Использование геофизических методов в инженерно-геологических изысканиях

Инженерно-геологические изыскания являются важнейшим этапом при проектировании и строительстве различных объектов, таких как жилые комплексы, мосты, дороги, а также промышленные и энергетические сооружения. Одним из основных элементов этих изысканий является оценка состояния подземных геологических условий, которые могут значительно повлиять на устойчивость и безопасность строительства. Для этого активно используются различные методы, среди которых особое место занимают геофизические методы, позволяющие эффективно и без значительных разрушений получать информацию о подземных слоях и их характеристиках.
1. Геофизические методы и их роль в инженерно-геологических изысканиях
Геофизические методы изысканий основываются на измерении физических свойств земли, таких как плотность, магнитные, электрические, акустические и другие характеристики, которые могут быть использованы для изучения геологических процессов и состояний. Эти методы предоставляют ценную информацию о строении земной коры, наличии различных минералов, водоносных горизонтов и других факторов, которые важны для строительства.
Основное преимущество геофизических методов заключается в том, что они позволяют проводить исследования в неразрушающем режиме и в широком масштабе, что существенно сокращает время и расходы на инженерно-геологические изыскания. Например, с их помощью можно обследовать большую площадь за сравнительно короткий срок, минимизируя количество буровых скважин и других инвазивных методов исследования.
2. Основные геофизические методы, используемые в инженерно-геологических изысканиях
Существует несколько различных геофизических методов, каждый из которых применим в зависимости от специфики задачи и типа объекта строительства. Рассмотрим основные из них.
2.1. Электрическое зондирование
Электрическое зондирование — это метод, основанный на измерении электрического сопротивления различных слоев земли. Этот метод позволяет получить информацию о составе грунтов, глубине водоносных горизонтов, а также о наличии загрязнений. В инженерно-геологических изысканиях электрическое зондирование применяется для определения параметров водоносных слоев, а также для изучения геологических разломов и аномалий.
Электрическое зондирование может быть использовано в таких случаях, как:

Исследования водоносных горизонтов и подземных вод;
Определение глубины залегания скальных пород;
Оценка состояния и толщины различных грунтовых слоев.

2.2. Сейсмическое профилирование
Сейсмическое профилирование — это метод, основанный на использовании сейсмических волн для исследования подземных структур. В процессе сейсмического профилирования в землю вбиваются импульсы сейсмических волн, которые распространяются через различные слои почвы. По времени, которое требуется для прохождения волн через эти слои, а также по их отражениям и преломлениям, можно точно определить глубину залегания различных слоев, их плотность и другие характеристики.
Сейсмическое профилирование широко используется для:

Исследования структуры грунтов и определения их физических свойств;
Оценки прочности и устойчивости различных слоев почвы;
Определения глубины залегания водоносных горизонтов и других важных геологических объектов.

2.3. Магнитные исследования
Магнитные исследования применяются для изучения структуры земной коры и выявления аномалий, связанных с изменениями в составе пород. Этот метод основывается на измерении изменений магнитного поля Земли, которые могут быть вызваны различиями в магнитных свойствах подземных слоев.
Магнитные исследования эффективны для:

Карты магнитных аномалий, которые могут свидетельствовать о наличии геологических структур, таких как разломы, шахты, карстовые пустоты;
Обнаружения металлических объектов, таких как металлические фундаменты и трубы;
Прогнозирования наличия полезных ископаемых, таких как железные руды.

2.4. Георадарное исследование
Георадарное исследование (или Ground Penetrating Radar, GPR) — это метод, который использует радиоволны для получения информации о подземных слоях. С помощью георадара можно определить толщину, структуру и состав грунтов, а также наличие объектов, таких как трубопроводы, каналы и другие инженерные сооружения.
Георадарное исследование применяется для:

Изучения состава и структуры подземных слоев;
Обнаружения скрытых объектов, таких как инженерные коммуникации или археологические памятники;
Оценки состояния фундамента и других строительных конструкций.

2.5. Электромагнитные исследования
Электромагнитные исследования основываются на измерении электрических и магнитных полей, возникающих при взаимодействии электромагнитных волн с подземными объектами. Этот метод позволяет эффективно исследовать структурные аномалии и объекты, такие как минералы или породы, которые имеют различные электромагнитные свойства.
Электромагнитные исследования применяются для:

Оценки водоносных горизонтов;
Изучения геологических разломов и аномалий;
Обнаружения подземных пустот и карстовых полостей.

2.6. Радиоактивные методы
Радиоактивные методы основаны на измерении радиоактивного излучения, исходящего от природных радиоактивных элементов, таких как уран и торий, которые присутствуют в различных породах. Эти методы могут быть полезны при исследовании структуры геологических слоев и поиска полезных ископаемых.
2.7. Термографическое обследование
Термографическое обследование позволяет оценить тепловые аномалии, возникающие на поверхности земли в связи с изменениями температуры подземных слоев. Этот метод используется в основном для исследования влажности грунтов, а также для оценки состояния подземных сооружений.
3. Преимущества геофизических методов в инженерно-геологических изысканиях
Применение геофизических методов в инженерно-геологических изысканиях имеет несколько значительных преимуществ:
3.1. Неинвазивность. Геофизические методы позволяют проводить исследования без необходимости бурения или разрушения поверхности, что минимизирует воздействие на природу и снижает затраты на восстановление территории.
3.2. Высокая скорость исследования. Геофизические методы позволяют проводить исследования на больших территориях за короткий срок, что значительно ускоряет процесс инженерных изысканий.
3.3. Точность и надежность данных. Современные геофизические методы обладают высокой точностью, что позволяет получать достоверные данные о подземных условиях и предсказывать поведение грунтов в процессе эксплуатации объектов.
3.4. Широкие возможности для масштабных исследований. Геофизические методы могут быть использованы для обследования больших территорий, что делает их незаменимыми для крупных строительных проектов.
3.5. Экономическая эффективность. Поскольку геофизические исследования требуют меньших затрат на оборудование и материалы по сравнению с традиционными методами, они являются более экономичными и позволяют снизить общие затраты на проектирование и строительство.
4. Заключение
Геофизические методы играют ключевую роль в инженерно-геологических изысканиях, предоставляя необходимую информацию для оценки условий строительства, прогнозирования поведения грунтов и обеспечения устойчивости будущих объектов. Современные методы, такие как электрическое зондирование, сейсмическое профилирование, магнитные исследования и георадарное обследование, позволяют значительно улучшить качество и точность исследований, сокращая затраты и время, необходимые для получения данных. В дальнейшем развитие технологий и методов геофизических исследований будет способствовать дальнейшему совершенствованию инженерно-геологических изысканий и улучшению качества строительства.

Комплексные исследования для комплексных решений

Вся Россия – наш объект: полный спектр инженерных изысканий от ООО "АрхангельскТИСИз"

Контакты

ПН - ПТ: С 8 ДО 17

+7 (8182) 23-10-40
tisiz@arhtisiz.ru

163020, г. Архангельск, пр-кт Никольский, д.15