Изучение геологического строения массивов горных пород. Расчленение горизонтально-слоистых сред. Изучение подземных вод в массивах горных пород

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования  «Гомельcкий государственный университет имени  Франциска Скорины»

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОФИЗИКА

Практическое пособие по спецкурсу для студентов специальности I-51 01 01 «Геология и разведка  месторождений полезных ископаемых» 

Гомель 2008

Практическое пособие содержит краткие теоретические сведения, задания и рекомендации по выполнению 10 лабораторных работ по курсу «Инженерная геофизика».  Включенные в пособие лабораторные работы посвящены применению геофизических методов для решения инженерно-геологических и гидрогеологических задач. Практическое пособие предназначено для студентов геолого-географического факультета специализации I-51 01 01 02 «Геофизические методы поисков и разведки» специальности I-51 01 01 «Геология и разведка месторождений полезных ископаемых» 

          Введение                                                                                              4

        Тема 1 Изучение геологического строения массивов горных по-      

          род                                                                                                       5

          Тема 2 Расчленение горизонтально-слоистых сред                        15

        Тема 3 Изучение подземных вод  в массивах горных пород           27

         Тема 4 Изучение свойств и характеристик горных пород               38

           Тема 5 Обработка данных скважинных сейсмических и геоаку-     

           стических наблюдений                                                                     46

          Литература                                                                                        54

Введение

Практическое пособие по выполнению лабораторных работ «Инженерная геофизика» предназначено для студентов специальности I – 51 01 01 «Геология и разведка месторождений полезных ископаемых» специализации I – 51 01 01 02 «Геофизические методы поисков и разведки». 

В данном пособии рассматривается применение геофизических методов для решения задач инженерной геологии и гидрогеологии. Пособие содержит 10 лабораторных работ по 5 темам теоретического курса  «Инженерная геофизика» Структура практического пособия построена таким образом, чтобы студенты при выполнении лабораторной работы могли изучить теоретический материал по теме. Каждая лабораторная работа содержит задание и порядок его выполнения. Причем каждый студент получает задание  в соответствии с индивидуальным вариантом. 

Тема 1 Изучение геологического строения массивов горных пород

1  Физические свойства трещиноватых горных пород.

2  Круговое электропрофилирование и круговое зондирование.

3  Микромагнитная съемка.

4  Интерпретация результатов полевых работ.

Основные понятия по теме

Трещиноватость является основной причиной, определяющей водопроницаемость скальных и полускальных горных пород. От нее также зависят их прочностные и деформационные свойства. Поэтому при обосновании проектов различных инженерных сооружений, их строительстве и оценке воздействия на окружающую среду необходимо проводить исследования по изучению трещиноватости. 

Трещиноватость горных пород влияет на все без исключения петрофизические свойства и, следовательно, на физические поля. Основными аномалиеобразующими факторами являются общий объем трещин по отношению к изучаемому объему горных пород, распределение и ориентация трещин в геологической среде и характер заполнителя трещин. 

Для изучения трещиноватости применяют методы электроразведки и магниторазведки (микромагнитную съемку). Из всех параметров трещиноватых пород лучше всего изучены электрофизические параметры. Применение наземных электрометрических методов дает возможность охарактеризовать распределение трещинной пустотности по глубине, определять господствующее простирание вертикальных и наклонных систем трещин и картировать их по площади.

Трещиноватость горной породы не только изменяет сопротивление, но и приводит к их электрической анизотропии. Трещиноватые скальные породы представляют собой анизотропные среды, в которых наиболее благоприятное направление распространения тока совпадает с простиранием преобладающих трещин, что и приводит к анизотропии.

Величина анизотропии определяется коэффициентом анизотропии ρn

λ= ρ_t , где ρ_я и ρ_t - сопротивления пород вкрест и вдоль слоистости.

Для оценки анизотропности и трещиноватости пород в массиве проводятся круговые вертикальные электрические зондирования или круговое электрическое профилирование.

Прикруговом профилированииработы проводятся следующим образом; на каждом пункте профиля выполняются замеры при разных азимутах расположения четырехэлектродной симметричной установки АМNВ (чаще всего по азимутам через 30 или 45°), т.е. определяют не одно, а несколько значений ρ_к в разных направлениях; (рис. 1,а).  По данным измерения сопротивлений строят круговые или полярные диаграммы ρ_к  (Рис.1,б).