Применение малоглубинной электроразведки для изучения трехмерно неоднородных сред (1100333), страница 12

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 12)

Информация о рельефе по профилю учитывается в процессе инверсии, поэтому нетнеобходимости корректировать его влияние на этапе работы с псевдоразрезом. Однако придвумерной инверсии невозможно учесть влияние объектов вне профиля (они исключаютсядвумерным приближением), и в том числе продольного рельефа. А зачастую именно он является важным искажающим элементом.Учитывать продольную составляющую рельефа тем удобнее, что известны все свойства ипараметры этого искажающего фактора. Действительно, если рельеф принимать за неоднородность изучаемой среды, то известна не только ее геометрия, которую можно получить в результате топографической съемки, но и контрастность по отношению к остальному разрезу, котораявсегда бесконечна (так как ρвоздух→∞). Влияние такой неоднородности можно рассчитать с высокой точностью с помощью численного решения прямой задачи от однородной модели полупространства, включающей только продольный рельеф.Если сторонней неоднородностью является только рельеф, то:492.9Тогда для учета влияния рельефа формулы 2.62.6 и 2.7 принимают вид:2.102.11Таким образом, продольный рельеф является частным случаем двумерной продольной неоднородности с известной контрастностью по отношению к остальным элементам модели среды.Коррекция влияния продольного рельефа каменно-набросной плотины Богучанской ГЭСПосле проведения измерений методом электротомографии по профилю на гребне КНПБогучанской ГЭС и обработки данных выявлены некоторые особенности геоэлектрическогоразреза (Рис.

2.19 – для примера выбран разрез по циклу измерений IV, разрезы по всем циклам– Рис. 2.13). Более подробно результаты описаны предыдущем разделе, посвященном режимным наблюдениям.Влияние продольного рельефа должно выражаться в постоянной составляющей на геоэлектрическом разрезе – горизонтально-слоистой неоднородности. Поэтому внимание обращено принципиально на наличие в строении разрезов двух горизонтальных границ. Горизонтальная граница на отметке 130 м между вторым и третьим слоем обусловлена наличием границымежду телом КНП и породами основания.

Она подтверждается схемами и планами сооружения.Верхняя же граница на отметке 190 м не имеет соответствия на инженерных схемах и, на первый взгляд, отражает неоднородность грунтов, уложенных в тело КНП. Вторым вариантом интерпретации может быть сезонное колебание влажности верхнего слоя укладки. Но также наличие границы может быть обусловлено не неоднородностью грунтов, а влиянием формы контураоткосов – продольного рельефа плотины. Неправильная интерпретация строения искаженногоразреза может, в свою очередь, привести к пропуску целевых продольных фильтрационныханомалий пониженного сопротивления, медленно развивающихся во времени.Но даже если появление границы на отметке 190 м обусловлено не только влиянием продольного рельефа плотины, оно все равно является очевидным фактором, искажающим верхнюю часть разреза, который следует исключить перед интерпретацией.Поскольку на данном сооружении рельеф был постоянным вдоль оси гребня КНП и линиипрофиля, такой рельеф во введенной ранее классификации – это двумерная продольная неоднородность.

Это дало возможность использовать для расчета требуемых поправочных коэффициентов программу IE2DP2 (Электрическое зондирование…, 1988), позволяющую проводить математическое моделирование методом МИУ. Алгоритм данной программы позволяет проводить50моделирование для линейных электроразведочных установок, ось которых перпендикулярна коси двумерной модели.10 мРасчет был проведен для трехρ=∞различных моделей (Рис. 2.16, точказаписи отмечена звездочкой):Модель 1 – среда с двумягоризонтальнымиразногоρ1H1.слоямисопротивлениясрельефом, контраст сопро-400 мтивлений слоев ρ1/ ρ2=2;2.Модель 2 – однородная посопротивлениюмодельс10 мрельефом;Модель 3 – среда с двумягоризонтальнымислоямиH3.ρ=∞разного сопротивления безρ1рельефа (неоднородное полупространство),сопротивленийконтрастслоевρ1/400 мρ2=2.Конфигурация и форма рельефа вρ=∞Моделях 1-2 также соответствовалапродольному рельефу реальной каменГЭС.

Отмечу, что модели сильноHно-набросной плотины Богучанскойρ1упрощены, но схожи по строению рельефа с точными моделями КНП наРис. 2.9.Параметры системы наблюденияи моделей при моделировании былиРис. 2.16 Модели для программы IE2DP2.выбраны в соответствии с использованными при полевых работах:Моделирование измерений для одной точки записи электротомографии = точки ВЭЗ;Продольная трехэлектродная комбинированная установка Шлюмберже Amn+mnB(ось установки направлена перпендикулярно плоскости моделей);Минимальный и максимальный разносы AO 15 м и 300 м соответственно;51Сопротивление блоков, имитирующих воздух, ρвоздух=99999 Ом∙м – максимальновозможное для программы (ρвоздух→∞ по сравнению с сопротивлением блоков грунта);ρ1=1500 Ом∙м, ρ2=750 Ом∙м, H=80 м.Для расчета коэффициентов и скорректированного кажущегося сопротивления были использованы формулы 2.10 и 2.11, приведенные выше.На Рис.

2.17 представлены результаты моделирования – четыре кривые ВЭЗ:1.Кривая ВЭЗ 1 – для Модели 1, она может быть получена при реальных измеренияхна участке с продольным рельефом и неоднородностью исследуемой среды;2.Кривая ВЭЗ 2 – для Модели 2, она позволила рассчитать поправочный коэффициентдля учета влияния продольного рельефа;3.Кривая ВЭЗ 3 – для Модели 3, она отражает целевую модель неоднородной средыбез рельефа (полупространство), кроме того, на такой модели основана дальнейшаяобработка данных электротомографии (автоматическая инверсия);4.Кривая ВЭЗ 4 (скорректированная) – для Модели 3 с введенными поправочными коэффициентами на каждом разносе.Даже при визуальном анализе видно (Рис.

2.17), что ввод поправочного коэффициента вкривую ВЭЗ, полученную от модели с целевой неоднородностью и рельефом, значительно приближает ее к кривой ВЭЗ от двухслойной модели без рельефа (Модель 3). Особенно явное преимущество введения поправки наблюдается в верхней части разреза на небольших разносах, гдевлияние продольного рельефа, очевидно, больше. Этот вывод подтверждается расчетами невязки между кривыми отдельно на каждом разносе (Рис. 2.18). Формула для расчета невязки между двумя кривыми:2.12где ρi – значение кажущегося сопротивления на определенном разносе на одной кривой,где ρi – значение кажущегося сопротивления на том же разносе на второй кривой.Параметры сети наблюдений и форма рельефа в моделях при моделировании были выбраны на основе проведенных полевых исследований и условий проведения работ. Это позволилоиспользовать рассчитанные по результатам моделирования Модели 2 коэффициенты для коррекции реальных полевых данных, полученных на профиле ЭТ вдоль гребня высотной каменнонабросной плотины.52Рис.

2.17 Кривые ВЭЗ, полученные по результатам моделирования. Кривая ВЭЗ, скорректированная за влияние рельефа.Рис. 2.18 Невязки между модельными и скорректированной кривыми ВЭЗ.На Рис. 2.19 показаны два геоэлектрических разреза после двумерной автоматической инверсии данных электротомографии для цикла IV. На верхнем рисунке (Рис. 2.19А) изображенразрез по исходным данным, на нижнем (Рис. 2.19Б) – разрез по данным с введенной поправкойза влияние рельефа.

Предположение о том, что верхняя горизонтальная граница на разрезе (наотметке 190 м) является следствием влияния рельефа, не подтвердилась, поскольку после кор-53рекции граница не исчезла и не изменила положения. Поэтому ее наличие, вероятно, связано свертикальной неоднородностью грунтов, уложенных в тело КНП, или с влиянием продольныхнеоднородностей в конструкции плотины. Однако стоит отметить, что контрастность послевведения поправки уменьшилась, и геоэлектрический разрез стал более однородным и гладкимпо сопротивлению.Рис. 2.19 Геоэлектрический разрез по профилю вдоль гребня каменно-набросной плотины в цикле IV: А – исходный разрез; Б – разрез после введения поправки за рельеф.ВыводыПриведенный пример режимных исследований на КНП Богучанской ГЭС, непрерывнопроводимых с 2011 по 2013 года (и в 2014 также продолжаются работы), демонстрирует,насколько геофизические исследования широко распространены при обследовании линейнопротяженных плотин для выявления ослабленных зон, областей повышенной трещиноватости иобводненности и развивающихся во времени фильтрационных процессов.Сопоставление результатов исследований КНП Богучанской ГЭС в ходе первого наполнения водохранилища, позволило сделать следующие выводы:1)наблюдаемое на геоэлектрических разрезах снижение сопротивлений для разных циклов измерений связано с общим обводнением основания и правого берега при наполнении водохранилища и повышении уровня в верхнем бьефе и с фильтрацией воды втолще плотины;2)в теле КНП не отмечается развития крупномасштабных фильтрационных процессов,связанных с нарушением целостности АБД;3)не наблюдается фильтрационных процессов в зоне сопряжения c бетонной плотиной(ПК1170);54все фильтрационные процессы в толще плотины обусловлены сезонными осадками и4)таянием погребенного снега при «растеплении» тела плотины.Хотя мы пока не тестировали вышеописанную методику ввода поправок на более неоднородных моделях с более сложной конфигурацией рельефа, в целом, можно утверждать, что результаты геоэлектрических профильных наблюдений можно скорректировать и улучшить с помощью введения поправки за продольный рельеф, рассчитанной с помощью численного моделирования.

В каждом случае такой коррекции необходимо контролировать полученные результаты с помощью также численного моделирования или комплексирования с другими методами.В частном примере предположение о том, что одна из горизонтальных границ разреза является следствием влияния рельефа, не подтвердилась, поскольку после коррекции граница неисчезла и не изменила положения. Вероятно, она обусловлена вертикальной неоднородностьюгрунтов, уложенных в тело КНП, или с влиянием продольных неоднородностей в конструкцииплотины. Однако стоит отметить, что контрастность неоднородностей после введения поправкиуменьшилась, и геоэлектрический разрез стал более однородным и гладким по сопротивлению.4. Выводы по ГлавеДля определения влияния трехмерного строения среды на данные двумерной электротомографии по профилю:1.Была предложена классификация типов неоднородностей, основанная на про-странственной геометрии объектов и их расположении относительно профиля наблюдений.

Длякаждого типа описаны возможные варианты искажений, возникающие в двумерных данных.Все типы неоднородностей часто встречаются при реальных геофизических изысканиях. Показано два реальных примера исследований с различными типами неоднородностей.2.При моделировании для обоснования исследования карстово-суффозионных пу-стот в Гватемале методом электротомографии был выявлен важный эффект ограничения глубины нижней кромки трехмерного высокоомного объекта. Это существенно усложняет интерпретацию результатов измерений над такими объектами. Более точная по глубине модель получается при трехмерной инверсии набора параллельных профилей над тем же трехмерным объектом.3.Разработанная система для режимных наблюдений на гребне КНП БогучанскойГЭС показала свою принципиальную пригодность для оперативного контроля фильтрационныхпроцессов в толще грунтовых плотин.

Характеристики

Список файлов диссертации