Рис. 2.4.Геологический разрез по данным вертикального электрозондирования: 1 – суглинок; 2 – супесь; 3 – известняк; 4 – УГВ; 5 – удельное электрическое сопротивление ρ, Ом м
2.6. Рассчитайте значения ρk по результатам наблюдений на из- вестняках методом электропрофилирования (см. задачу 2.4). Пара- метры установки: АВ = 60 м,MN = 20 м. Постройте график изменения ρk по профилю и выделите зону трещиноватых известняков по резко- му увеличению ρk. Шаг наблюдений по профилю 20 м. Коэффициент установки k = 125,6, а значения∆U/I приведены ниже.
Номера точек на профиле | Значения∆U/I, мВ/мА, для вариантов | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
1 | 13,8 | 13,5 | 11,1 | 12,0 | 11,6 |
2 | 11,9 | 12,8 | 12,2 | 11,7 | 12,9 |
3 | 21,8 | 14,1 | 13,4 | 13,8 | 26,4 |
4 | 27,6 | 28,1 | 27,3 | 27,2 | 28,9 |
5 | 26,4 | 27,5 | 26,5 | 27,0 | 27,8 |
6 | 14,8 | 13,2 | 14,0 | 25,8 | 25,1 |
7 | 12,3 | 12,9 | 11,4 | 13,5 | 15,1 |
8 | 11,9 | 12,0 | 10,9 | 14,2 | 13,6 |
2.7. Построение гидроизогипс, изобат и др. по данным электро- разведки. По значениям удельных электрических сопротивлений ρk
(табл. 2.3) в точках ВЭЗ 1...15, выполните указанные ниже задания. Точки ВЭЗ расположены по профилям через 50 м. Расстояние между профилями также 50 м. Карты постройте в масштабе 1:1000.
Варианты | Профиль | Варианты | Профиль |
1 | 1, 2, 3 | 5 | 1, 3, 5 |
2 | 1, 2, 4 | 6 | 2, 3, 4 |
3 | 1, 2, 5 | 7 | 2, 4, 5 |
4 | 1, 3, 4 | 8 | 3, 4, 5 |
2.7.1. Постройте карту залегания кровли скальных пород по за- данным профилям. Сечение стратоизогипс в абсолютных отметках принять 2,5 м.
2.7.2. Постройте карту гидроизогипс по заданным профилям. Се- чение гидроизогипс принять 1 м.
Указание. Для построения карты гидроизогипс в указанном масштабе нано- сят на план точки ВЭЗ (см. рис. 2.5). В каждой точке приводятся абсолютные отмет- ки поверхности земли Н (м) и зеркала грунтовых вод Нугв (м). Зная глубину залега-
ния подземных вод d от поверхности земли, можно определить Нугв по формуле Нугв = h – d. По данным ВЭЗ, d соответствует той глубине, на которой наблюдается резкое снижение ρk. Например, для ВЭЗ-1 на глубине 5 м ρk падает с 220 до 55 Ом м, что соответствует глубине залегания УГВ от поверхности земли d = 5 м. Отсюда Нугв = 120 – 5 = 115 м. Сечения гидроизогипс на рис. 2.5 приняты 1 м.
2.7.3. Постройте карту гидроизобат по заданным профилям и
выделите участки с глубиной залегания УГВ < 3 м. Сечение гидроизо- бат принять 1 м.
2.7.4. Постройте карту мощности обводненных песков по задан- ным профилям. Сечение изолиний мощности обводненных пород принять 2,5 м.
Примечание: в обводненных песках верхнечетвертичного возраста ρk резко падает (< 76 Ом м), а в алевролитах девонского периода сильно возрастает (> 1200 Ом м).
2.7.5. Определите коэффициент фильтрации kф водонасыщен-
ных песков по зависимости
lgkф = 0,55·lgρk (м/сут).
При расчете взять среднеарифметическое значение сопротив- ления ρk по заданным профилям.
![]() |
Рис. 2.5. Карта гидроизогипс, построенная по результатам ВЭЗ: в числителе – абсолютная отметка поверхности земли, в знаменателе – абсолютная отметка зеркала грунтовых вод, цифра впереди дроби – номер точки ВЭЗ
Таблица 2.3 Значения удельных электрических сопротивлений
№ профиля | № ВЭЗ абс. отм., м | Глубина d, м | Сопротивление ρk, Ом м |
I | ВЭЗ-1 120 | 0...5 | 220 |
5...15 | 55 | ||
> 15 | 1280 | ||
ВЭЗ-2 122 | 0...4 | 260 | |
4...18 | 60 | ||
> 18 | 1350 | ||
ВЭЗ-З 121 | 0...2 | 240 | |
2...14 | 62 | ||
> 14 | 1320 | ||
II | ВЭЗ-4 117 | 0...1 | 210 |
1...10 | 60 | ||
> 10 | 1219 | ||
ВЭЗ-5 118 | 0...1 | 220 | |
1...8 | 58 | ||
> 8 | 1315 | ||
ВЭЗ-6 120 | 0...2 | 235 | |
2...5 | 56 | ||
> 5 | 1290 | ||
III | ВЭЗ-7 121 | 0...5 | 300 |
5...11 | 68 |
№ профиля | № ВЭЗ абс. отм., м | Глубина d, м | Сопротивление ρk, Ом м |
| > 11 | 1300 | |
ВЭЗ-8 121 | 0...4 | 250 | |
4...10 | 76 | ||
> 10 | 1405 | ||
ВЭЗ-9 123 | 0...5 | 290 | |
5...8 | 72 | ||
> 8 | 1380 | ||
IV | ВЭЗ-10 123 | 0..6 | 310 |
6...9 | 48 | ||
> 9 | 1250 | ||
ВЭЗ-11 123 | 0...7 | 260 | |
7...10 | 65 | ||
> 10 | 1400 | ||
ВЭЗ-12 120 | 0...2 | 220 | |
2...8 | 54 | ||
> 8 | 1360 | ||
V | ВЭЗ-13 118 | 0...5 | 280 |
5...6 | 70 | ||
> 6 | 1300 | ||
ВЭЗ-14 120 | 0...6 | 280 | |
6...10 | 59 | ||
10 | 1270 | ||
ВЭЗ-15 119 | 0...2 | 300 | |
2...11 | 50 | ||
> 11 | 1240 |
2.8. По приведенным ниже значениям l и t постройте годограф t = f(l), выделите по годографу слои с разной скоростью прохождения продольных волн, определите глубину залегания границы между вы- деленными слоями, постройте скоростной разрез.
Вари- анты | Время t, мс, прохождения продольных VР волн при базе измерений l, м | ||||||||||||||
0 | 2,5 | 5 | 7,5 | 10 | 12,5 | 15 | 17,5 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 50 | 60 | |
1 | 0 | 6 | 12 | 18 | 25 | 32 | 38 | 44 | 50 | 54 | 58 | 62 | 65 | 69 | 73 |
2 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 47 | 53 | 60 | 66 | 79 | 90 | 93 | 96 | 101 | 107 |
3 | 0 | 13 | 26 | 38 | 50 | 63 | 75 | 82 | 88 | 100 | 112 | 126 | 129 | 137 | 145 |
4 | 0 | 17 | 31 | 51 | 66 | 73 | 80 | 87 | 94 | 108 | 121 | 135 | 138 | 144 | 150 |
5 | 0 | 11 | 22 | 33 | 44 | 55 | 60 | 65 | 70 | 75 | 80 | 85 | 90 | 95 | 100 |
6 | 0 | 8 | 16 | 24 | 32 | 38 | 44 | 50 | 56 | 62 | 67 | 72 | 77 | 82 | 87 |
7 | 0 | 18 | 36 | 54 | 72 | 82 | 92 | 102 | 109 | 116 | 113 | 120 | 127 | 134 | 141 |
8 | 0 | 16 | 32 | 48 | 64 | 80 | 91 | 102 | 113 | 120 | 127 | 134 | 141 | 148 | 155 |
![]() |
Указание. Пример годографа приведен на рис. 2.6а. Участок постоянной скорости соответствует каждому прямому отрезку ломаной линии. Скорость про- хождения продольных волн на этих участках определяют по формуле Vр = ∆l/∆t, где∆l и ∆t – разности баз измерения и времени, соответствующие концу и началу прямолинейного отрезка. Глубину залегания границ слоев приближенно опреде- ляют по формуле h = l/3. Пример построения скоростного разреза приведен на рис. 2.6б.
Рис. 2.6. Годограф (а) и скоростной разрез (б) для модели трехслойной среды
2.9. В скважине, пройденной в лѐссах до глубины d = 8 м, с по- мощью сейсмо- и радиометрического каротажа измерялись скорости продольных Vр, поперечных Vs волн и плотность ρ грунта. Для одного из интервалов глубин определить показатели физических свойств лѐссов, в соответствии с формулами, приведенными в табл. 2.4.
Варианты | Результаты измерений | |||
Глубина d, м | Vp, м/с | Vs, м/с | ρ, г/см3 | |
1 | 1 | 240 | 150 | 1,50 |
2 | 2 | 300 | 180 | 1,58 |
3 | 3 | 350 | 210 | 1,65 |
4 | 4 | 390 | 230 | 1,71 |
5 | 5 | 420 | 245 | 1,76 |
6 | 6 | 460 | 265 | 1,85 |
7 | 7 | 490 | 265 | 1,95 |
8 | 8 | 500 | 270 | 2,00 |
Таблица 2.4 Формулы для определения характеристик грунтов
Параметры | Формулы | Примечание |
Коэффициент Пауссона µ |
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | Vp и Vs в м/с |
Модуль упругости Е, Па |
![]() | Vp в м/с, ρ в кг/м3 |
Модуль сдвига G, Па |
![]() ![]() | |
Модуль деформации по штампам Etot, Па (по И.Г. Минделю) |
![]() | Vp ≤ 1800 м/c |
Сцепление С, Па (по И.Г. Минделю) |
![]() | Vp ≤ 500 м/c |
Плотность скелета грунта ρd, г/см3 (по Н.Н. Горяинову) |
![]() | Vp ≤ 400 м/c |
Влажность W, д.е. |
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
2.10. По результатам измерения значений Vp, Vs и ρ, приведен- ным в задаче 2.9, с учетом формул табл. 2.4. определите изменение с глубиной скважины следующих параметров грунтов.
Варианты | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Параметры | , ρd | Е, Etot | G, w | Etot, С | С, ρd | ρd, Е | w, Е | µ, Е |
2.11. Построить по приведенным ниже данным совмещенные графики изменения с глубиной скорости упругих волн Vp при измере- ниях в массиве по результатам сейсмического каротажа и на образцах (монолитах), отобранных из буровой скважины (по результатам ульт- развукового просвечивания).
Вари- анты | Наименование породы | Измерения выполнены | Значения Vp, м/с для глубин, м | |||||
2 | 6 | 10 | 14 | 18 | 22 | |||
1 | Глина | Образец | 1110 | 1280 | 1390 | 1450 | 1520 | 1690 |
Массив | 1100 | 1350 | 1350 | 1700 | 1800 | 1850 | ||
2 | Песок мелкий | Образец | 240 | 300 | 290 | 320 | 330 | 280 |
Массив | 250 | 400 | 500 | 580 | 630 | 670 | ||
3 | Песок средней крупности | Образец | 330 | 320 | 300 | 350 | 1560 | 1550 |
Массив | 300 | 390 | 480 | 570 | 1520 | 1570 | ||
4 | Песчаник | Образец | 2100 | 2210 | 2150 | 2200 | 2300 | 2180 |
Массив | 1650 | 1600 | 1680 | 1750 | 1620 | 1650 | ||
5 | Известняк | Образец | 3000 | 3050 | 2950 | 2970 | 3050 | 3130 |
Массив | 3100 | 3150 | 3100 | 3080 | 3100 | 3150 | ||
6 | Сланец | Образец | 2250 | 2600 | 2200 | 2650 | 2270 | 2770 |
Массив | 2500 | 2620 | 2600 | 2580 | 2650 | 2700 |
Решение. В гранитах значения скоростей упругих волн на глубине 2, 4, 6, 8 и 10 м имеют соответственно (в образце – Vp(обр) и в массиве – Vp(м)) следующие значения:
Vp(обр)/Vp(м) = 4100/2000; 4000/2500; 4300/3900; 4300/4200; 4500/4300 м/с.
Для каждого способа измерения строят совмещенный график изменения Vp
с глубиной (рис. 2.7).
Из графика видно, что до глубины 6 м значения Vp, полученные на образ- цах, в 2 раза больше полученных в массиве. Поскольку в скальных породах значе- ния Vp с глубиной обычно довольно постоянны в отличие от рыхлых и дисперсных пород, где Vp возрастает с увеличением плотности и напряженного состояния, резкое уменьшение Vp в массиве объясняется его трещиноватостью. При измере- ниях в образцах из-за их малых размеров (база измерений 0,1...0,3 м) трещинова- тость не фиксируется.
![]() |