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 значенияU/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.