Геофизические и другие методы исследования грунтов

В целях ускорения производства разведочных работ, уменьшения их стоимости и возможности оценки свойств и состава грунта в больших массивах в условиях их естественного залегания в последнее время широко применяют геофизические, радиометрические и другие методы исследования свойств грунтов.

Геофизические методы основаны на изучении искусственно создаваемых в толще грунта физических полей (электрических, магнитных, сейсмических). Применение геофизических методов в сочетании с буровыми работами позволяет сократить объем последних и повысить качество (достоверность) проводимых исследований. Особую ценность геофизические методы разведки приобретают при изысканиях в труднодоступных районах, а также в районах, где имеются оползни, осыпи, карсты, поскольку в этих случаях решить все вопросы традиционными методами нельзя.

Исходя из этих положений разработаны сейсмический, магнитометрический и электрический методы разведки. Из них наиболее широко на практике применяют метод электроразведки.

Горные породы в поверхностной толще земной коры имеют различную электропроводность, характеризуемую удельным сопротивлением прохождения электрического тока.

Так, например, удельное сопротивление сухого известняка 5∙10⁷ Ом∙см, влажного песка от 2∙10⁵ до 4∙10⁶ Ом∙см, сухой глины от 10³ до 10⁶ Ом∙см, влажной глины от 10² до 5∙10³ Ом∙см.

На этой особенности горных пород и основывается метод электроразведки. Для получения необходимых вычислительных показателей обычно измеряют силу тока в цепи и разность потенциалов между измерительными электродами, устанавливаемыми на изучаемом участке.

Зная силу токаи разность потенциалов находят удельное сопротивление, а по нему и определяют породу

Электроды относительно нулевой точки постепенно раздвигают в разные стороны с шагом 15-25 м

При этом глубина проникновения тока увеличивается, составляя при этом 0,1 расстояния АВ. Если на пути движения электрического тока будут встречаться породы с различным удельным сопротивлением, то будет происходить неравномерное изменение потенциала между измерительными электродами.

Разработанные способы обработки данных электрозондирования позволяют определить мощность и механический состав каждого слоя, а значит исследовать геологический разрез вдоль трассы автомобильной дороги.

Особенно хорошие результаты получаются при исследовании скальных пород (погрешность не превышает 8,5% при изучении толщи до 10м)

При разведке рыхлых пород параллельно с электроразведкой в небольшом объеме желательно проводить бурение.

Сейсморазведка основана на изменении характера распространения упругих волн. В результате удара кувалдой или молотом (источник колебания), взрыва горных пород возникают упругие колебания регистрирующиеся сейсмостанцией. При этом механические колебания с поверхности грунта преобразуются сейсмоприемником в электрические сигналы.

Для определения фильтрационных свойств пород, однородности пластов, выявления опасных трещиноватых зон в основании сооружений может применяться метод радиоизотопных индикаторов и другие индикаторные методы.

Сущность их состоит в определении местонахождения и количества введенного через скважины в поток подземных вод индикатора.

В последнее время в дорожных изысканиях широко применяются радары. Радарный передатчик излучает радиоволны, которые после отражения фиксируются принимающим устройством. Обработка информации и создание изображения осуществляется при помощи компьютера.

Глубина изучения геологического строения зависит от принимающей антенны.

Детальное изучение грунтов осуществляется в лабораторных условиях в соответствии с ГОСТ 30.416-96

Уточнение механического состава и мощности грунтов в полевых условиях может осуществляться и при помощи статического зондирования фиксации величин бокового и лобового давления вдавливания специального зонда.