Рекомендации по геофизическим работам при инженерных изысканиях для строительства (электроразведка)

Рекомендации

по геофизическим работам

при инженерных изысканиях для строительства (электроразведка)

Москва 1984

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИИ ИНСТИТУТ ПО ИНЖЕНЕРНЫМ ИЗЫСКАНИЯМ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ (ПНИИИС)

ГОССТРОЯ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ

по геофизическим работам

при инженерных изысканиях для строительства (электроразведка)

МОСКВА СТРОИИЗДАТ 199;

УДК 624.131.3 : 660.83

Рекомендованы к изданию решением секции геофизики и инженерной сейсмологии Научно-технического совета ПНИИИС Госстроя СССР.

Рекомендации по геофизическим работам при инженерных изысканиях для строительства (электроразведка) /ПНИИИС. — М.: Стройиздат, 1984. — 104 с.

Изложены основные положения наиболее употребительных элсктроразведочных методов и рассмотрены вопросы их комплексно* го применения при изысканиях для строительства в различных условиях.

Для инженерно-технических работников проектно-изыскательских и строительных организаций.

Табл. 5, ил. 59.

Рекомендации составлены канд. геол.-минсрал. наук А. Н. Боголюбовым, инж. И. П. Боголюбовой (главы 1—6, 8, 11, 12, ПНИИИС) и инженерами В. В. Лисицыным, И. П. Курандиным (главы 7, 9, 10, производственное объединение «Стройизыскания» Госстроя РСФСР), При составлении рекомендаций использованы материалы из работ А. //. Боголюбова, И. А. Брашниной, Р. И. Коркиной, А. Э. Лип-ской, И. М. Блоха и В. А. Ряполовой, Н. С. Лиханова, В. П. Мельникова, А. М. Снегирева, В. Я. Пригоды, О. В. Стихова, Н. Н. Шаро¹ Панова, Г. Я. Черняка, В. А. Барона.

ПНИИИС Госстроя СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ГЕОФИЗИЧЕСКИМ РАБОТАМ ПРИ ИНЖЕНЕРНЫХ ИЗЫСКАНИЯХ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА(ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКА)

Редакция инструктивно-нормативной литературы

Зав. редакцией Л. Г. Бальяк

Редактор О. Г. Д р и и ь я к

Мл. редактор В. В. Белоцерковская

Технический редактор В. Д. Павлова

Корректор Л. А. Егорова

Н/К

Сдано в набор 10.02.84. Подписано в печать 10.05.84. Т-02179 Формат 84х108'/м. Бумага тип. Nt 2. Гарнитура «Литературная*. Печать высокая. Уел. псч. 5,46 л. Уел. кр.-отт. 5.77. Уч. иэд. л. 6,38. Тираж 7.800 экз. Изд. № XI1—346. Заказ 287. Цена 30 коп.

Стройиздат. 101442. Москва. Каляевская, 23а

Московская типография Jft 8 Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, 101898. Москва, Центр. Хохловский пер., 7.

_л 3202000000—762 „    .    _пл „„

р - Инструкт.-нормат., I вып. — 29—83.

047(01)—84

©Строй изд вт, 1984

ВВЕДЕНИЕ

В нашей стране непрерывно растут объемы промышленного, гражданского, сельскохозяйственного и других видов строительства, связанные как с освоением новых территорий, так и с возведением сооружений в обжитых районах. Застраиваемые территории часто характеризуются сложными геолого-структурными и инженерно-геог логическими условиями. В связи с этим к надежности и точности инженерных изысканий предъявляют повышенные требования, что приводит к значительному увеличению объемов горно буровых работ. Применение геофизических методов разведки способствует повышению качества изысканий при одновременном снижении затрат средств и времени на их производство. Среди них электроразведка занимает одно из ведущих мест по следующим причинам.

Во-первых, электроразведка позволяет определять строение среды даже в сложных геолого-структурных условиях, что делает ев весьма эффективной при решении большинства задач инженерных изысканий.

Во-вторых, электрсразведочные методы дешевы, удобны в применении, мобильны и не требуют громоздкого оборудования.

В настоящее время известно большое количество электроразве-дочных методов, различающихся но используемым полям, измеряемым параметрам, степени разработанности теории и приемов интерпретации, обеспеченности аппаратурой и оборудованием. Все это поставило авторов перед необходимостью выбора тех элсктроразве-дочиых методов, которые обеспечивают наиболее полное решение задач инженерных изысканий при наименьших затратах средств и времени. В рекомендациях рассмотрены только те методы, которые отвечают следующим требованиям:

обеспеченность серийной аппаратурой и оборудованием;

наличие достаточно полной теории метода;

существование разработанной методики интерпретации результатов измерений.

Методы, не удовлетворяющие любому из перечисленных требований, не были рекомендованы, что отнюдь нс умаляет их достоинств. При доведении их до требуемой кондиции они будут внесены в рекомендации при переиздании последних.

Настоящие рекомендации составлены в соответствии со СНиП II-9-78 «Инженерные изыскания в строительстве. Основные положения» и СИ 255-79 «Инструкция по инженерным изысканиям для промышленного строительства». ³

3

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД

Удельное электрическое сопротивление (УЭС)

1.1. УЭС юрных пород изменяется в широких пределах от долей Ом-м до сотен тысяч и даже миллионов Ом-м. В табл. I приведены значения УЭС некоторых из них.

Таблица 1

Наименонакие породи

УЭС, Ом м

Изверженные и метаморфические породы

Базальт

Гнейс

Гранит

Диабаз

Диорит

Кварцит

Кристаллический сланец Мрамор

2Х 10'

2Х 10²—3,4Х Ю⁴ ЗХЮ²

2X10—2Х10⁴ 5Х10⁴ I0X10⁵ 2Х10⁴ 10²—10⁵

Осадочные породы

Ангидрит

Глина, содержащая соленую воду

Глинистые сланцы

Известняк

Каменная соль

Конгломерат

Мергель

Песок

Песок, насыщенный пресной водой Песок, насыщенный соленой водой Песчаник Суглинок

10²-10⁵

0,5—10

4XI0-⁴—9Х10² бХ 10—5Х W² ЗХ10-10⁵ 2,5X10—1.15Х10⁴ 0.5—7Х10 0,5—7x10 10—G X10 0,2-4

3X10—1х1(Г 10—4,5 XI О²

1.2.    Проводимость горных пород по своей природе может быть электронной и ионной. Первой обладают отдельные минералы, а вто рой — влага, насыщающая поровое пространство. Для большинства горных пород и особенно для пород осадочного комплекса ионная проводимость является доминирующей. Поэтому УЭС пород тесно связано с пористостью, степенью заполнения пор водой (влажностью) и ее минерализацией.

1.3.    УЭС талых пород слабо зависит от температуры. Эта зависимость описывается формулой

Р18*_

1 -Ь сс/(*° — 18°) *

(о

где pi. и pis. —УЭС пород при температуре t° и 18® С соответственно; а*—температурный коэффициент, примерно равный 0,025^е С"¹.

В практической деятельности влиянием положительной температуры на УЭС пород можно пренебречь.

1.4.    При отрицательных температурах свободная вода переходит в лед, и прохождение тока через мерзлую породу осуществляется по пленкам незамерзшей, главным образом, связанной воды» окружающим зерна минерального скелета и льда. Присутствие льда как породообразующего минерала уже само по себе меняет электрические свойства пород, присущие им в талом состоянии, а многообразие взаимодействия незамерзшей воды с минеральным скелетом и льдом делает очень широким диапазон изменения электрических свойств в зависимости от состава, структуры и типа криогенной текстуры.

1.5.    Зависимость \ЭС мерзлых рыхлых пород (гальки, песков, супесей, суглинков, глин) с массивной криогенной текстурой от их температуры изображена на рис. 1. Там же представлена зависимость УЭС талых рыхлых пород от их состава и влажности при нормальной минерализации воды (Л1«0,1— 0,3 г/л) и положительной температуре.

1.6.    Минерализация грунтовых вод оказывает существенное влияние на УЭС как вод, так и горных пород.

1.7.    Переход от УЭС воды к ее минерализации осуществляется по формулам:

Миг/я = АТ, —    (2)

Р

или

Afnr-экв/л =

1(И

К₂ Р •

(3)

где /С| и А*2 *— переходные коэффициенты, зависящие от класса воды. Например, для группы Na⁺ гидрокарбонатного класса и группы Са⁺⁺ и Na⁺ хлоридного класса получен коэффициент /С₂-*1,03; для группы Са^{+ +} гидрокарбонатиого класса Ка*1,П; для группы Na⁺ сульфатного класса /С*» 1,19; для группы Са++ и Mg++ сульфатного класса /Са= 1,4. Точность определения минерализации не менее ±4—8%, если известен относительный состав (класс и группа) изучаемой воды.

1.8. Для определения минерализации вод без учета их относительного состава используют корреляционную зависимость вида Р»*^в^(М) (рис. 2), которую составляют для каждого района исследований отдельно по установленным в ходе работ данным о величинах УЭС и минерализации поверхностных и подземных вод. ⁵

5

Рис. I. Приближенная зависимость УЭС мерзлых рыхлых пород с массивной криогенной текстурой от состава и температуры (по А. Н. Боголюбову) и УЭС талых пород от состава и влажности (по Н. Н. Шаропанову и др.)

Рис. 2. Корреляционная зависимость УЭС воды от минерализации (по И. А. БрашнииоЙ)

Р, Омм

1.9.    На рис. 3 изображены зависимости удельного сопротивления водонасытенных рыхлых пород от общей минерализации грунтовых вод. Они построены по результатам интерпретации кривых вертикальных электрических зондирований (ВЭЗ), выполненных вблизи скважин и шурфов.

1.10.    УЭС льда также зависит от концентрации (минерализации) замерзшего электролита и температуры. Характер этой зависимости показан на рис. 4.

1.11.    Для определения льдистости, коэффициента анизотропии и криотекстуры мерзлых пород составлены специальные номограммы (рис. 5—8), описывающие зависимости: р„./р_п; pt/pn от температуры, льдистости и анизотропии для песков, супесен, суглинков и глин, где pm — средиеквадратнческое УЭС мерзлой породы со шлнровой криогенной текстурой; р» — продольное УЭС мерзлой породы с массивной криогенной текстурой; р_п — УЭС породы с массивной криогенной текстурой, залегающей между шлирами льда; р_т — определяется путем интерпретации кривых ВЭЗ; р< — определяется при измерениях в скважинах зондами по методу сопротивления.

Величина р_п снимается с обобщенных кривых, приведенных на рис. I.

1.12.    Правила пользования этими номограммами следующие. Зная состав и приблизительную температуру мерзлой толщи, находят

7

по номограмме (см. рис. 1) значение р_п, которое свойственно ей при массивной криогенной текстуре. Далее вычисляют отношение p_m/pn или ptlpn в зависимости от того, каким способом получено значение УЭС, и, выбрав номограмму (см. рис. 5—8), соответствующую данной породе, определяют величины льдистостн Л_в, коэффициента анизотропии при горизонтально-слоистой или сетчатой криогенной текстуре при одной и той же температуре.

1.13. Льдистость и коэффициент анизотропии мерзлых глин и суглинков с сетчато-слоистой криогенной текстурой могут быть учтены с помощью номограммы, связывающей значения Л_в и X с соотношением д/т и т при рг«100 (рис. 9). Для этого необходимо в нижней части номограммы, описывающей зависимость Л, от q]m и т, отложить величины Л. с я и Л* _с т, полученные в предположении горизонтально-слоистой (д!т = 0) или равномерно-сетчатой (^/m = 1)

/ — значения УЭС льда, полученные А. М. Снегиревым; 2 — Значения УЭС льда, полученные Ю. Д. Зыковым

а)

б)

Рис. б. Номограмма, изображающая зависимость р_т/р_п, р,/р_п

^,,ЛИ Pm/P„-Pr/Pn ОТ температуры, льдис-тости и коэффициента анизотропии в глинах со слоистой (а) и равномерно-сетчатой (б) криогенной текстурой при минерализации льда (00 мг/л (по А. Н. Боголюбову)

9

6)

Pm/Pn-~Pt/Pn

1 09 OJ 05 0.5 01 Ль

Рис. 6. Номограмма, изображающая зави-

j

СИМОСТЬ Р_т/Р„. Р(/Р_п

^НЯИ Pm/Pn-Pl^n ^0Т температуры, льдис-тости и коэффициента анизотропии в суглинках со слоистой криогенной текстурой (а), с разномерно-сетчатой криогенной текстурой (б) при минерализации льда 100 мг/л (по А. Н. Боголюбову)

л*    5)

ИЛИ P_m/P„-P,/P_m от чьдистости и коэффициента анизотропии в супесях со слоистой (а) и равномерно-сетчатой (б) криогенной текстурой (по А. Н. Боголюбову)

м

Рис. 8. Номограмма, изображающая зависимость P_m/P_n. Р*/Р„ ^нлн P_m/p_n"P|/p„ от температуры, льдистости, коэффициента анизотропии для пылеватых песков со слоистой (а) и равномерно-сетчатой криогенной текстурой (б) (по А. II. Боголюбову)

криогенной текстуры. Соединив эти два значения Л_в прямой линией, находим точку пересечения ее с кривой, соответствующей заданному значению т. Координаты этой точки будут равны Л_в.ст.сл и q/m, в соответствии с которыми может быть найден коэффициент анизотропии по кривым во второй части номограммы. Во всех случаях задача решается одназначно, если известны р_т или р», состав, температура, тип криогенной текстуры и соотношение т или состав, р_т и р, мерзлой породы. Точность решений не выходит за пределы ±0,1 при оценке льдистости и коэффициента анизотропии.

1.14. При отсутствии необходимых сведений о составе мерзлых пород с помощью имеющихся номограмм могут быть получены приближенные значения Л„, Л и /°. Из этих данных выбирают наиболее вероятные значения для исследуемого района. Установленные зависимости дают возможность применять электроразведку с целью определения состава и физических свойств мерзлых грунтов.

Поляризуемость горных пород

1.15.    Поляризуемость проводящих горных пород зависит от многих природных факторов, среди которых существенную роль играют влажность, концентрация солей во внутрипоровой влаге, пористость, гранулометрический состав, минералогический состав, структура (дисперсность, анизотропия) и др. Величина поляризуемости мерзлых пород, кроме вышеперечисленных факторов, зависит и от температуры.

1.16.    Номограмма, отражающая характер зависимости поляризуемости от весовой влажности для пород различного литологического состава, представлена на рис. 10. На ней видно, что для песчано-гли-

11

Рис. 9. Номограмма, изображающая зависимость льдистости, коэффициента анизотропии глин и суглинков с сетчато-слоистой криогенной текстурой от соотношения суммарных мощностей шлиров льда и прослоев мерзлой породы с массивной криогенной текстурой в различных направлениях (по А. Н. Боголюбову); т — отношение суммарных мощностей прослоев льда и породы в основной системе шлиров; q — то же. в подчиненных системах шлиров

4 В 12    16    W.%

Рис. 10. Приближенная зависимость поляризуемости песчано-глинистых грунтов от их влажности

Рис. 11. Зависимость поляризуемости кварцевого песка (фракция 0,25— 0,5 мм), отмытого от водорастворимых соединений, от влажности и температуры (по А. М. Снегиреву)

нистых грунтов максимальные значения поляризуемости соответствуй ют тяжелым супесям — легким суглинкам. Низкие значения т) характерны, с одной стороны, для водонасыщенных крупнообломочных по род, с другой—для однородных глинистых грунтов.

Указанная зависимость осложняется дополнительным увеличением поляризуемости кварцевого песка до ц-3—5% при малой влажности (№-3—5%).

1.17.    При повышении минерализации растворов поляризуемость талых пород уменьшается и практически исчезает при содержании солей более 10 г/л, а максимум кривой т) (№) при увеличении концентрации порового раствора сдвигается в область малых влажностей.

1.18.    Лабораторными и полевыми исследованиями установлено, что разрушенные и трещиноватые известняки характеризуются пониженными значениями поляризуемости. При этом поляризуемость уменьшается с увеличением коэффициента пористости (табл. 2).

Таблица 2

(По Э. Н. Кузминой)

М образца

Коэффициент

пористости

Г], %

| М образца

Коэффициент

пористости

*1, %

24

0,63

0.55

12

0.40

1.9

9

0,51

0.9

1 28

0,0983

3,34

1.19. Для мерзлых ионопроводящих пород диапазон изменения поляризуемости значительно шире, чем у талых. Он изменяется от долей процента до 20% и более. В качестве примера можно привести

13

таблицу значений г\ и а мерзлых пород по одному из районов центральной Якутии.

Таблица 3

(По А. М. Снегиреву)

Возраст

Наименование порол

TJ, %

д»,5 сек

^ливп

° л/;⁰»^{5 сек}

^давп

t

Известняки, доломиты

0,6—1.5

0,3—0,7

Сг,

Переслаивание песков, глин, алевролитов

0,5-1,5

0,3—0,7

1

Переслаивание песков, алевролитов, глин и песчаников

1,0—15,0

0,6-0,9

Q

Чередование суглинков, супесей, песков, глин

0,5—2.0

0,4—0.8

Зависимость поляризуемости мерзлого кварцевого песка от влажности и температуры представлена на рис. 11.

1.20.    На поляризуемость мерзлых горных пород, как и на их УЭС, существенное влияние оказывает лед. Его поляризуемость может достигать 10% и более, что зависит от концентрации исходного электролита и температуры.

1.21.    Указанные зависимости показывают, что наиболее полное представление о составе, структуре, влажности и других свойствах рыхлых грунтов можно получить только на основе совместного анализа изменений всех электрических свойств пород.

2. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПРОФИЛИРОВАНИЕ (ЭП)

МЕТОДОМ СОПРОТИВЛЕНИЯ (КС)

2.1. Электрическое профилирование используется для выявления и прослеживания негоризонтальных геоэлектрических границ. Этот метод применяется п качестве основного геофизического метода при решении следующих задач инженерных изысканий для строительства: оконтуривание и оценка элементов залегания границ локальных неоднородностей (зон трещиноватости, тектонических нарушений И Т. д.);

изучение распространения в плане многолетнемерзлых пород и выявление в пределах мерзлых массивов льда и сильнольдистых по* род, имеющих негоризонтальное залегание;

исследование динамики слоя протаивания и промерзания; картирование поверхности скальных и мерзлых пород; определение коррозионной активности грунтов.

2.2.    Кроме решения задач инженерных изысканий, данные элек-тропрофилирования используются при выборе систем размещения центров ВЭЗ.

2.3.    Физической предпосылкой применения ЭП методом сопротивления является дифференциация геоэлектричсского массива по удельному сопротивлению в горизонтальном направлении.

2.4.    Под гсоэлектрическим массивом понимается таксе полупространство, которое сложено средами с различными УЭС, отделенными друг от друга границами произвольной формы. Строение геоэлектри-ческого массива описывается истинными значениями УЭС контактирующих сред, истинными мощностями слоев, истинными углами падения и простирания плоскостей и истинными формами криволинейных поверхностей. Геоэлектрический разрез представляет собой сечение геоэлектрического массива вертикальной плоскостью в направлении разносов питающих электродов измерительной установки. В связи с этим он характеризуется «видимыми» структурными и электрическими параметрами (видимыми углами падения, видимой мощностью и т. д.).

2.5.    В зависимости от строения геоэлектрические массивы можно разделить на три группы, простые, осложненные и сложные.

2.6.    Простые геоэлектрические массивы характеризуются следующими признаками:

возмущающие тела заметно отличаются по УЭС друг от друга и от вмещающих пород;

УЭС возмущающих тел и вмещающих пород меняется вдоль линии профиля в небольших пределах;

расстояние между возмущающими телами превышает длину измерительной установки;

возмущающие тела имеют простую форму;

форма, размеры и глубина залегании возмущающих тел выдержаны по простиранию.

2.7.    Осложненные геоэлектрические массивы характеризуются следующими условиями:

возмущающие тела заметно отличаются по УЭС от вмещающих пород;

возмущающие тела достаточно удалены друг от друга;

УЭС возмущающих тел и вмещающих пород меняются в широком диапазоне, неизменным остается р;

глубина залегания возмущающих тел меняется в широких пределах;

форма возмущающих тел может быть достаточно сложной.

2.8.    Сложные юоэлектрнческне массивы характеризуются следующими условиями:

15

различные возмущающие тела могут иметь близкие значения УЭС;

соотношение УЭС возмущающих тел и вмещающих пород произ-вольное и может меняться в пределах участка на обратное, что может быть обусловлено, например, фациальным изменением порол по простиранию;

расстояние между возмущающими телами меньше размеров измерительной установки.

2.9.    В случае простых и частично осложненных массивов рекомендуется применение электропрофилнрования методом сопротивлений (ЭГТ КС); осложненные и сложные геоэлектрнческие массивы следует изучать с помощью профилирования по методу двух составляющих (ЭП МДС).

2.10.    При электрическом профилировании измерения проводятся с помощью установки фиксированных размеров, перемещающейся с некоторым шагом по заданным профилям. В зависимости от шага различают точечное и непрерывное профилирование. Точечным профилированием называется такая модификация работ, при которой шаг измерений превышает длину приемной линии. Когда шаг меньше или равен длине приемных линий, профилирование называется непрерывным.

2.11.    Вид измерительной установки и система наблюдений выбираются в зависимости от строения исследуемого разреза, решаемых задач и требований к точности получаемых данных. Здесь можно привести лишь следующие общие положения.

2.12.    В условиях простых геоэлектрических массивов целесообразно проводить точечное профилирование, в более сложных случаях предпочтительнее непрерывное профилирование.

2.13.    При изысканиях под линейные сооружения измерения ведутся по профилю, совпадающему, как правило, с осью сооружении; на участках более сложного строения закладываются дополнительные поперечные профили (поперечники).

2.14.    На участках площадных изысканий измерения проводятся по системе профилей (зачастую параллельных).

2.15.    В случаях обнаружения аномалий на концах профилей измерения следует продолжать до выхода на нормальное поле.

2.16.    Для оценки точности наблюдений проводятся повторные (контрольные) измерения. Объем контрольных измерений зависн7 от условий измерения. Когда показания приборов снимаются уверенно, количество повторных измерений должно составлять 5% общего числа точек. В трудных условиях измерения (наличие промышленных помех, сложные условия заземления и т. д.) объем контрольных измерений повышается до 10%.

2.17. Относительная погрешность наблюдений вычисляется по формуле

Ф

6)

м

п

S

А,-А,

___К

А[ -f- А(

о

1/> Л

Г

м! /V

(4)

/-1

где Ai и Л <_к —основное

в)

к_

_f

Л/

Г

TTJ'-rj

ft t

L_

Г'

в

_l4'

^г) <

М N

0'

А

А' г М

" г

------4-1

/V 0'/У

в'О в

Рис. 12. Схемы наиболее употреби* тельных установок ЭП

а — симметричная; б — двусторонняя трехэлектродная; в — симметричная с двумя разносами питающих электродов; г —двусторонняя дипольная

и контрольное значения измеряемого параметра в t'-той точке; п — общее число контрольных точек.

2.18.    Контроль влияния утечки производится систематически, в сухую погоду контроанруется не менее 5%, а в сырую или при влажной почве не менее 10% всего количества измерений. Наличие утечки в питающих линиях проверяется путем поочередного отключения заземлений. При обнаружении утечки следует ее локализовать и устранить.

2.19.    При инженерных изысканиях методом ЭП наиболее употребительны симметричные, трехэлектродные и дипольные установки (рис. 12, а, б, в, г), существенно отличающиеся друг от друга по производительности, разрешающей способности и глубинности исследований. Наибольшей производительностью обладают симметричные установки (см. рис. 12, а и в), однако для них характерна низкая разрешающая способность при картировании локальных неоднородностей с пониженными сопротивлениями. По этим причинам область их успешного применения ограничивается геоэлектричсскими массивами простого строения с хорошей дифференциацией пород по УЭС. Производительность ЭП КС двусторонними дипольными осевыми и трехэлектродными установками (см. рис. 12, б. г) приблизительно вдвое ниже, чем у симметричных. Однако снижение производительности окупается более высокой разрешающей способностью по отношению к проводящим объектам. Поэтому дипольные и трехэлектродные установки следует применять при исследовании массивов, содержащих зоны повышенной проводимости (талики, заполненные карстовые полости и т. д.)

2.20.    Интенсивность аномалий, т. е. отношение их амплитуд к уровню нормального поля, различна над возмущающими объектами разной формы и меняется с различной скоростью по мере увеличения их глубины залегания. В связи с этим под глубинностью исследовании понимается такая максимальная глубина погружения Лj верхней

17

границы возмущающего объекта, с которой при заданны/ размерах измерительной установки может быть получена аномалия интенсив* ностыо не менее 10—15%. Так как глубинность исследований зави* сит от разносов питающих электродов установок, то для ее оценки и обозначения удобно пользоваться отношением 2hJAB — для симметричных, hJAO (hJOB) — для трехэлектродных и h\/00' — для дипольных установок. Максимальная глубинность характеризуется следующими цифрами (табл. 4) для достаточно контрастных резервов (Ц2^Ю).

Таблица 4

Вид элементарного геоэлектрического массива (ЭГМ)

2А./АВ

!Ll JLl

00«’ АО

Контакт двух изотропных сред

0,6

0,55

Непроводящий пласт большой мощности

0,55

0,5

Непроводящий пласт средней мощности

0,45

0.4

Непроводящий пласт малой мощности

0,25—0,3

0,2

(вертикальный)

Наклонный непроводящий пласт малой

0,3—0,4

0,25—0,35

мощности

Горизонтальный непроводящий цилиндр

0,2

0,15

(при D>MN)

Непроводящий шар

0,15

0,1

Проводящий пласт малой мощности

0,6

0,6

2.21.    При увеличении разносов глубинность исследования всех установок возрастает. Однако при этом снижается разрешающая способность по отношению к телам ограниченной мощности и протяженности. При выборе разносов питающих электродов (действующих расстояний) измерительных установок ЭП следует исходить из требуемой глубинности исследований и степени сложности геоэлектрических условий. В случаях, когда при заданной глубинности необходимо подробно исследовать верхнюю часть массива, ЭП КС следует выполнять установками с двумя действующими расстояниями (см. рис. 12, в). При этом разносы должны быть подобраны так, чтобы меньший из них обеспечивал требуемую детальность исследований верхней части разреза, а больший — требуемую глубинность.

2.22.    Для картирования локальных непроводящих объектов, например жильных льдов, карстовых пустот, подземных выработок и т. п., используют установку с двумя разносами приемных электродов. При этом длина малой приемной линии должна быть меньше поперечных размеров искомых объектов, а большая приемная линия должна их превосходить. Рекомендуемая система наблюдений обеспечивает надежное выявление локальных высокоомных объектов по ха-

18

рактерным признакам и позволяет с высокой точностью определять их поперечные размеры.

2.23.    Профили следует закладывать в крест предполагаемому простиранию негоризонтальных границ раздела. Расстояния между Профилями, длины поперечников и шаг измерений выбираются в зависимости от сложности строения исследуемого массива и масштаба съемки.

2.24.    Измерения в методе ЭП КС выполняются с помощью серийных переносных электроразведочных компенсаторов, предназначенных для работы с постоянным (ЭСК-1, АЭ-72) или низкочастотным переменным (АМЧ-1, ИКС-1, ИКС-50, АНЧ-3) током. При проведении изысканий в условиях интенсивных промышленных помех предпочтительнее использование аппаратуры для переменного тока, поскольку в ней предусмотрено подавление помех с частотами, близкими к 50 Гц. Измерения проводятся со стандартным элсктрораэвсдочным оборудованием. Ток в питающей линии возбуждается либо с помощью сухих батарей, либо с использованием генераторов низкочастотного переменного тока, входящих в комплект аппаратуры АНЧ и ИКС. Из* мерительная установка монтируется из проводов, обычно сталемед-ных, типа, например, ПВР или ПСМО. В качестве питающих электродов применяются железные или стальные стержни. На приемных линиях предпочтительнее использовать медные стержни.

2.25.    В процессе измерений методом ЭП КС на каждой точке профиля регистрируются сила тока У в питающей линии АВ и разность Потенциалов AU на приемных электродах MN, ориентированных вдоль оси установки. Величины AU и У используются для расчета кажущеюся сопротивления по формуле

, Д U

Рк = к —(Э)

Где /( — коэффициент, характеризующий геометрию установки и в общем случае определяющийся по формуле

К =

_2    п

1 ____!_

#ам Ran #вм

1

Rbn

(6)

Для трехэлектродной установки расстояния R_Bm и Rbk принимаются равными бесконечности.

2.26.    В случае установок с несколькими разносами измерения соответствующих параметров и расчет р,< производятся для каждого действующего расстояния.

2.27.    Результаты ЭП КС представляются в виде графиков изменения рк по профилям наблюдений (рис. 13). Масштаб по оси абсцисс принимается равным масштабу съемки. Вертикальный мас-

19