|
РЕЗОНАНСНО–АКУСТИЧЕСКОЕ ПРОФИЛИРОВАНИЕ (РАП). ИЗУЧЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗРЕЗА ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ 0001-0000
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДА
Принципиальное отличие резонансно–акустического профилирования (РАП) от традиционной сейсмоакустики (наиболее близкого к РАПу метода геофизики) состоит в том, что основным источником информации в РАП являются собственные (резонансные) колебательные процессы среды, возникающие при ударном воздействии на исследуемый массив. В традиционной сейсморазведке собственные колебания рассматриваются как паразитная составляющая, наложенная на отраженный сейсмосигнал.
В основе интерпретации РАП лежит изучение спектрального состава отклика исследуемого массива на ударное воздействие. При этом регистрируемый сигнал рассматривается как совокупность собственных колебаний, свойственных возбуждаемому ударом массиву, а не как совокупность эхо–сигналов. При этом спектр сигнала содержит информацию о параметрах изучаемого объекта.
Согласно спектрально–акустическим представлениям, при ударном воздействии на слоистый объект, реакцией на воздействие будет совокупность (спектр) гармонических затухающих колебательных процессов. Каждой составляющей спектра соответствует породный слой (или сумма слоев) определенной мощности, т.е. возбуждаемый объект является колебательной системой, характеризующейся собственной частотой колебаний. Частота каждой из составляющих спектра находится в обратной зависимости от мощности соответствующего слоя. Возникающие при ударном воздействии упругие колебания, в виде затухающих гармонических процессов, формируются поперечными волнами, при этом четкость проявления границ между слоями–резонаторами определяется возможностью взаимного «проскальзывания» соседних слоев при наличии в исследуемом массиве сдвигового упругого процесса, т.е. степенью «ослабленности» контакта между слоями.
НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АППАРАТУРЫ.
Аппаратура РАП–3 используется для проведения работ по резонансно–акустическому профилированию. С помощью этой аппаратуры могут решаться следующие задачи: геофизические, инженерно–геологические, гидро–геологические, археологические, поиски и трассировка подземных коммуникаций, иссле-дование стен и фундаментов зданий и т.п.).
Методика РАП заключается в регистрации резонансного акустического сигна-ла от поверхностей механического ослабленного контакта (ОМК) в широком спектральном диапазоне с последующей записью и интерпретацией его частотных характеристик. Возбуждение сигнала происходит путем ударного воздействия молотком на точке регистрации. Благодаря эффекту резонанса, сила отклика (принимаемый сигнал) от объекта с ОМК, как правило, существенно превышает силу первоначального воздействия. За счет этого достигается значительная глубина зондирования (до
600 м
). Применяемый в аппаратуре РАП–3 датчик акустических колебаний разработан и сконструирован таким образом, что амплитудно–частотные и спектральные характеристики электрического сигнала, снимаемого с него, полностью идентичны акустическому сигналу в точке контакта датчика акустических колебаний с исследуемым объектом.
ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА РАП ПРИ РЕШЕНИИ НЕКОТОРЫХ ЗАДАЧ
ИЗУЧЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗРЕЗА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ
Метод РАП может успешно применяться для изучения геологического разреза при проведении инженерно–строительных работ. Приведенный ниже рисунок демонстрирует эти возможности. Техническим заданием строительных работ предусматривалась прокладка инженерных коммуникаций подземной проходкой. Инженерные коммуникации должны были прокладываться в толще глин на глубине около
20 метров
. Для качественного выполнения работ было важно знать глубины залегания и выдержанность по мощности проектного горизонта.
Как видно по рисунку 42, поставленная задача была успешно решена при помощи метода РАП. Следует заметить, что возможности применения других геофизических методов были ограничены, так как территория строительства расположена в центре Москвы (Лужники), что обуславливало очень высокий уровень промышленных электромагнитных помех. В результате проведенных работ выделены не только кровля (глубина
12 м
) и подошва (глубина
26 м
) проектного горизонта, мощность которого выдержана по всей длине съемочного профиля, но и с большой детальностью откартированы все горизонты исследуемого разреза. Результаты работ совпадают с данными о разрезе, полученными при бурении разведочной скважины (на рисунке 42 справа от разреза РАП).
Рис. 42 ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА РАП ПРИ ИЗУЧЕНИИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗРЕЗА
ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ
|
