Обоснование методики георадиолокационных исследований зон деструкции инженерно-геологических объектов

Данильев, Сергей Михайлович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Обоснование методики георадиолокационных исследований зон деструкции инженерно-геологических объектов
ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Обоснование методики георадиолокационных исследований зон деструкции инженерно-геологических объектов"

На правах рукописи

ДАНИЛЬЕВ Сергей Михайлович

ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИКИ ГЕОРАДИОЛОКАЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЗОН ДЕСТРУКЦИИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Специальность 25.00.10 - Геофизика, геофизические

методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

4849372

9 ИЮН 2011

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2011

4849372

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном университете.

Научный руководитель -

доктор технических наук, доцент

Глазунов Владимир Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент

Ермохин Константин Михайлович,

кандидат геолого-минералогических наук

Кашкевич Марина Петровна

Ведущая организация - ФГУ НПП «Геологоразведка».

Защита диссертации состоится 27 июня 2011 г. в 14 ч на заседании диссертационного совета Д 212.224.01 при Санкт-Петербургском государственном горном университете по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд.4312.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного университета.

Автореферат разослан 26 мая 2011 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета кандидат геолого-минералогических наук И.Г.КИРЬЯКОВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Инженерно-геологические объекты: здания, сооружения, автомобильные дороги, плотины, горные выработки являются неотъемлемой частью современной инфраструктуры. В результате воздействия эксплуатационных нагрузок, инженерно-геологических процессов, нарушения технологии строительства происходит формирование различных зон деструкций. Развитие этих зон оказывает влияние на эксплуатационную надежность объекта, вплоть до его полного вывода из эксплуатации. В связи с этим необходимо проведение исследований инженерно-геологических объектов, направленных на своевременное выявление и оценку параметров сформировавшихся деструкций.

Специфика исследований зон деструкций инженерно-геологических объектов требует обеспечения высокой детальности и проведения их в условиях эксплуатации изучаемого объекта. Метод георадиолокации отвечает этим требованиям и позволяет выявить зоны деструкции, сформировавшиеся в инженерных объектах, к которым относятся полости с различным материалом заполнения, трещины и зоны трещиноватости горных пород. Метод георадиолокации обладает высокой пространственной разрешающей способностью, производительностью и высокой чувствительностью к изменениям свойств изучаемой среды. Значительный вклад в развитие метода георадиолокации внесли М.Л.Владов, В.В.Глазунов,

A.Ю.Гринев, Н.Н.Ефимова, В.П.Золотарев, А.В.Калинин,

B.В.Капустин, В.В.Помозов, Н.П.Семейкин, А.В.Старовойтов, М.И. Финкельштейн.

В настоящее время метод георадиолокации активно применяется для изучения инженерно-геологических объектов, однако, широкому внедрению метода в практику локализации и определения параметров зон деструкции препятствует отсутствие обоснованной методики георадиолокационных исследований. Применение метода и интерпретация георадиолокационных данных преимущественно базируются на экспериментальных работах и интуитивных представлениях геофизика. Для повышения эффективности исследований возникает необходимость в обосновании методики георадиолокационных исследований, включающей технологию проведения геора-

дарной съемки, обработку и интерпретацию полученных данных, базирующихся на результатах физического и математического моделирования эффектов волнового электромагнитного (ЭМ) поля зон деструкции. Особое внимание необходимо уделить исследованию кинематических и динамических особенностей теоретических волновых ЭМ полей, являющихся основой для выявления георадиолокационных атрибутов, указывающих на наличие зон деструкции инженерно-геологических объектов, и выбора оптимальных процедур обработки данных метода, направленных на повышение эффективности выявления и оценки параметров зон деструкции.

Цель работы. Обеспечение методической базы георадиолокационных исследований для выявления и определения параметров зон деструкций, формирующихся в инженерно-геологических объектах.

Основные задачи исследований:

• выполнить анализ основных типов зон деструкций, формирующихся в инженерно-геологических объектах;

• создать физико-геологические модели основных типов зон деструкции и на их основе произвести расчет и анализ теоретических волновых ЭМ полей зон деструкций в зависимости от их геометрических параметров и электрофизических свойств;

• провести экспериментальные исследования зон деструкций, направленные на подтверждение теоретических представлений, сформулировать основные георадиолокационные атрибуты зон деструкции, проявляющихся в волновых ЭМ полях;

• выбрать процедуры обработки данных георадиолокационных исследований, обеспечивающие надежное выявление особенностей волнового ЭМ поля, характеризующих параметры зон деструкций;

• обосновать методику георадарной съемки, обеспечивающую получение данных, обладающих наибольшей детальностью;

• опробовать методику на различных инженерно-геологических объектах для решения практических задач.

Научная новизна:

1. Установлены георадиолокационные атрибуты зон деструкций инженерно-геологических объектов.

2. Предложено применение процедур комплексного преобразования Гильберта для распознавания типов и оценки параметров зон

деструкций.

3. Выполнено обоснование методики георадиолокационных исследований зон деструкций инженерно-геологических объектов, позволяющих обеспечить повышение эффективности проведения полевых работ, обработки данных георадиолокации и автоматизировать интерпретацию больших объемов данных исследований.

Защищаемые положения

1. Результаты выполненного математического и физического моделирования электромагнитных волновых полей основных типов зон деструкций инженерно-геологических объектов позволили определить георадиолокационные атрибуты, обеспечивающие обнаружение н оценку параметров зон деструкций по данным метода георадиолокации.

2. Установленные георадиолокационные атрибуты зон деструкций являются основой для выбора оптимальных процедур обработки и способов интерпретации данных георадиолокационных исследований инженерно-геологических объектов. Для оценки параметров зон деструкций целесообразно использовать динамические атрибуты волновых электромагнитных полей, определяемые на основе преобразования Гильберта.

3. Разработанная и опробованная на практике методика георадиолокационных исследований, базирующаяся на результатах теоретических и экспериментальных исследований, обеспечивает обнаружение и оценку параметров зон деструкций гидротехнических сооружений, стволов шахт, транспортных сооружений, горных выработок и строений.

Методика исследования. Для решения поставленных задач проведено обобщение информации о типах зон деструкций инженерно-геологических объектов. Выполнена классификация основных типов зон деструкций, проанализированы их электрофизические свойства, геометрические параметры и разработаны базовые физико-геологические модели (ФГМ). На основе ФГМ рассчитаны волновые ЭМ поля зон деструкций с использованием метода конечных элементов. Обработка теоретических и экспериментальных волновых ЭМ полей осуществлена с помощью программных пакетов для об-

работки данных методов георадиолокации PRISM, GEOSCAN, RADEXPLORER и сейсморазведки KOGEO.

Достоверность определяется использованием современной аппаратурной базы, программных пакетов обработки и интерпретации данных, а также математических алгоритмов моделирования. Достоверность разработанной методики георадиолокационных исследований подтверждена практическими исследованиями зон деструкций на Боткинской ГЭС, ствола ВС-1 рудника «Октябрьский», карьера облицовочного камня, скальных массивов Кольского п-ова, архитектурных памятников Санкт-Петербурга.

Практическая значимость. Обоснована и усовершенствована методика георадиолокационных исследований зон деструкции, позволяющая повысить достоверность их локализации и получить информацию об их свойствах, что обеспечивает возможность выработки мер по снижению эксплуатационных рисков, связанных с зонами деструкции.

Реализация результатов работы. Методика георадиолокационных исследований, обоснованная в настоящей работе, использована при обследовании откосов земляных плотин Боткинской ГЭС во «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева»; при выполнении научно-исследовательской работы «Инженерно-геологический и гидрогеологический мониторинг архитектрурно-исторических памятников в Санкт-Петербурге и пригородной зоне для разработки адекватных проектных решений их реконструкции и обеспечения их длительной устойчивости» в СПГГИ (ТУ); при исследовании скальных массивов Кольского п-ова, месторождения облицовочного камня Ладожское, вертикального ствола ВС-1 рудника «Октябрьский».

Личный вклад автора. В настоящей диссертационной работе использованы результаты, базирующиеся на теоретических и экспериментальных исследованиях различных инженерно-геологических объектов, выполненных при непосредственном участии автора в период с 2004 по 2011 гг.

Апробация работы. Основные результаты, полученные автором, докладывались и обсуждались на Международных конференциях: VII и VIII Международный геофизический научно-практический семинар "Применение современных электроразведочных технологий

при поисках месторождений полезных ископаемых" (2008, 2009гг.), на Международных молодежных научно-практических конференциях «Геофизика 2005» и «Геофизика 2009», V научно-техническая конференция «Гидроэнергетика. Новые разработки и технологии» и VII Международной научно-практической конференции и выставке «Инженерная геофизика-2011».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю д.т.н., профессору В.В. Глазунову за поддержку, помощь и ценные советы при создании работы. Автор признателен к.т.н., H.H. Ефимовой за помощь и консультации на протяжении всего периода обучения в СПГГИ (ТУ).

Автор благодарен за участие в обсуждении основных результатов и советы по рассматриваемым в диссертации вопросам сотрудникам кафедры геофизических и геохимических методов поисков и разведки МПИ: зав. каф. проф. A.C. Егорову, проф. A.A. Молчанову, проф. А.Н. Телегину, проф. О.Ф. Путикову, доц. A.A. Миллеру, асс. A.B. Екименко. Автор благодарит в.н.с В.А. Звездкина, с.н.с С.Н. Мулева (НЦ «Геомеханики и проблем горного производства») и зав. горной лаб. В.Б. Вильчинскому (ООО «Институт Гипроникель») за помощь при проведении исследований.

Автор благодарен сотрудникам «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева» И.Н. Гусаковой и В.Г. Штенгелю за содействие и ценные консультации по вопросам обследования полостей под железобетонными плитами плотин ГТС.

Автор выражает благодарность коллективу компаний ООО НПП «Инжгеофизика» и ООО «Профстрой СПб» и отдельно начальнику отдела изысканий А.И. Куликову за созданные благоприятные условия для проведения исследований.

Структура и объем диссертационной работы.

Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав и заключения, изложенных на 133 страницах машинописного текста, содержит 50 иллюстраций, 3 таблицы, библиографический список из 83 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение содержит общую характеристику работы. Первая глава посвящена анализу зон деструкции инженерно-геологических объектов, теоретическим основам метода георадиолокации. Во второй главе построены ФГМ основных типов зон деструкции, приведены теоретические волновые ЭМ поля, содержатся результаты физического моделирования зон деструкций, обоснованы георадиолокационные атрибуты зон деструкций. В главе обосновывается первое защищаемое положение. Третья глава посвящена обоснованию основных положений методики обработки данных георадиолокационных исследований зон деструкций, в качестве процедур обработки предложено комплексное преобразование Гильберта, обоснованы основные положения методики интерпретации. В главе доказывается второе защищаемое положение. Четвёртая глава содержит технологию георадиолокационной съемки и результаты применения методики георадиолокационных исследований зон деструкций на примере плотин Боткинской ГЭС, ствола ВС-1 рудника «Октябрьский», скальных массивов Кольского п-ова, Петропавловского собора и месторождения облицовочного камня Ладожское. В главе обосновывается третье защищаемое положение. Заключение содержит общие выводы по результатам исследования, основные сведения о георадиолокационных атрибутах зон деструкций инженерно-геологических объектов, рекомендации по проведению георадиолокационных исследований зон деструкций.

ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЙ 1. Результаты выполненного математического и физического моделирования электромагнитных волновых полей основных типов зон деструкций инженерно-геологических объектов позволили определить георадиолокационные атрибуты, обеспечивающие обнаружение и оценку параметров зон деструкций по данным метода георадиолокации.

К основным типам зонам деструкций инженерно-геологических объектов относятся:

• полости различной формы и заполнения (вода, воздух, видоизмененные породы);

трещины и зоны трещиноватости.

Для изучения особенностей волновых ЭМ полей, наблюдаемых на радарограммах, инженерных объектов, осложненных наличием зон деструкции, выполнено их математическое моделирование. Волновые ЭМ поля рассчитаны для электрофизических моделей двух типов деструкций, представленных полостями и трещинами. Геометрические параметры и электрофизические свойства моделей варьировались при моделировании.

Расчет теоретических ЭМ волновых полей выполнен на основе уравнений Максвелла численным способом. В основу способа расчета волновых полей положен метод конечных элементов.

Исходными данными для моделирования являются электромагнитные свойства вмещающей среды, материал заполнителя зон деструкции и их геометрические параметры. Электрофизические свойства модели заданы в виде действительной части диэлектрической проницаемости е' и высокочастотной проводимости о материалов элементов модели, представленных вмещающей средой: влажный песок (е,=9; а=0.009См/м), скальные породы (е'=6; а=0.005См/м) и материалом заполнения зон деструкции: воздух (е*=1; о=0См/м), вода (е'=81; о=0.001См/м). Геометрическими параметрами модели являются размеры и положение зоны деструкции. Для моделирования выбраны параметры регистрации, реализованные в георадаре «ОКО-2».

Моделирование волновых ЭМ полей полостей. Для изучения особенностей волновых ЭМ полей полостей построена ФГМ (рис. 1), и на ее основе вычислены теоретические волновые ЭМ поля, характеризующие распределение ЭМ волн полости с различными материалами заполнения (рис.2).

г 0,3" --

¡о,б- • --Ши.....

§0.9-

1,2............

'*50 1 2 3 4 5

Дистанции, м

Рис. 1. Физико-геологическая модель полости

а) ............................

Оси синфазности 5. отраженных волн £ от кровли и

Оси синфазности отраженных волн от кровли — и подошвы полости

Ось синфазно-сти Дифрагиро-- ванных волн

В£д§

5 Ось синфазност>г-^^^|^д||^.> отраженных волн

от кровли полости с^азности

дифрагированных волн

Рис. 2. Теоретические волновые ЭМ поля полости, заполненной: а) воздухом; б) водой; в) галечниковым грунтом; г) глинистым грунтом

Для оценки подобия рассчитанных и экспериментальных волновых ЭМ полей проведены георадиолокационные исследования полости на участке плотины верхового откоса Боткинской ГЭС. На этом участке расположена естественная полость, образовавшаяся под железобетонными плитами крепления откоса. Контуры и глубина этой пустоты известны. Глубина пустоты под плитами составляет 38 см, а её протяженность вдоль профиля равна 1.5м. Пустота на ра-дарограмме проявилась в виде яркой локальной интенсивной области реверберации ЭМ волн (рис.3).

Выполненное физическое моделирование показывает соответствие теоретических и реальных волновых ЭМ полей полостей.

}бето1

иная плита

песчаное основание

Дистанция, м

Рис. 3. Радарограмма искусственной полости

Моделирование волновых ЭМ полей тектонических трещин и трещин выветривания. Инженерно - геологический разрез скального массива можно рассматривать как многофазную систему, состоящую из минерального скелета и трещин, заполненных различными минеральными частицами, водой, воздухом. Для изучения особенностей волнового ЭМ поля составлена ФГМ тектонической трещины (рис.4) и рассчитаны теоретические радарограммы, отражающие изменения угла падения трещин (рис. 5).

■х .3

0 12 3

Дистанция, Л)

Рис. 4. Физико-геологическая модель тектонической трещины

а) О Ось синфазности отраженных 5 волн от трещины

ё 10

а 15 »"*

£ 20

к>

25 м

.15

Ось синфазности дифрагированной волны

о Ось синфазности отраженных 5- волн от трещины ' —

Ы ю

3 15

I 20

2530 35

Ось синфазности дифрагированной

волны

В) .......

Г°

" 15 20

2 3

Дистанция, м

Оси синфазности дифрагированных волн

г) О

а 5 5 10

« 15 20

2 3

Дистанция, м

Оси синфазности дифрагированных волн

0 1 2 3 4 5 0

Диспишня, м

Рис. 5. Теоретические волновые ЭМ поля тектонической трещины с углами падения: а) 10°; б) 30°; в) 60°; г) 80°.

Для изучения особенностей волновых электромагнитных полей, зависящих от степени трещиноватости скального массива, положена вероятностная ФГМ трещин выветривания (рис. 6а), в которой модуль трещиноватости (М) убывает с глубиной (К): сильнотрещинова-

тые породы М/ = 5 м'1 (Ь=0-1,5м); сред нетрещиноватые М2 = 2 м"1 (Ь=1,5-2,5м); слаботрещиноватые Мз= 0,5м"' (Ь=2,5-4м); монолитные М4 =0м"' (Ь=4-5м). На теоретической радарограмме наблюдается сложная интерференционная структура волнового поля (рис. 66). При высокой степени трещиноватости скальных пород трудно выделить полезные отраженные и дифрагированные волны ввиду близкого расположения и большого количества их источников - трещин. Определение свойств отдельных трещин по волновым эффектам в этом случае практически невозможно.

5 ! 1 3 3 г 5(5-г—-2-3-*--V

Дистанция, м Дистанция, м

Рис. 6. ФГМ волновых ЭМ полей системы трещин выветривания скальных пород (а) и теоретическая радарограмма (б).

Анализ динамических характеристик ЭМ волнового поля теоретических радарограмм служит основой для выработки следующих георадиолокационных атрибутов зон деструкций:

1. повышение интенсивности ЭМ волн;

2. протяженность и форма осей синфазности отраженных и дифрагированных волн являются основой для оценки геометрических параметров зоны деструкции;

3. наличие в области повышенной интенсивности ЭМ волн дополнительных эффектов ЭМ волнового поля, таких как интервалы реверберации, дифрагированные волны, кратные волны, определяется электромагнитными свойствами и геометрическими параметрами зоны деструкции;

4. фазовые сдвиги и смещение частоты энергетического спектра ЭМ поля являются атрибутами, указывающими на материал заполнения зоны деструкции.

2. Установленные георадиолокационные атрибуты зон дест-рукций являются основой для выбора оптимальных процедур обработки н способов интерпретации дапных георадиолокационных исследований инженерно-геологических объектов. Для оценки параметров зон деструкции целесообразно использовать динамические атрибуты волновых электромагнитных полей, определяемые на основе преобразования Гильберта.

Современная практика георадиолокационных исследований зон деструкций оперирует большим количеством данных, поэтому необходимо привлечение процедур, позволяющих автоматизировать анализ данных георадиолокационной съемки. Выполненный анализ динамических характеристик ЭМ волновых полей базовых моделей позволяет обосновать применение дополнительных процедур обработки, способствующих повышению эффективности интерпретации данных георадиолокационных исследований зон деструкций. В качестве дополнительной процедуры потока обработки радарограмм зон деструкций служит комплексное преобразование Гильберта (мгновенная амплитуда, фаза и частота), позволяющее трансформировать радарограммы в следующие виды её отображения: энергограмму и частотограмму, характеризующие мгновенные амплитуды и частоты георадиолокационного сигнала соответственно.

Интерпретация данных георадиолокационных исследований полостей инженерно-геологических объектов. Основой разработки интерпретационных подходов, направленных на выявление и оценку параметров полостей в инженерно-геологических объектах, являются теоретические радарограммы полостей (рис. 2). На рисунке 2 выделены основные оси синфазности ЭМ волн, характеризующие геометрические параметры зоны деструкции. После предварительной обработки теоретической радарограммы выполнен анализ динамических характеристик волнового ЭМ поля. Выявленные динамические особенности ЭМ поля позволяют обосновать применение преобразований Гильберта для определения параметров полости. Теоретическая радарограмма полости, преобразованная в энергограмму (рис. 7а) с помощью функции мгновенных амплитуд, дает возможность оценить контур полости. На частотограмме, полученной на основе функции мгновенной частоты в пределах полости,

выделяется область низких частот (рис. 76), характерная для полостей, заполненных водой.

0 1 2 3 4 5

Дистанции,м

Рис. 7. ФГМ модель полости (а) и теоретическая энергограмма (б) полости и частотограмма (в) с выделенной областью пониженных частот.

¡1=25 см

0 12 3

Дистанция, м

см

Дистанция, м

0 ! 2 3

Дистанция, м

Дистанция, м Дистанция, м

ЩЦ) х/б плата * ~ ; Контуры шпости

Рис.8. Энергограммы искусственных полостей различных вертикальных размеров (Ь=0, 15, 25, 35см)

С целью опробования предложенного подхода для определения параметров зон деструкций выполнена интерпретация данных физического моделирования полостей на участке плотины верхового откоса Боткинской ГЭС, основанная на применении преобразования Гильберта. На этом участке реализована возможность проведения физического моделирования путем формирования под плитами искусственной пустоты требуемых размеров. Георадарная съемка вы-

полнялась по профилю, проложенному над пустотой, глубина которой последовательно уменьшалась, начиная от 35см, в результате подсыпки и разравнивания песка на её дне. Глубины пустот составляли 15 см, 25 см и 35 см. Георадиолокационные разрезы, отражающие размеры искусственной пустоты в плане и глубине, приведены на рис.8. На разрезах пустота показана схематично в виде эллипса, размер которого по вертикали соответствует глубине пустоты.

Сопоставление показывает, что контуры аномальных областей, окрашенных в черный цвет, практически соответствуют контурам пустоты под плитами, что подтверждает целесообразность применения интерпретационного подхода, базирующегося на преобразовании Гильберта для оценки параметров зон деструкции инженерно-геологических объектов.

Интерпретация данных георадиолокационных исследований зон трещиноватости скальных массивов.

Определение параметров зон трещиноватости (тектонических трещин и системы трещин выветривания) базируется на результатах проведенного моделирования волновых ЭМ полей. В основу интерпретации данных георадиолокационных исследований тектонических трещин положена теоретическая радарограмма субгоризонтальной водозаполненной трещины (рис. 5а). После обработки теоретической радарограммы и последующего преобразования Гильберта, полученная теоретическая энергограмма (рис 9а) отражает положение трещины.

б) 0 Степень трещиноватости массива:

^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ ш Сильная

0 1 2 3 4 5 50 1 2345

Дистанция, м Дистанция, м

Рис.9. Теоретическая энергограмма водозаполненной, субгоризонтальной тектонической трещины (а) в массиве скальных пород и диссипативная модель системы трещин выветривания (б), характеризующая степень трещиноватости массива.

Для построения диссипативной модели системы трещин вывет-

ривания принята теоретическая радарограмма (рис. 66) вероятностной ФГМ, в которой модуль трещиноватости убывает с глубиной (рис. 4а). Выполненный анализ динамических характеристик ЭМ волнового поля является основой для применения специальных процедур обработки, позволяющих построить диссипативную модель волнового ЭМ поля. Основой для построения диссипативной модели служит комплексное преобразование Гильберта, позволяющее определить мгновенные амплитуду, фазу и частоту ЭМ волнового поля. В качестве параметра диссипативной модели выбрано математическое ожидание энергии ЭМ поля. На энергограмме, полученной с помощью разработанного алгоритма, цветовая градация отражает слоистое распределение модуля трещиноватости в разрезе (рис 7в).

Интерпретация георадиолокационных данных исследования зон деструкций, базирующаяся на анализе частограмм и энергограмм, полученных на основе преобразования Гильберта радарограмм для базовых моделей полостей и трещиноватости, позволяет получить информацию о параметрах зон деструкции.

Методика георадиолокационных исследований объединяет технологии полевых работ, обработки и интерпретации данных. Технология полевой георадарной съемки включает выбор параметров регистрации ЭМ волн и сети наблюдений, обеспечивающих исследования инженерно-геологических объектов с требуемой детальностью.

На основе анализа теоретических волновых ЭМ полей и экспериментальных исследований рекомендуются следующие параметры центральной частоты антенных блоков георадара:

• при георадиолокационных исследованиях полостей и тектонических трещин целесообразно использовать антенны с центральными частотами 700 МГц и более. Для определений параметров зон деструкций при сравнительно малых глубинах формирования дест-

рукций необходимо применять антенны с частотами 1.5 и 2 ГГц, которые обеспечивают исследования с разрешающей способность до нескольких сантиметров;

• для георадиолокационных исследований трещиноватости скальных массивов необходимо использовать более низкочастотные антенны (500МГц, 300МГц, 150МГц), позволяющие при благоприятных условиях изучить разрез скальных пород на глубину до 10-15 м при разрешающей способности 0,3-0,5 м.

Важной задачей технологии георадиолокационной съемки является выбор сети наблюдений. На основе опыта работ по определению параметров зон деструкций выделены три основных этапа георадиолокационной съемки инженерно-геологических объектов:

- обзорная георадиолокационная съемка проводится по серии продольных профилей вдоль исследуемого участка инженерного объекта с целью локализации зон развития деструкций;

- детальная георадиолокационная съемка выполняется в пределах участков с локализованными зонами деструкции, базирующаяся на результатах обзорной съемки с целью уточнения их геометрических параметров;

- мониторинговые исследования проводятся по профилям детальной съемки с целью оценки динамики развития зон деструкций. Возможность использования метода георадиолокации подтверждается результатами проведенного математического и физического моделирования.

Алгоритмы обработки данных георадиолокационных исследований включают выполнение следующих вычислительных процедур: частотная полосовая фильтрация; 2-Б пространственная фильтрация; амплитудная коррекция; преобразование Гильберта; Б-К миграция Столта; преобразование временного разреза в глубинный.

Процесс построения интерпретационного разреза складывается из двух этапов: кинематической и динамической интерпретации.

В рамках кинематической интерпретации выполняется анализ волновой картины, выделяются целевые волны, формирующиеся от зон деструкций инженерно-геологических объектов.

Результат динамической интерпретации представляется в виде разрезов, отражающих изменения волнового ЭМ поля, связанные со

сменой электрофизических свойств исследуемой среды. Доказано, что применение процедур комплексного преобразования Гильберта позволяет в автоматическом режиме трансформировать наблюдаемую радарограмму в отображение, характеризующее параметры изучаемой зоны деструкции.

Предложенная методика георадиолокационных исследований, основанная на результатах математического и физического моделирования, позволяет определять местоположение сформировавшихся зон деструкции и оценивать их параметры. Данная методика успешно зарекомендовала себя при исследовании зон деструкций на верховом откосе Боткинской ГЭС, скальных массивов Кольского п-ова, вертикальных шахтных стволов и архитектурных элементов Петропавловского собора.

Результаты обзорной георадарной съемки на участке верхового откоса Боткинской ГЭС позволили выявить на радарограммах области с аномальными эффектами ЭМ волнового поля (рис. 10а), характеризующими местоположение полостей, на основе которых построена схематизированная карта, характеризующая размещение полостей под ж/б плитами откоса (рис 106). Площадные исследования внутренней части Петропавловского собора позволили выявить участки радарограмм с аномальными эффектами ЭМ волнового поля, соответствующими интервалам видоизмененных грунтов под покрытием пола (рис. 11а), по результатам которых построена схематизированная карта, характеризующая их распределение под покрытием пола (рис 116). При исследовании скальных массивов Кольского п-ова полученные георадиолокационные разрезы позволили дать качественную оценку степени трещиноватости массива и выделить тектонические трещины (рис 12), результаты исследований подтверждены данными бурения. Проведенные теоретические исследования закрепного пространства вертикальных стволов являются основой для выявления особенностей волновых ЭМ полей, возникающие от основных типов зон деструкций вертикальных стволов. По результатам экспериментальных исследований ствола ВС-1 рудника «Октябрьский» выделены сформировавшиеся полости в зоне адгезии крепи с массивом горных пород и зоны развития трещиноватости, соответствующие интервалам водопритока (рис13).

Георадиолокационные эффекты от арматурных прутьев, характеризующие изменение мощность ж/б плиты

Георадиолокацйониые ( эффекты, соответствующие | полостям под ж/б плитами ;

б)

Условные обозначения:

-аномалии, предположительнс ^^ связанные с пустотами; - межплитные швы.

325 330 335 340 345 350 355 360 365

265 270

275 280 285 Дистанция, м

290 295

360 365

метры

Рис. 10. Фрагмент радарограммы обзорной георадиолокационной съемки с выделенными георадиолокационными эффектами (а) и схематизированная карта, обзорной (б) георадиолокационной съемки, характеризующая распределение полостей под ж/б плитами верхового откоса Боткинской ГЭС

Аномалии, соответствующие полостям, заполоненным видоизмененным грунтом под половым покрытием

Рис. 11. Результаты исследований внутренней части Петропавловского собора: а - Фрагмент радарограммы детальной георадиолокационной съемки с выделенными георадиолокационными эффектами;

б - Схематизированная карта распределения аномалий под слоем полового покрытия

5 10 15 20

расстояние в метрах

2,5 5 7,5 10 12,5 I

Дистанция, м

Георадиолокационные эффекты, соответствующие полости, заполоненной видоизмененными грунтами под половым покрытием

Георадиолокационные эффекты, соответствующие подошве полового покрытия

Условные обозначения:

Степень ттешиноватости массива:

Сильная SS3 Модуль тпешиноватости М>5

_ к31 Модуль тпемшноватости 2<М<4

Соеаняя ,,

Гх1 Модуль тпешиноватости0.5<М<1

Слабая Модуль тпсшиноватости М<0.4

260 300 340 380 420 460 500 540

О 25 50 75 100 125 150 175

Дистанция, м

25-_________ ;

О" 25 50 75 100 125" 150 175 Дистанция, м

Рис. 12. Результаты георадиолокационных исследований скальных массивов Кольского п-ова: а - Георадиолокационных разрез, характеризующий степень трещиноватости трещин выветривания скального массива

б - Фрагмент радарограммы скального массива и соответствующая ему энергограмма с указанием волновых ЭМ эффектов от крупных наклонных и субвертикальных трещин скального массива

Интервал развития

техногенной трещиноеатости

□ □ □ □

ЕЗ

• ПОСЧЛШЕП

• лпочпты

■ шксгнякн

■ ж V крепь

•сЛваъ шанмодсйгшя

Ж'о крепи с мисюппссюой

средой

Рис. 13. ФГМ зон деструкций в вертикальном шахтном стволе (а), соответствующая ФГМ теоретическая радарограмма, характеризующая эффекты волнового ЭМ поля от зон деструкций (б). Фрагмент экспериментальной радарограммы с указанием ЭМ эффектов от зон деструкции околоствольного пространства вертикального шахтного ствола ВС 1 рудника Октябрьский

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа представляет собой законченную научно-квалификационную работу, в которой решена задача обоснования методики георадиолокационных исследований зон деструкции инженерно-геологических объектов, основанной на результатах математического и физического моделирования волновых ЭМ полей и привлечении дополнительных процедур обработки, позволяющих проводить анализ волнового ЭМ поля в автоматическом режиме. Анализ результатов математического и физического моделирования и экспериментальных работ позволяет заключить следующее:

1) установлено, что для определения свойств зон деструкций в инженерно-геологических объектах необходимо выполнять анализ кинематических и динамических характеристик наблюдаемого волнового ЭМ поля;

2) на основе анализа теоретических волновых ЭМ полей и результатов физического моделирования сформулированы георадиолокационные атрибуты зон деструкций. Сформулированные основные георадиолокационные атрибуты являются основой для интерпретации волнового ЭМ поля инженерно-геологических объектов;

3) определено влияние материала заполнения зоны деструкции на динамические характеристики волнового ЭМ поля. На основе динамических особенностей волнового поля обоснованно применение комплексного преобразования Гильберта;

4) установлено, что применение комплексного преобразования Гильберта позволяет выявить особенности волнового ЭМ поля, характерные для зон деструкций в автоматическом режиме;

5) предложен способ оценки степени трещиноватости скальных массивов, основанный на преобразовании Гильберта;

6) разработанная методика полевой георадарной съемки позволяет повысить детальность и эффективность проводимых георадиолокационных исследований;

7) обоснованная методика георадиолокационных исследований служит основой для изучения зон деструкции инженерно-геологических объектов, что подтверждается экспериментальными исследованиями.

Соответствие полученных теоретических представлений и экспе-

риментальных исследований свидетельствует о достоверности выделенных георадиолокационных атрибутов. Обоснована методика георадиолокационных исследований, служащая основой при изучении инженерно-геологических объектов различных типов, сложности и назначения.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Данильев С.М. Георадиолокационные исследования гидротехнических и транспортных сооружений / Н.Н.Ефимова, С.М. Данильев // Записки Горного института. СПб. СПГГУ им. Г.В.Плеханова. 2007. Т. 173 С.60-62.

2. Данильев С.М. Применение метода георадиолокации для исследования состояния крепи и закрепного пространства рудника «Октябрьский». / В.В. Глазунов, С.М. Данильев // Записки Горного института. СПб. СПГГУ им. Г.В.Плеханова. 2011. Т. 189 С.15-18.

3. Данильев С.М. Опыт применения георадиолокации для оценки состояния верхового откоса земляных плотин Боткинской ГЭС/ С.М. Данильев, В.В. Глазунов, И.Н. Гусакова, В.Ф. Фисенко // Известия ВНИИГ. СПб. ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева. 2011. Т. 261 С.53-60.

4. Данильев С.М. Применение преобразований Гильберта при интерпретации данных георадарной съемки железных дорог. //Сборник тезисов докладов 5-й Международной научно-практической конференции «Геофизика-2005» - СПб.: С.-Петерб.ун-т, 2005. С. 82-83.

5. Данильев С.М. Возможности применения метода георадиолокации для решения геотехнических задач //Сборник тезисов докладов 7-й Международной научно-практической конференции «Геофизи-ка-2009» - СПб.: С.-Петерб.ун-т, 2009. Электронное издание на компакт-диске (СБ).

6. Данильев С.М. Обоснование георадиолокационных критериев обнаружения и распознавания зон деструкции инженерных объектов на основе математического моделирования. / С.М. Данильев, В.В. Глазунов //Сборник тезисов докладов VII Международной научно-практической конференции и выставке "Инженерная геофизика -2011" - Москва, 2011. Электронное издание на компакт-диске (СО).

РИЦ СПГГУ. 24.05.2011. 3.288 Т.100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Данильев, Сергей Михайлович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Зоны деструкции инженерно-геологических объектов и геофизические методы их исследований.

1.1 Зоны деструкции инженерно-геологических объектов.

1.2 Геофизические методы изучения зон деструкции инженерно* геологических объектов.

1.2.1 Метод георадиолокации.

1.2.2 Физические основы метода георадиолокации.

1.2.3 Распространение ЭМ волн в геологическое среде.

1.3 Применение метода георадиолокации в инженерной геофизике.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Моделирование основных типов зон деструкций, формирующихся в инженерно-геологических объектах.

2.1 Физико-геологические модели зон деструкций.

2.2 Моделирование волновых ЭМ полей зон деструкций инженерногеологических объектов.

2.3 Расчет теоретических моделей волновых ЭМ полей зон деструкций инженерно-геологических объектов.

2.3.1 Расчет теоретических волновых ЭМ полей полостей.

2.3.2 Расчет теоретических волновых ЭМ полей зон трещиноватости.

2.4 Моделирование волновых ЭМ полей зон деструкции эксплуатируемых инженерно-геологических объектов.

Выводы по Главе 2.

Глава 3. Обработка и интерпретация данных георадиолокационных исследований зон деструкций инженерно-геологических объектов.

3.1 Обработка данных георадиолокационных исследований зон деструкций.

3.2 Интерпретация данных георадиолокационных исследований зон деструкций.

3.2.1 Кинематическая интерпретация.

3.2.2 Динамическая интерпретация.

3.3 Математическое представление преобразования Гильберта.

3.4 Применение преобразований Гильберта для изучения свойств зон деструкций.

3.4.1 Применение преобразований Гильберта для интерпретации полостей инженерно-геологических объектов.

3.4.2 Применение преобразований Гильберта для интерпретации трещиноватости скальных массивов.

Выводы по Главе 3.

Глава 4. Георадиолокационные исследования зон деструкций инженерно-геологических объектов.

4.1 Технология георадиолокационной съемки зон деструкций инженерно-геологических объектов.

4.1.1 Режим работы георадара.

4.1.2 Способ перемещения антенной системы по профилю.

4.2 Примеры исследований зон деструкций инженерно-геологических объектов.

4.2.1 Исследования полостей под ж/б плитами верхового откоса Боткинской ГЭС.

4.2.2 Исследования закрепного пространства ствола ВС-1 рудника «Октябрьский».

4.2.3 Исследования зон деструкций внутренней части Петропавловского собора.

4.2.4 Исследования трещиноватости скальных массивов Кольского п-ова и месторождения облицовочного камня Ладожское.

4.2.5 Исследования зон деструкций автомобильных дорог автомобильных дорог.

Выводы по Главе 4.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование методики георадиолокационных исследований зон деструкции инженерно-геологических объектов"

Актуальность работы.

Инженерно-геологические объекты: здания, сооружения, автомобильные дороги, плотины, горные выработки являются неотъемлемой частью современной инфраструктуры. В результате воздействия эксплуатационных нагрузок, инженерно-геологических процессов, нарушения технологии строительства происходит формирование различных зон деструкций. Развитие этих зон оказывает влияние на эксплуатационную надежность объекта, вплоть до его полного вывода из эксплуатации. В связи с этим необходимо проведение исследований инженерно-геологических объектов, направленных на своевременное выявление и оценку параметров сформировавшихся деструкций.

Специфика исследований зон деструкций инженерно-геологических объектов требует обеспечения высокой детальности и проведения их в условиях эксплуатации изучаемого объекта. Метод георадиолокации отвечает этим требованиям и позволяет выявить зоны деструкции, сформировавшиеся в инженерных объектах, к которым относятся полости с различным материалом заполнения, трещины и зоны трещиноватости горных пород. Метод георадиолокации обладает высокой пространственной разрешающей' способностью, производительностью и высокой чувствительностью к изменениям свойств изучаемой среды. Значительный вклад в развитие метода георадиолокации внесли М.Л.Владов, В.В.Глазунов, А.Ю.Гринев, Н.Н.Ефимова, В.П.Золотарев, А.В.Калинин, В.В.Капустин, В.В.Помозов, Н.П.Семейкин, А.В.Старовойтов, М.И. Финкелынтейн.

В настоящее время- метод георадиолокации активно применяется* для изучения инженерно-геологических объектов, однако, широкому внедрению метода в практику локализации и определения параметров зон деструкции препятствует отсутствие обоснованной методики георадиолокационных исследований. Применение метода и интерпретация георадиолокационных данных преимущественно базируются на экспериментальных работах и интуитивных представлениях геофизика. Для повышения эффективности исследований возникает необходимость в обосновании методики георадиолокационных исследований, включающей технологию проведения георадарной съемки, обработку и интерпретацию полученных данных, базирующихся на результатах физического и математического моделирования эффектов волнового электромагнитного (ЭМ) поля зон деструкции. Особое внимание необходимо уделить исследованию кинематических и динамических особенностей теоретических волновых ЭМ полей, являющихся основой для выявления георадиолокационных атрибутов, указывающих на наличие зон деструкции инженерно-геологических объектов, и выбора оптимальных процедур обработки данных метода, направленных на повышение эффективности выявления и оценки параметров зон деструкций.

Основные задачи и методы исследований:

• выполнить анализ основных типов зон деструкций, формирующихся в инженерно-геологических объектах;

• создать физико-геологические модели основных типов* зон деструкции и на их основе произвести расчет и анализ теоретических волновых ЭМ полей зон деструкций-в зависимости от их геометрических параметров и электрофизических свойств;

• опробовать методику на различных инженерно-геологических объектах для решения практических задач.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Установлены георадиолокационные атрибуты зон деструкций инженерно-геологических объектов.

2. Предложено применение процедур комплексного преобразования Гильберта для распознавания типов и оценки параметров зон деструкций.

Защищаемые положения

1. Результаты выполненного математического< и физического моделирования электромагнитных волновых полей основных типов зон деструкций инженерно-геологических объектов позволили определить георадиолокационные атрибуты, обеспечивающие обнаружение и оценку параметров зон деструкций по данным метода георадиолокации.

2. Установленные георадиолокационные атрибуты зон деструкций являются основой для выбора оптимальных процедур обработки и способов интерпретации• данных георадиолокационных исследований инженерно-геологических объектов. Для оценки параметров зон деструкций целесообразно использовать динамические атрибуты волновых электромагнитных полей, определяемые• на основе преобразования Гильберта.

Методика исследования.

Для решения поставленных задач проведено обобщение информации, о типах зон дёструкций инженерно-геологических объектов. Выполнена классификация основных типов зон дёструкций, проанализированы их электрофизические свойства, геометрические параметры и разработаны базовые физико-геологические модели? (ФЕМ). На основе ФГМ рассчитаны волновые ЭМ поля зон дёструкций с; использованием метода конечных элементов. Обработка теоретических и экспериментальных волновых ЭМ; полей осуществлена; с помощью программных пакетов для обработки данных методов георадиолокации PR1SM; GEOSCAN, RADEXPLORER и сейсморазведки KOGEO.

Достоверность определяется использованием современной аппаратурной базы, программных пакетов шбработкш и интерпретации данных,, а также математических, алгоритмов моделирования. Достоверность, разработанной методики , георадиолокационных исследований подтверждена практическими исследованиями зон дёструкций на Боткинской ГЭС, ствола ВС-1 рудника «Октябрьский», карьера облицовочного камня, скальных массивов Кольского п-ова;, архитектурных памятников Санкт-Петербурга.

Практическая значимость работы.

Обоснована и усовершенствована методика георадиолокационных исследований зон деструкции, позволяющая- повысить достоверность их локализации и получить информацию; об их свойствах, что обеспечивает возможность: выработки' мер по снижению эксплуатационных рисков, связанных с зонами деструкции.

Апробация работы.

Основные результаты, полученные автором, докладывались и обсуждались на Международных конференциях: VII и VIII Международный геофизический научно-практический семинар "Применение современных электроразведочных технологий при поисках месторождений полезных ископаемых" (2008, 2009гг.), на Международных молодежных научно-практических конференциях «Геофизика 2005» и «Геофизика 2009», V научно-техническая конференция «Гидроэнергетика. Новые разработки и технологии» и VII Международной научно-практической конференции и выставке «Инженерная геофизика-2011».

Фактический материал и личный вклад автора.

Диссертация выполнена на кафедре геофизических и геохимических методов поисков и разведки месторождений полезных ископаемых СПГГИ под научным руководством профессора Владимира Васильевича Глазунова и базируется на теоретических и практических исследованиях инженерно-геологических объектов, выполненных при непосредственном участии автора в период с 2004 по 2011 гг.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Данильев, Сергей Михайлович

Выводы по Главе 2.

1.Рассчитаны теоретические модели различных типов деструкций в инженерно-геологических объектах, учитывающие вариации электрофизических свойств и геометрических параметров деструкций. Теоретические модели служат своего рода эталоном, характеризующим особенности формирования ЭМ волн от конкретного типа деструкции. Выполненные экспериментальные исследования реальных полостей на Боткинской ГЭС доказали соответствие теоретических и практических особенностей волнового ЭМ поля. >

2.Анализ волнового ЭМ поля теоретических волновых ЭМ полей позволил выделить целевые волны, соответствующие зонам деструкций и позволяющие определить её параметры. Выполненный динамический анализ теоретического ЭМ поля выявил дополнительные особенности поля такие как: фазовые сдвиги, смещение спектра центральной частоты. Расчет теоретических радарограмм, соответствующих реальным зонам деструкции гидротехнических сооружений и вертикальных шахтных стволов подтверждает совпадение выявленных особенностей волнового ЭМ поля теоретических моделей зон деструкций с реальными деструкциями инженерно-геологических объектов.

3.Выявленные на теоретических моделях особенности ЭМ волн от зон деструкции объединены и на их основе сформулированы георадилокационные атрибуты деструкций в инженерно-геологических объектах. Предложенные георадиолокационные атрибуты позволяют: выявить сформированную деструкцию на реальных радарограммах, обосновать применение дополнительных процедур обработки данных. Зная георадиолокационные атрибуты можно скорректировать методику георадиолокационных исследований путем изменения технологии полевой съемки, применения дополнительных процедур обработки радарограмм, позволяющих определить параметры зон деструкций.

В . методе георадиолокации под данными понимается последовательно сформированная радарограмма, состоящая • из набора отражений радиоволновых импульсов. В; настоящее время обработка данных геофизических методов проводится с использованием компьютерных алгоритмов, как правило, современная аппаратура для проведения; георадиолокационных исследований позволяет в полевых условиях производить запись, данных в цифровом- виде непосредственно- в компьютер: Целью обработки данных георадиолокационных исследований является их подготовка к последующей интерпретации [31,47,48]. Результатом интерпретации- данных георадиолокационных исследований зон деструкций инженерно-геологических объектов является определение координат сформировавшейся деструкции и оценка ее параметров.

Георадиолокация, так же как; сейсморазведка, является волновым методом, поэтому неудивительно, что процедуры обработки и методические приемы интерпретации данных георадиолокационных исследований базируются на представлениях почерпнутых.из* сейсморазведки [10,56,57].

3;1 Обработка данных георадиолокационных, исследований зон деструкций;

Сущность, обработки георадиолокационных данных состоит, прежде всего, в выделении полезного сигнала на фоне помех и шума, [51]. В ряде случаев на радарограмме возможно выделение, части: временного разреза (некоторой совокупности однократно отраженных волн) без, специальной обработки. Однако, такие случаи весьма редки и для> возможности выделения всей совокупности однократно отраженных волн необходимо специальными процедурами и приемами преобразования ослабить волны других типов. Возможность успешного применения таких преобразований данных обусловлена отличием характеристик полезных волн от соответствующих характеристик волн-помех и шума. Благодаря этим отличиям, использование набора специально подобранных (в< зависимости от задачи) и последовательно выполняемых процедур преобразования' данных (граф обработки), позволяет уменьшить, а в некоторых случаях полностью подавить волны-помехи [23].

В обработке данных исследования зон деструкций инженерно-геологических объектов выделяется два этапа; Первый этап- объединяет процедуры предварительной обработки радарограмм, входящие в стандартных граф обработки (подходящий для большинства задач): Процедуры обработки? второго этапа выполняются непосредственно/вшроцессе интерпретации-данных и будут рассмотрены позднее.

Процесс предварительной обработки сводится к выполнению ряда технических операций; применение которых обеспечивает повышение качества полевых: материалов за счет учета аппаратурных факторов и. методических особенностей георадарной; съемки. В стандартный граф обработки входят следующие виды предварительной обработки:

• редактирование трасс;

• масштабирование радарограмм;

• удаление синфазной помехи;

• . регулировка амплитуд волн

• частотная полосовая фильтрация; . • выбор нулевой линии;

• - 2-Б пространственная фильтрация;

• амплитудная коррекция:

Процедуры и средства предварительной; обработки обеспечиваются возможностями обрабатывающей компьютерной системы. Ниже в таблице 3.1 приведены возможности компьютерных систем' ОЕОЗСАТЧ 32 (ООО "ЛогиС") и КаёЕхР1опег (ООО "Деко Геофизика") для; реализации перечисленных видов предварительной обработки-радарограмм [35,47].

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Данильев, Сергей Михайлович, Санкт-Петербург

1. Алексеев Г.В. Особенности деформирования бутовых фундаментов и оснований памятников архитектуры. Автореф. диссер. на соискание степени Д.Г.-М.Н., СПб, 2003. 22 с.

2. Алексеев Г.В., Домарев. О.В., Черкасова Л.И. Особенности процессов деструкции фундаментов Останкинского дворца-музея творчества крепостных. Сборник прикладных научно-технических работ областного факультета ПГС, М., 2000, стр. 158-161.

3. Альпин Л.М., Даев Д.С., Каринский А. Д. Теория полей, применяемых в разведочной геофизике. М.: Недра, 1985. 407с.

4. Бабков В.Ф. Автомобильные дороги. М.: Транспорт, 1983. 280с.

5. Бака Н.Т., Ильченко И.В. Облицовочный камень. Геолого -промышленная и технологическая оценка месторождений / Справочник. М.: Недра, 1992.-303с.

6. Баклашов И.В. Основы геомеханики. Учеб. пособие для ВУЗОв. М.: МГГУ, 2004. - 205 с.

7. Боганик Г.Н., Гурвич И.И. Сейсморазведка: Учебник для вузов. Тверь: Изд. АИС, 2006. 744с.

8. Варга A.A. Инженерно-геологический анализ скальных массивов.-М.: Недра, 1988. - 216 с.

9. Введение в механику скальных пород/под. ред. Х.Бока. М.: Мир, 1983.-276 с.

10. Владов М.Л., Старовойтов A.B. Введение в георадиолокацию. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2005. - 155с.

11. Владов М.Л., Старовойтов A.B. Георадиолокационные исследования верхней части разреза: учеб. пособие. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1999. - 90 с.

12. Владов M.Л., Старовойтов А.В. Обзор геофизических методов исследований при решении инженерно-геологических и инженерных задач. -M.: GDS Production, 1998. 81с.

13. Владов M.JL, Старовойтов А.В., Калашников А.Ю. Основные типы деформаций в железнодорожных насыпях по данным георадиолокационного профилирования. Разведка и охрана недр, 2006, №12, с 14-17.

14. Вахромеев Г.С., Давыденко А.Ю. Комплексирование геофизических методов и физико-геологические модели. Иркутск: ИЛИ; 1989. — 88с.

15. Вахромеев Г.С., Давыденко А.Ю. Моделирование в разведочной геофизике. М.: Недра, 1987. - 192с.

16. Вопросы подповерхностной радиолокации: моногр. / Андриянов А.В., Астанин Л.Ю., Бодров В.Ю. и др. / Под ред. А.Ю. Гринева. М.: Радиотехника, 2005. - 416 с.

17. Георадары серии «ОКО» / Помозов В.В, Поцепня О.А., Семейкин Н.П. и др. // Разведка и охрана недр. 2001. - N 3. - С.26-28.

18. Глазунов В.В., Ефимова Н.Н. Оценка состояния конструктивных слоев и землеполотна автодорог по данным георадиолокации // Разведка и охрана недр. 2001. - N 3. - 39-42с. - Библиогр.: 4 назв.

19. Дашко Р.Э. Инженерные сооружения. Учебное пособие. Ленинград, 1980. 85с.

20. Дерюга А.М. Георадиолокационный метод инженерных изысканий в городском хозяйстве // Полимергаз. 2002. - N 3(23). - С.35-37.

21. Дунаев В:А., Серый C.G. Структурные особенности массивов скальных пород и их влияние на устойчивость карьерных откосов: 'Торный информационно-аналитический бюллетень", 2004, № 5 21-25с.

22. Нфимова H.H. Георадиолокационные исследования1; при: решении задач инженерной теофизики: автореф. дис. . канд. техн. наук. СПб., 19991 -23 с. .

23. Зйнченко B.C. Петрофизические основы гидрогеологической и инженерно-геологической интерпретации геофизических данных. Тверь: Изд. АИС, 2005: - 392с. \

24. Изюмов С.В., Дручинин С.В-, Вознесенский A.C. Теория и методы георадиолокации:,учеб; пособие для вузов.>;М.::Горн; книга, Изд-во Моск. гос. горн, ун-та, 2008. 196 с.

25. Капустин, В.В. Георадарное исследование техногенных грунтов // Разведка и охранашедр. 2009. - N 3. - С.43-46.

26. Капустин В.В., Строчков Ю.А. Некоторые особенности обработки георадарных данных при исследованиях строительных конструкций // Разведка и охрана недр. -2008;.- N1. C.22-25.

27. Комплексные инженерно-геологические исследования при; строительстве гидротехнических сооружений. / под ред. А.И: Савича и Б.Д. Куюнджич. М.: Недра, 1990. - 462с.

28. Кудрявцев Ю.И. Теория поля и её применение в геофизике. JI.: Недра, 1988.-335с.

29. Кулижников A.M. Применение георадарных технологий в дорожном хозяйстве // Разведка и охрана недр. 2001. - N 3: - С.32-34.

30. Кульницкий Л.М., Гофман П.А., Токарев М.Ю. Математическая обработка данных георадиолокации и система RADEXPRO // Разведка и охрана недр.-2001.-N3.-C.6-11.

31. Ломтадзе В.Д. Инженерная геология. Инженерная петрология. — Л.: Недра, 1984. -511с.

32. Ломтадзе; В.Д. Физико-механические свойства горных пород. Методы лабраторных исследований: Учебное пособие для вузов: Л.: Недра, 1990. -328с. "

33. Методические^ рекомендации по применению георадаров при обследовании дорожных конструкций. М.: Росавтодор, 2004. — 37с.

34. Мюллер Л. Инженерная геология. Механика скальных пород. М.: Мир, 1971. - 254 с,

35. Обследование и оценка технического состояния шахтных стволов Методические* указания;, по проведению экспертных обследований шахтных подъемных установок. РД 03-422-01, 2001г. 36с.

36. Огильви А.А. Основы; инженерной* геофизики: Учебник для вузов. Под редакцией В:А. Богословского. — М.: Недра, 1990: — 501с.

37. Пархоменко Э.И. Электрические свойства горных пород./ Под ред. М.П. Воларовича. М., Недра, 1978, с.66-102.

38. Петрофизика. Справочник. Книга первая. Горные породы и полезные ископаемые. Под ред. Н.Б. Дортман. М.: Недра, 1992. 391 с.

39. Плотины из грунтовых материалов. СНиП 2.06.05.84, Госстрой СССР, М. 1991.-20с.

40. Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог, ОДН 218.0.006-2002. М.: Росавтодор, 2004. - 37с.

41. Правила проведения натурных наблюдений за работой бетонных плотин. РД 153-34.2-21.545-2003. ВНИИГ им: Б.Е. Веденеева; СПб 2003г.

42. Программа управления георадаром и визуализации получаемых данных GeoScan 32: Иллюстрированное руководство пользователя. -Жуковский: Логис, 2000-2005. 97с.

43. Программый пакет "prism 2.5". Инструкция пользователя. Рига 2010.-61 с.

44. Рекомендации по проведению натурных наблюдений и исследований креплений откосов грунтовых сооружений и-береговых склонов. П74-2000/ВНИИГ. ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, СПб, 2000.

45. Радиотехнический прибор подповерхностного зондирования (георадар) «ОКО-2». Техническое описание. Инструкция по эксплуатации, г. Раменское, Мое. обл. 2009. 94с.

46. Рекомендации,по применению георадиолокационных исследований в комплексе геотехнических работ. М.: Компания Спутник+, 2000. - 67 с.

47. Робинсон Э.А. Метод миграции в сейсморазведке. М.: Недра, 1988.- 109с.

48. Самсонов A.B. Волны в веществе // Радиотехн. тетради. 2000. - N 20. - С.16-18.

49. Семейкин Н.П. Развитие георадаров серии "Око-2" // Автоматизированные технологии изысканий и проектирования. 2003. - N 9. -С.68-69.

50. Семейкин Н.П., Помозов В.В., Дудник A.B. Развитие георадаров серии "ОКО" // Наукоемкие технологии. 2005. - Т.6, N 7. - С.62-65.

51. Старовойтов A.B. Интерпретация георадиолокационных данных / Учебное пособие. М.: Издательство МГУ, 2008: 192 с.

52. Старовойтов A.B., Владов M.JI. Интерпретация данных георадиолокационных наблюдений. Разведка и охрана недр, 2001, №3 11-14с.

53. Талалов А.Д., Даев Д.С. О структурном механизме частотной дисперсии электрических свойств гетерогенных горных пород // Физика Земли. 1996. №8. 56-66с.

54. Тутакова А .Я. Геология и критерии оценки месторождений^ облицовочного камня карельского перешейка: автореф. дис. канд. геол-мин. наук. СПб., 1999. - 18 с.

55. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых. Справочник геофизика. / Под ред. Дортман Н.Б. М.: Недра, 1984. - 455с.

56. Финкелынтейн М.И., Карпухин В.И., Кутев В.А. Подповерхностная радиолокация. М.: Радио и связь, 1994. - 216 с.

57. Финкелынтейн М.И., Кутев В.А., Золотарев В.П. Применение радиолокационного подповерхностного зондирования в инженерной геологии. -М.: Недра, 1986. 128 с.

58. Хипп Д.Е. Зависимость электромагнитных характеристик почвы от влажности, плотности почвы и частоты: пер. с англ./Д.Е. Хипп // ТИИЭР.-1974.-№1,-Т.62.-С.95-105

59. Шевяков JI. Д., Разработка месторождений полезных ископаемых, 4 изд., М., 1963.-756с.

60. Электроразведка. Справочник геофизика. Под редакцией В.Х. Хмелевского и В:М. Бондаренко. Книга вторая. М.Ж Недра, 1989. 378с.

61. Эсик B.JI. Георадиолокационные исследования при поиске подземных пустот // Разведка и охрана недр. 2002. - N 2.

62. Язвин JI.C. Гидрогеология СССР Москва 1977г. 280с.

63. Bedrosian, E., 1963: A product theorem for Hilbert transform. Proc. IEEE, 51, sh 868-869.

64. Deniels D.J. Surface Penetrating Radar. - London, UK: IEE, 1996.300sh.

65. Gregoire C. Halleux.L. and Lukas V. GPR abilities for the detection and characterization of open fractures in a salt mine, Near Surface Geophysics Volume 1 Number 3, 2003. - sh 139-148/ .

66. Giannopoulos* A.; "The investigation of Transmission-LineMatrix and Finite-Difference Time-Domains Methods for- the Forward! Problem* of Ground Probing Radar!', D.Phil-thesis, Department ofElectronics, 1997, University of York, UK.-sh264-271.

67. Kunz K. S. and' Luebbers R. J., "The Finite Difference Time Domain Method- for -Electromagnetics'*', 1993, CRC Press . - 233sh.

68. Pipan-M., Forte E., Guangyou F. and Finetti I. High resolution GPR imaging and joint characterization in limestone , Near Surface Geophysics Volume 1 Number !, 2003. sh-39-55.

69. TafloveA., "Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-DomainMethod", 1995, Artech House - 61 lsh.

70. The Hilbert-Huang transform and its applications / editors, Norden E. Huang, Samuel S.P. Shen. World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. 5 Toh Tuck Link, Singapore 596224, 2005. 308sh.

71. H. Zhan, K. Belli, S. Wadia-Fascetti and C. Rappaport Effectiveness of 2D FDTD Ground Penetrating Radar Modeling for Bridge Deck Deterioration Evaluated by 3D FDTD, 2000. - 1550-1558sh.

72. Quek, S., Tua, P., and Wang, Q. Detecting anomalies in beams and plate based on the Hilbert-Huang transform of real» signals. Smart Materials and Structures 12, 2003, sh. 447-460.

73. Yee K. S., "Numerical^ Solution of Initial Boundary Value Problems Involving Maxwell's Equations in Isotropic Media", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 1966, Vol. 14, sh. 302-307

Информация о работе

Данильев, Сергей Михайлович
кандидата геолого-минералогических наук
Санкт-Петербург, 2011
ВАК 25.00.10

Диссертация

Обоснование методики георадиолокационных исследований зон деструкции инженерно-геологических объектов - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы