Главная » 2019»Октябрь»29 » Использование инженерной геофизики для исследования площадки под фундамент здания
12:42
Использование инженерной геофизики для исследования площадки под фундамент здания
Использование инженерной геофизики для исследования площадки под фундамент здания
Сочетание геофизических данных и геотехнических измерений может значительно улучшить качество строящихся зданий в гражданском строительстве. Тематическое исследование представлено здесь на свободной строительной площадке. Первоначально скважины указывали на сложную геологию. Диполь-дипольная конфигурация была выбрана для реализации томографии электрического сопротивления (ERT), и данные были обработаны и интерпретированы с применением 2D и 3D инверсий. Электромагнитное обследование также проводилось в разные периоды времени и успешно использовалось для проверки результатов измерений удельного сопротивления. Показано, что инженерная геофизика способна предоставить решения для определения свойств недр, и что для разработки разумной модели структуры недр необходимы разные методы разведки.
Геотехника , геоэлектрическая томография , электромагнитная съемка , инженерная геофизика
Раздел проблемы: документы
1. Введение
В последнее десятилетие участие геофизики в гражданском строительстве и инженерном строительстве стало многообещающим подходом. Геофизические методы применяются в самых разных областях: от наземных исследований до осмотра плотин и дамб, направленный на исследование геологических структур и определение физических параметров горных пород. В инженерной геофизике вопрос качества фундаментов зданий часто решается на самых поздних стадиях, когда землетрясение либо наблюдается, либо ожидается. В случае строительства зданий геофизика может применяться в целях разведки, чтобы предоставить полезную информацию относительно раннего обнаружения потенциально опасных подземных условий.
Источники опасностей в дисциплинах гражданского строительства в основном возникают из-за необнаруженных поверхностных структур, таких как полости и / или неоднородности в геоматериалах фундамента. Информация, связанная с местными условиями почвы, имеет жизненно важное значение для оценки рисков и смягчения их последствий.
Процедура получения информации о недрах делится на две широкие категории: косвенные и прямые методы. Косвенные геофизические исследования краснодар включают аэрофотосъемку, интерпретацию топографических карт и изучение существующих геологических отчётов, карт и обследований почвы. Прямые методы состоят из следующих модулей: (а) разведка геологического поля, включая изучение материалов на месте , искусственных сооружений, уровня грунтовых вод и разведку стволов, (б) применение современных геофизических методов для картирования подземных сооружений, ( c) буровые скважины, ямы для испытаний, траншеи и валы, из которых репрезентативные повреждённые или ненарушенные образцы in-situ материалы могут быть получены и проанализированы и (d) простые геотехнические полевые испытания, такие как стандартное испытание на проникновение (SPT), которые могут быть соотнесены с другими инженерными параметрами.
Вышеуказанные методологии были применены в нашем тематическом исследовании в городском контексте города Ханья, на острове Крит, Греция. Были применены два различных геофизических метода, а именно томография с электрическим сопротивлением (ERT) (Ward, 1990).) и электромагнитной проводимости местности (ETC) с использованием каналов Syscal Jr Switch от IRIS и инструментов EM31-MK2 от Geonics Limited соответственно. Профилирование удельного сопротивления и электромагнитное картирование проводились в сетках 8 × 20 и 20 × 20 м соответственно. Полученные в результате измерения были объединены с имеющимися геологическими и геотехническими отчётами района исследований и использовались для оценки структуры приповерхностной геологии. После получения геофизических данных интерпретация результатов удельного сопротивления была выполнена с использованием 2D и 3D алгоритмов и подтверждена сравнением с соответствующей электромагнитной картой.
Раскопки в рамках строительных работ, последовавших за геофизическими исследованиями, подтвердили, что геофизическое моделирование может успешно приблизиться к фактическим геологическим и геотехническим условиям почвы. Кроме того, конкретные данные, полученные с помощью косвенных геофизических методов, внесли вклад в процесс принятия решения о выборе подходящего фундамента конструкции на основе подповерхностной неоднородности участка.
2 Область исследования
2.1 Местоположение
Учебная зона расположена почти в 200 м от помещений Технологического образовательного института (TEI) Крита в районе Халепа, восточном пригороде города Ханья, на западе Крита. Область ограничена на севере руслом реки, и в её окрестностях был найден искусственный ствол (возможно, вырытый вручную колодец) (рис. 1 ). Подобные особенности существуют в окружающей области, предполагая мелководный пласт, который обычно вызывает серьёзные структурные проблемы. Обследуемый участок находится вблизи ручья, обозначенного пунктирной линией на рисунке 1 .
фигура 1
Карта спутникового изображения от Quickbird, показывающая район, где были проведены геофизические измерения в 2004 году. Пунктирной линией обозначено русло реки, прямоугольником к югу от потока обозначено местоположение обследуемого участка, а кружком - вал.
2.2 Геологические особенности
Город Ханья расположен над сложным геологическим строением из-за плотного разлома всей территории. Старый разлом с ориентацией E-W привел к созданию небольшого погружного бассейна, где в настоящее время расположен центр города. Этот бассейн заполнен четвертичными отложениями, покрывающими большую часть центра города и его южную часть. Аллювиальные отложения, пески и антропогенные отложения заметны в северной части. По мере продвижения к югу мергели появляются на глубине нескольких метров, покрывая большую часть территории в южной и восточной частях города. В юго-восточной части появляется массивный триасовый известняк, который считается фундаментом для всей городской территории. Известняк опускается на север и запад на глубине нескольких сотен метров.
В частности, на исследуемой территории геологические формации образованы аллювиальными, четвертичными и неогенными глинистыми отложениями, песками и круглыми камнями. Отложения покрывают большую часть берегов ручьев, но на южном берегу и в месте исследования также был обнаружен олистолит (сплоченные конгломераты из мергелистого известняка). Ручей в этом районе входит в автохтонный альпийский мергель и доломитовый известняк, покрытый аллювием, со средней толщиной 10 м, достигающий в некоторых местах 20 м. Схема дренажа в этом районе тесно связана со структурными линиями с общей направленной тенденцией почти с востока на запад. Топографически, район находится в зрелой стадии, что касается речного цикла эрозии.
С гидрогеологической точки зрения свободный уровень подземных вод находится на 5–10 м ниже поверхности (из-за соседнего потока) и меняется в зависимости от сезона. Давление воды в порах является гидростатическим с этого уровня.
2.3 Предварительные исследования
Глубина, толщина и протяженность всех основных слоёв почвы и породы, которые будут затронуты будущим строительством, должны быть определены достаточно подробно. Основной целью этих исследований является получение достаточных данных о недрах, чтобы обеспечить надёжное определение типов, местоположений и основных размеров всех основных структур. Нарушенные и ненарушенные образцы фундамента и заглублённых материалов должны быть получены для лабораторных испытаний, чтобы обеспечить базовые знания об их инженерных свойствах. Таким образом, процедура исследования требует нескольких разведывательных скважин, которые позволят проверить первоначальные предположения относительно типа имеющегося геоматериала, а также глубины и толщины залежи. Тогда можно будет разработать подходящую структуру, включая глубину поиска.
Геотехнические свойства грунта были исследованы непрерывным отбором керна из четырёх скважин, пробуренных до глубины до 16 м. Образцы были получены по всей длине скважины, и SPT (стандартные тесты на проникновение) были сделаны при каждой смене геоматериала. Обобщённые профили почвы и геотехнические свойства в этих четырёх скважинах, называемые B3, B3E, B1 и B2 соответственно, показаны на рисунке 2 .
Геологический профиль показывает твёрдый иловый песок, песчано-иловые смеси (SM) до глубины 2 м, неорганические глины с низкой и средней пластичностью, иловые глины, гравийные и песчаные глины, иловые гравийные смеси, гравийно-песчано-иловые смеси (CL-GM) на глубинах от 2 до 4 м, неорганические илы и очень мелкие гравийные и песчаные породы (CL-ML) на глубинах от 4 до 8 м и, наконец, неорганические илы и очень мелкие гравийные и песчаные породы, фрагменты горных пород и олистолит (ML) ) на глубине от 8 до 16 м. Образцы были охарактеризованы в соответствии с Единой системой классификации почв (система USCS).
Наблюдаемые горизонтальные и вертикальные разрывы этих слоёв замечательны, что может быть связано с переработкой более ранними потоками. Для устранения неопределённостей, возникающих из-за неоднородностей в геологических / геотехнических профилях, и для достижения чётко определённых геологических условий в верхней части недр, в качестве необходимых дополнительных исследований были предложены два геофизических метода.
Следует отметить, что каждое геотехническое исследование на месте даёт только прерывистую одномерную информацию для подземных условий. В отличие от этого, применение инженерной геофизики может обеспечить как двухмерные, так и трёхмерные подземные изображения исследуемой территории.
