Применение малоглубинной электроразведки для изучения трехмерно неоднородных сред (1100333), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Исходя из этого учет рельефа производился с помощью блоков, имитирующихвоздух и также имеющих ρ=99999 Ом∙м (Рис. 2.9).Для моделирования была выбрана аппроксимация плотины блоковой моделью, отражающей основные особенности ее строения и включающей: два блока для имитации воздуха (светло-серый); блок АБД (красный), блок основание (зеленый.), галерея (темно-серый), два блоканеобводненной отсыпки (коричневый), два блока необводненного переходного слоя (желтый),блок обводненного тела КНП, включающий переходный слой и отсыпку ниже уровня воды (голубой), блок воды в водохранилище (синий). Их структурная конфигурация, форма и размерысовпадали с реальными габаритами (1 м реальной плотины равен 1 условной единице размерности программы), за исключением формы блоков для имитации рельефа: их точная геометрияпри задании модели потребовала бы существенного увеличения числа ячеек и времени расчёта,поэтому граница была аппроксимирована наклонной прямой.Расчет был проведен для пяти различных моделей плотины (Рис.
2.9):1)Модель 1 – без заполнения верхнего бьефа (уровень воды в верхнем и нижнем бьефахминимальный 138 м, тело плотины и основание не обводнены);2)Модель 2 – после заполнения верхнего бьефа до уровня 168 м (уровень воды верхнегобьефа (УВБ) 168 м, уровень нижнего воды бьефа УНБ – 138 м, обводнено тело плотинысо стороны ВБ, основание обводнено частично);3)Модель 3 – после заполнения верхнего бьефа до уровня 168 м (УВБ 168 м, УНБ 138 м,обводнены тело плотины со стороны ВБ, обводнено основание);4)Модель 4-1 – после заполнения верхнего бьефа до уровня 188 м (УВБ 188 м, УНБ 138м, обводнено тело плотины со стороны ВБ, обводнено основание);5)Модель 4-2 – после заполнения верхнего бьефа до уровня 188 м и с фильтрацией черезАБД (УВБ 188 м, УНБ 168 м, обводнено тело плотины по обе стороны от диафрагмы,обводнено основание).Надо отметить, что форма депрессионной кривой в реальности будет отличаться от задан-ной в Модели 4-2, ее уровень намеренно завышен при моделировании, чтобы оценить максимальный вклад обводнённости низовой грани при нарушении целостности АБД.38Рис.
2.9 Модели плотины для моделирования.39Электрическое поле рассчитывалось для трехэлектродной установки Шлюмберже, которая располагалась вдоль гребня плотины. Минимальный и максимальный разносы AO=AB/2составляли 15 и 300 м. Положение профиля наблюдений отмечено на Рис. 2.9 звездочкой.Результаты моделированияДля сравнения с модельными данными в качестве опорной полевой кривой была выбрана осредненная по гребню криваяВЭЗ, полученная по результатам выполнения электроразведочных измерений методомэлектротомографиидля каждого цикла отдельно(Рис. 2.10). При расчетекаждой кривой использовались данные лишь по темчастям профиля, в которыхотсутствуют видимые искажения от двумерных объектов (исключены интервалыданных с искажениями отсмотровых шахт и правобережного примыкания).ПараметрымоделиРис.
2.10 Осредненные полевые кривые для четырехкаждойподбиралисьциклов измерений.так,чтобы кажущееся сопротивление максимально совпадало с полученными значениями кажущихся сопротивлений в соответствующем цикле измерений (цикл I, октябрь 2011 года – модель1;цикл II, май и июль 2012 года – модель 2; цикл III, сентябрь 2012 года – модель 3; цикл IV,сентябрь 2013 года – модель 4-1).
Модель 4-2 демонстрирует фильтрационный процесс, развивающийся на фоне модели 4-1.По результатам подбора моделей при моделировании и при анализе полученных полевыхи модельных кривых (Рис. 2.12, Рис. 2.11) можно сделать следующие выводы:1. Для всей совокупности моделей сопротивление блоков составляет:8000 Ом∙м для АБД,4010 Ом∙м для цементационной галереи,50 Ом∙м для воды,100-600 Ом∙м для основания (постепенно снижается с 600 до 100 при обводнении),3300-4000 Ом∙м для отсыпки КНП (обусловлено колебаниями влажности),500-600 Ом∙м для переходного дренажного слоя,2300 Ом∙м для обводненного переходного дренажного слоя и обводненной КНП.2.
На графиках (Рис. 2.12, Рис. 2.11) в левой части на минимальных разносах каждая кривая стремится к среднему сопротивлению между сопротивлениями переходного слоя и отсыпкиКНП. Также в этом интервале разносов на величину ρ к влияет близость высокоомной АБД.3. Повышение сопротивления на разносах от 30 до 70–80 м определяется влиянием совокупности трех факторов – высокого сопротивления сухой отсыпки, АБД и рельефа.4. На разносах более80–100 м ρк падает. Характер его понижения зависитот сопротивления основания разреза, сопротивленияобводненного тела плотиныи контраста между сопротивлениямиоснованияиотсыпки КНП.5.
В процессе наполнения водохранилища сопротивление основания постепенно понижается, что,вероятно, связано с увеличением его обводненности.Оно, по всей видимости,составляло 600 Ом∙м в октябре 2011 года (модель 1),400 Ом∙м в июле 2012 года(модель 2), 100 Ом∙м в сентябре 2012 года (модель 3).Сопротивление основания вРис. 2.11 Модельные кривые, полученные в результатерасчета моделей 1,2,3,4-1 и 4-2.моделях 4-1 и 4-2 является исключением, по данным моделирования оно достигает 800 Ом∙м.Это противоречит, во-первых, общей тенденции снижения сопротивления в результате водона-41сыщения, а во-вторых, результатам инверсии (Рис.
2.13). Есть предположение, что это можетбыть вызвано искажением модели (неудачным подбором эквивалентных параметров) из-за существенного отличия полевой осредненной кривой цикла IV в сентябре 2013 года от аналогичных кривых остальных циклов (Рис. 2.10).6. Наличие проводящей галереи в нижней частимодели и изменение ее сопротивления не влияют нарезультаты моделирования.7.Различиемеждукривыми для моделей беззаполнения и с заполнениемводохранилища(междукривыми для модели 1 и длямоделей 2, 3, 4) отражаетпринципиальнуюностьвыделятьвозможразныеуровни заполнения ВБ спомощью метода сопротивлений:приповышенииуровня воды в ВБ на кривой, начиная с некоторогоразноса, наблюдается понижение значений ρк (чемвыше уровень воды в ВБ,тем с меньшего разносанаблюдается понижение).8.
На кривой для мо-Рис. 2.12 Осредненные полевые кривые для четырехциклов измерений (пунктиром) и модельные кривые (сплошные), полученные в результате расчета трех моделей (1,2,3,41,4-2), соответствующих этим циклам.дели с фильтрацией воды в НБ (модель 4-2) по сравнению с графиком для модели без фильтрации (модель 4-1) наблюдается понижение сопротивления от 5 до 15% на разносах от 80 м до200 (все остальные параметры совпадают).Проведенное моделирование позволило уточнить реальные величины УЭС элементовизучаемой конструкции и её основания и оценить величину аномальных эффектов, возникающих в случае развития фильтрационных процессов. Стоит отметить, что эффект, возникающийпри обводнении низовой грани толщи КНП в результате развития локального фильтрационного42процесса (модель 4-2), весьма невелик на фоне помех из-за влияния продольных конструктивных неоднородностей плотины, обводнения скального основания и увеличения уровня ВБ (модели 1–4-1).
И при проведении измерений традиционным методом ВЭЗ и «одномерной» обработке идентифицировать указанный эффект по амплитуде аномалии практически невозможно.Однако аномалия, возникающая при локальном обводнении низовой грани, будет иметь двумерный характер на продольном профиле вдоль оси плотины, в отличие от всех вышеперечисленных эффектов-помех, являющихся постоянными на таком профиле.
Поэтому применениеЭТ при мониторинге дает возможность выделять аномальные зоны по их форме даже при небольших амплитудах изменений (снижении сопротивления менее чем на 10%).Результаты режимных наблюденийПо результатам полевых исследований для каждого цикла измерений методом ЭТ послеинверсии данных был получен геоэлектрический разрез (Рис. 2.13).Рис. 2.13 Геоэлектрические разрезы по результатам полевых исследований четырехциклов наблюдений.43Параметры обработки и инверсии были одинаковы для всех циклов.
Разрезы по разнымциклам имеют общие структурные особенности: трехслойное строение (верхний слой – около1000 Ом∙м, средний слой – от 4000 до 8000 Ом∙м, нижний слой – менее 600 Ом∙м), понижениесопротивления в районе ПК1730 и ПК2200, обусловленное наличием на этих пикетах двух вертикальных смотровых железобетонных шахт непосредственно вблизи линии профиля, и понижение сопротивления в правой части разреза (правее ПК2900) – в зоне правобережного примыкания, на которую оказывают влияние береговые отложения.По результатам инверсии данных электротомографии проведена статистическая оценкасопротивлений исследуемого участка и построена диаграмма количественно-временного анализа: карта развития гистограмм распределения УЭС во времени (Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
