверсном ВСП имеет место обратное расположение.На приведенном слева рисунке – результат измерений скоростей упругих волн по трем параллельным профилям, расположенным на удалении 10, 12, и 14 м от скважины с приемниками. На участке наблюдений скорость проседания земной поверхности составляет 11 см в год. Участок наиболее интенсивного проседания отображается на профилях резко пониженными скоростями распространения упругих волн вблизи мониторинговой скважины.

Метод межскважинного просвечивания

Спустя три года на этом участке пробурены еще две наблюдательные скважины, в которых выполнены исследования методом сейсмоакустического просвечивания. Измерения выполнены с возбуждением импульсов электроискровым источником и приемом сигналов гидрофонами в прямом и обратном направлении между тремя скважинами глубиной 60 м, расположенными на одной линии. Хорошая сходимость результатов просвечивания в прямом и обратном направлении подтверждает общее понижение скоростей распространения упругих волн в районе скважины 17иг (в правой части разреза). Наиболее отчетливо понижение скоростей отмечается в нижней части разреза на глубине более 35 м.В левой части разреза вблизи скважины 17А фиксируется зона низких скоростей в приповерхностной части породного массива, что может указывать на формирование нового участка проседания земной поверхности.

Локализация участка интенсивного проседания земной поверхности

Исследования на участке с высокой скоростью проседания земной поверхности (до 40 см в год) методами непродольного ВСП и межскважинного просвечивания выявили локальную зону резкого понижения скоростей упругих волн шириной около 40-50 м. Зона разрушения породного массива распространяется до глубины 40-45 м от поверхности. На данном примере отчетливо видны преимущества геофизических методов наблюдений во внутренних точках среды, выявляющих пространственное изменение физико-механических свойств породного массива по сравнению с бурением скважин в отдельных точках.

Провал породного массива в промышленной застройке над шахтной выработкой

Геофизический мониторинг участков интенсивного проседания земной поверхности позволяет своевременно выявить места возможных катастрофических провалов в пределах жилой и промышленной застройки и предусмотреть, по возможности, профилактические меры по устранению опасных последствий.

• Back

Техногенный провал надсоляной толщи на шахтном поле СКРУ-2

Крупный провал надсолевой толщи на шахтном поле рудоуправления Соликамск-2 произошел 18 ноября 2014 г. на территории дачного кооператива «Ключики» в 3,5 км к востоку от г. Соликамска. Первопричиной провала считается произошедшее в 1995 техногенное землетрясение с эпицентром на этом же участке, проникновение в наиболее сильно подверженные растворению слои карналлита грунтовых вод и образование пустот. Провал быстро расширился от первоначальных размеров 20х30 м до 120х125 м при глубине 50 м на сентябрь 2015 г.Несмотря на многоплановые ликвидационные мероприятия, к моменту завершения аварийных работ размеры основного провала составили 170х190 м, а с учетом вновь образовавшегося в 2018 г. к северо-востоку от него нового провала общие размеры зоны коллапса достигли 170х230 м.

Схема проекций на земную поверхность лучевых траекторий при площадном вертикальном сейсмоакустическом профилировании в скважинах геофизического полигона

С целью организации геофизического мониторинга состояния грунтово-породного масива в зоне шахтного поля, прилегающей к провалу Горным Институтом Уральского отделения Российской Академии Наук практически сразу же после образования провала были начаты разноплановые геофизические работы. Была установлена на поверхности сеть сейсмических датчиков для круглосуточного отслеживания микроземлетрясений. Для наблюдений во внутренних точках среды был организован полигон, включающий 6 геофизических скважин глубиной 200 м, т.е. практически, до поверхности соляной толщи. В скважинах периодически выполнялся комплекс сейсмоакустического вертикального профилирования и межскважинного просвечивания. Параллельно на поверхности вокруг провала отрабатывались профили инженерной сейсморазведки.Нашей задачей было методическое сопровождение мониторинга с использованием наблюдений во внутренних точках среды (в геофизических скважинах), разработка алгоритмов и программ обработки наблюдений, оценка изменений состояния грунтово-породного массива надсолевой толщи. Ниже приводятся примеры обработки и интерпретации данных геофизического мониторинга.

Расчет детального разреза скоростей по данным непродольного (площадного) вертикального сейсмоакустического профилирования

В одном из вариантов выполнялось непродольное вертикальное профилирование с расположением приемников в скважине, а возбуждение колебаний производилось по профилям на поверхности с использованием пороховых зарядов. Профили располагались так, чтобы траектории сейсмических лучей перекрывали, по возможности, весь объем породного массива на полигоне.Мониторинг выполнялся с использованием 6-ти скважин в пределах геофизического полигона. По каждой плоскости просвечивания строились годографы первых вступлений прямых волн (слева), для каждого наблюденного годографа методом адаптивного моделирования подбирался теоретический годограф (в центре), соответствующий детальной скоростной модели ( справа).

Вертикальное сечение куба скоростей распространения продольных волн Vp по данным площадного ВСП

По совокупности подобранных скоростных моделей для каждой точки возбуждения собиралась пространственная координированная выборка скоростей, имеющая в пространстве форму перевернутой пирамиды. Компилятивная выборка по всем скважинам полигона представляла собой пространственный набор точек со значениями скоростей, аналогичный кубу скоростей, получаемому при обработке данных наземной сейсморазведки 3D. Последующий анализ распределения скоростей в массиве выполнялся по сериям произвольно ориентированных вертикальных и горизонтальных сечений полученной пространственной выборки.Вертикальное сечение куба скоростей может быть получено по произвольно ориентированному набору плоскостей через объем пространственной выборки. В данном примере проекции плоскостей сечений проходят вдоль заданного криволинейного профиля, в начале и в конце которого располагаются мониторинговые скважины.

Пример горизонтального сечения скоростей по абсолютной отметке +100 м (приблизительно на глубине 100 м от поверхности)

Горизонтальное сечение может быть задано на любой абсолютной отметке в пределах объемной выборке скоростей. Ввиду особенностей геометрии распространения сейсмических лучей с глубиной общая площадь горизонтального смещения уменьшается, а фрагменты сечений «стягиваются» к точкам мониторинговых скважин.

Построение куба скоростей Vp по данным непродольного вертикального сейсмоакустического профилирования

Для интерактивной интерпретации полученная объемная выборка скоростей может быть представлена кубом скоростей. Три ортогональные плоскости сечений могут интерактивно перемещаться для более наглядного представления о пространственном распределении аномалий скоростей.

Совместная интерпретация скважинных наблюдений и наземной сейсморазведки методом поверхностных волн

Пример локализации потенциально опасных зон вертикальной трещиноватости в массиве надсоляной толщиВверху – разрез коэффициента затухания энергии поверхностных волн по записям наземной сейсморазведки, внизу – разрез скоростей распространения продольных волн по данным непродольного вертикального сейсмоакустического профилирования в скважинах

• Back

Обработка и интерпретация данных акустического контроля замораживания горных пород на участках проходки шахтных стволов Нежинского ГОК

Цель работ – контроль температурного режима породного массива при формировании ледопородного ограждения в зоне замораживания шахтных стволов рудника Нежинской ГОК на основе ультразвуковых (акустических) способов контроля. Полевые измерительные работы выполнены Отделом активной сейсмоакустики Горного Института Академии Наук РФ.Нашей задачей являлось методическое сопровождение, обработка и интерпретация данных непродольного вертикального сейсмоакустического профилирования в контрольных скважинах.

Системы наблюдений

Непродольное вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП) на участке проходки шахтных стволов выполнено по методике прямого просвечивания с расположением источников возбуждения сейсмического импульса по непродольным профилям на поверхности, а приемных гидрофонных зондов – в скважине. Схема расположения линий источников и контрольных скважин показана на рисунке слева. Шаг перемещения пунктов возбуждения по профилям – 4 м, шаг приемных гидрофонных зондов в скважине - 1 м. Из-за появления новых объектов на участке по мере строительства схемы расположения линий источников возбуждения существенно отличались на разных этапах исследований.

Анализ волновой картины

На приведенном рисунке показан типичный временной разрез, полученный на 3-м этапе работ (после замораживания грунтов по кольцевому контуру ледопородного ограждения). Волновая картина до глубины 150 м характеризуется большим количеством хорошо коррелируемых падающих и восходящих продольных волн. В первых вступлениях волн отчетливо прослеживаются аномальные зоны повышенных скоростей на интервалах глубин наиболее полной заморозки грунтового массива.

Разрез скоростей продольных волн по данным непродольного ВСП и график скоростей по данным межскважинного просвечивания до начала заморозки

Работы выполнялись в три этапа: до начала заморозки, в средней стадии заморозки и после окончания заморозки ледовопородного ограждения после начала проходки шахтных стволов. Заморозка выполнялась путем прокачки низкотемпературного азота по замораживающим скважинам, расположенным кольцом по контуру стенок шахтного ствола. Акустические измерения проводились в 3-х контрольных скважинах, расположенных в 2-3 м за пределами внешнего контура замораживающих скважин.Наблюдения выполнялись методом непродольного ВСП по профилям, расположенным за пределами контура замораживающих скважин, и методом межскважинного просвечивания между каждыми контрольными скважинами через породный массив проектного шахтного ствола.

.

Разрез скоростей продольных волн по данным непродольного ВСП до начала заморозки

Верхняя часть разреза характеризуется относительно низкими (1200-1500 м/с) значениями скоростей, соответствующих зоне аэрации и водонасыщенных песчано-глинистых грунтов. Отмечаются мелкие линзовидные включения более плотных литологических разностей. Начиная с глубины 95-100 м отмечается резкое увеличение скоростей, соответствующих плотным карбонатно-терригенным породам.

.

Разрез скоростей продольных волн по данным непродольного ВСП в процессе заморозкиText

На втором этапе исследований в процессе заморозки в верхней части разреза появляются вертикальные зоны повышенных скоростей вблизи контура замораживающих скважин. Намечается отчетливое проявление заморозки также и в глубинной части ствола, в интервале залегания коренных пород. В средней части на глубинах 55-80 м сохраняется зона пониженных скоростей, что связано, предположительно, с недостаточной степенью заморозки ввиду проявления активных гидродинамических процессов в грунтах.

.

Горизонтальное сечение скоростей продольных волн по данным непродольного ВСП в процессе заморозки на глубине 110 м от поверхности.

Горизонтальные сечения полученной объемной выборки скоростей на различных глубинах позволили охарактеризовать распределение скоростей и увязать их с особенностями литологии и гидродинамического режима породного массива. Соответственно, это позволило оценить степень и качество заморозки ледопородного ограждения в различных интервалах проходки ствола.

• Back

1997 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь) Разработка и изготовление комплекта инженерной 48-канальной сейсмостанции IS-48 и 96-ти канального коммутатора каналов для работ в подземных соляных выработках и на шахтных полях Верхнекамского месторождения калийных солей1998 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь) Разработка и изготовление комплекта шахтного 32-х канального геоакустического локатора IS-32.01 и программного обеспечения сбора и обработки данных1999 г. Трест "Калининградгеофизика" (г.Калининград) Разработка и изготовление 2-х комплектов 32-х канальных инженерных сейсмостанций IS-32.02 и программного обеспечения сбора и обработки данных МСК и МПВ2000 г. AS "Ceļuprojekts" (г.Рига) Инженерно-геофизические исследования на участке строительства нового моста через р.Дубна в п.Ливаны (Латвия)2000 г. "Rigas HES" (г.Рига) Опытные работы методами инженерной сейсморазведки и георадарного зондирования на участке дамбы Рижской ГЭС2000 г. IU "L.Konstante" (г.Рига) Геофизические исследования дна водоотводного канала в нижней части рисбермы Кегумской ГЭС-22001 г. SIA "Balt-Ost-Geo"(г.Рига) Геофизические исследования дна участка дноуглубительных работ на фарватере порта Салацгрива (Латвия)2001 г. IU "L-Konstante" (г.Рига) Мониторинговые геофизические исследования на участке ремонтно-профилактических работ в нижней части рисбермы водоотводного канала Кегумской ГЭС-22001 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь) Разработка и изготовление комплекта шахтной 64-х канальной сейсмостанции IS-32/64.032002 г. ОАО "Уралкалий" (г.Березники) Разработка и изготовление комплекта шахтной 64-х канальной сейсмостанции IS-32/64.042002 г. SIA "Balt-Ost-Geo", (г.Рига) Геофизические исследования на акватории и прибрежной территории аванпорта Вентспилс (участок порта AS "Ventbunkers")2002 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь) Разработка и изготовление комплекта блоков 128-канальной телеметрической инженерной сейсмостанции IS-128.012003 г. SIA "Balt-Ost-Geo"(г.Рига) Сейсмоакустическое профилирование на участке проектируемых дноуглубительных работ порта Палдиски (Эстония)2003 г. SIA "Meridians" (г.Даугавпилс) Выполнение работ по сейсмическому профилированию на участке 2 левобережной дамбы Плявиньской ГЭС2003-2004 г. SIA "Iženieri" (г.Рига) Инженерно-геофизические работы по изучению физических свойств грунтового массива берегового склона Вентспилсской нефтегавани методами приповерхностной пространственной сейсмики2004 г. Горный Институт УрО РАН, НПП "Интромаг" (г.Пермь) Разработка и изготовление комплекта блоков 160-канальной телеметрической инженерной сейсмостанции IS-128.022004 г. SIA "Meridians" (г.Даугавпилс) Выполнение работ по сейсмическому профилированию на участке расположения дренажных скважин в нижнем бьефе Плявиньской ГЭС2004 г. AS "Ceļuprojekts" (г.Рига) Инженерно-геофизические исследования на участке правобережной транспортной развязки Южного моста через р.Даугава (г.Рига)2005 г. SIA "Iženieri" (г.Рига) Мониторинговые инженерно-геофизические исследования по оценке состояния грунтового массива берегового склона Вентспилсской нефтегавани после проведения ремонтно-профилактических работ2006 г. KU PP "Meridians" (г.Даугавпилс), Круонисская ГАЭС (г.Круонис) Сейсмоакустические исследования в зоне протечки воды в деформационном шве водоприемника Круонисской гидроаккумуляционной электростанции (ГАЭС, Литва)2006-2007 г.г. АО "Моринжгеология" (г.Рига) Разработка программного обеспечения сбора данных и обработки материалов приборного обследования подводных переходов магистральных газопроводов через реки и водохранилища2008 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Комплектация аппаратуры, разработка программного обеспечения, выполнение работ методом рефрагированных волн, обработка и интерпретация данных на плотине отстойника флотационных отходов Choclon-2, провинция Marcona, департамент Ica и Santiago de Chuco (Перу)2008 г. SIA "Meridians" (г.Даугавпилс), ОАО "Гидропроект" (г.Москва) Выполнение сейсморазведочных работ методами рефрагированных и отраженных волн (мини-ОГТ), электротомографии и эхолотного промера на участке резервного водосброса Плявиньской ГЭС2009 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Геофизические исследования методами малоглубинной сейсморазведки на участке изысканий под строительство высотной плотины ГЭС на р.Инамбари, департаменты Cuzco, Madre de Dios и Puno (Перу), обработка и интерпретация данных.2009 г. SIA "Balt-Ost-Geo", SIA "L-4" (г.Рига) Выполнение геофизических работ по исследованию свойств грунтов на площадке строительства блока ТЭЦ-2 (г. Рига)2009 г. SIA "Meridians" (г.Даугавпилс), ОАО "Гидропроект" (г.Москва) Выполнение работ методами малоглубинной сейсморазведки и электртомографии на водобойном участке резервного водосброса Плявиньской ГЭС2009 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Сейсморазведочные работы методом рефрагированных волн на участке проектируемого карьера Mazuko в долине р. Инамбари, департамент Madre de Dios (Перу).2010 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных малоглубинной сейсморазведки по исследованию свойств грунтов на площадке проектируемой гидроэлектростанции Carpapata, департамент Junin (Перу)2010 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных малоглубинной сейсморазведки по исследованию свойств грунтов на площадке проектируемой гидроэлектростанции Carpapata-2, департамент Junin (Перу)2010 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных малоглубинной сейсморазведки по исследованию свойств грунтов на площадке моста Puente Nana (Лима, Перу)2011 г. SIA "ATVV Aka" (г.Рига) Опытные работы методом малоглубинной сейсморазведки на участке водозабора в п.Вангажи (Латвия)2011 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных сейсморазведки методом MASW на участке высокогорного месторождения россыпного золота Chucapaca-1, департамент Moquegua (Перу)2011 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных сейсморазведки методом MASW на оползневом участке San Gaban в южной части автотрассы Интерокеаника , департамент Puno, Перу2012 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных сейсморазведки методами MASW и рефрагированных волн на участке высокогорного месторождения россыпного золота Chucapaca-2, департамент Moquegua, (Перу)2012 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных сейсморазведки методами MASW и рефрагированных волн на участке ирригационных сооружений Chinecas, департамент Ancash, (Перу)2013 г. SIA "GTL" (г.Вентспилс) Выполнение геофизических работ по исследованию свойств грунтов в основании пассажирского причала № 18 свободного порта Вентспилс2013 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных сейсморазведки методами MASW и рефрагированных волн на участке моста Las Lomas, департамент Piura, (Перу)2013 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь) Методическое сопровождение сейсмоакустических исследований в скважинах, разработка и адаптация программного обеспечения для обработки данных непродольного ВСП2013 г. SIA "GTL" (г.Вентспилс) Выполнение георадарных исследований грунтового массива обратной засыпки на пассажирском причале № 23 Вентспилсского свободного порта2014 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных сейсморазведки методами MASW и рефрагированных волн на участке сооружений Potrerillos, департамент Piura (Перу)2015 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных сейсморазведки методами MASW и рефрагированных волн на участке сооружений Ollachea, департамент Puno (Перу)2015 г. AS "LNK Industries" (г.Рига) Георадарные исследования грунтового основания брусчатого покрытия причала Riga Bulk Terminal (Кундзиньсала) свободного порта Рига2015 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных сейсморазведки методом MASW на участке строителства на р. Рио Бланко, (департамент Piura,Перу)2015 г. SIA "HT-Konsaltings" (г.Рига) Инженерно-геофизические работы по исследованию грунтового основания причалов JPS-1 и JPS-2 пассажирского терминала Рижского порта2016 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь) Скважинные сейсмические исследования в потенциально опасных зонах шахтного поля с последующей цифровой обработкой материалов2017 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь) Выполнение работ по картированию зон трещиноватости надсоляной толщи на участках ускоренных оседаний с применением скважинной сейсморазведки с последующей цифровой обработкой и интерпретацией материалов2018 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь), РУП «Белстройцентр» (Белоруссия) Обработка и интерпретация данных акустического контроля замораживания горных пород на участках проходки шахтных стволов Нежинского ГОК2018 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь), ПАО «Уралкалий» (г.Березники) Выполнение работ по методическому сопровождению вертикального сейсмического профилирования на участке оседания надсолевой толщи Верхне-Камского месторождеия калийных солей с последующей цифровой обработкой и интерпретацией материалов.2018 г. SIA «Firma L4» (г.Рига), Определение электрического сопротивления грунтов в отдельных пунктах участка Спилве.2019 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь), ПАО «Уралкалий» (г.Соликамск) Методическое сопровождение вертикального скважинного профилирования в зоне провала надсолевой толщи и потенциальной трещиноватости породного массива в пределах шахтного поля рудника СКРУ-2.2020 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь), ПАО «Уралкалий» (г.Соликамск) Методическое сопровождение вертикального скважинного профилирования в зоне потенциальной трещиноватости породного массива в пределах шахтного поля рудника СКРУ-2.2021 г. SIA «Geoproject» (г.Рига) Георадарные исследования со льда на акватории городского пруда «Дзирнаву» в г.Гулбене.2021 г. SIA «Inženieru birojs «Būve un Forma» (г.Рига) Георадарное сканирование грунтового массива на участке строительства легкоатлетического манежа стадиона «Даугава2021 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь), ПАО «Уралкалий» (г.Соликамск) Методическое сопровождение вертикального скважинного профилирования в зоне потенциальной трещиноватости породного массива в пределах шахтного поля рудника СКРУ-2.2021 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь), ПАО «Уралкалий» (г.Соликамск) Методическое сопровождение иcследований физических свойств породного массива в потенциально опасном интервале разреза в пределах шахтного поля рудника СКРУ-2 на основе изучения техногенных шумов.2023 г. SIA “Digitālās Ekonomikas Attistības Centrs” (г.Рига). Георадарное сканирование грунтового массива на участке строительства центра DEAC.2023 г. SIA “I.A.R.” (г.Рига). Георадарное сканирование грунтового массива на участке реконструкции Олайнской нефтебазы.