Geofizica inginerească este o ramură a geofizicii de explorare (aplicată) care studiază structura geologică și geofizică și proprietățile fizice ale părții superioare a secțiunii geologice [1] în legătură cu activitatea economică umană . Tehnica geofizicii inginerești include metode de suprafață, foraj și studii de laborator. Geofizica inginerească se caracterizează prin mobilitate ridicată, o cantitate semnificativă de informații primite, obiectivitatea rezultatelor măsurătorilor și costul relativ scăzut al muncii. Unul dintre principalele deficiențe ale metodelor geofizice este ambiguitatea rezultatelor obținute . Prin urmare, integrarea metodelor [2], permițând rezolvarea completă sau parțială a acestei probleme, este cea mai importantă parte a cercetării geofizice de inginerie.
Principiul principal al geofizicii explorării este măsurarea unui câmp indus sau natural creat de corpuri geologice neomogene ( anomale) fizic , care prezintă interes în explorare.
Cu ajutorul geofizicii se rezolvă următoarele probleme de geologie inginerească și științe conexe [3] :
Explorarea electrică de inginerie se bazează pe utilizarea câmpurilor electromagnetice constante și variabile , atât create artificial, cât și naturale. Este utilizat pentru clarificarea structurii geologice, cartografierea solurilor înghețate și stâncoase , determinarea proprietăților fizice ale apei, urmărirea acviferelor , căutarea și determinarea stării comunicațiilor metalice - cabluri, conducte etc.; stabilirea influenței agresive a mediului geologic asupra comunicatii.
Inginerie seismică -
Chiar înainte de apariția geofizicii de explorare , în anii 90 ai secolului XIX. Hidrogeologii francezi au fundamentat posibilitățile termometriei ca metodă de însoțire a lucrărilor de captare pe ape minerale [6] .
Pentru rezolvarea problemelor inginerești-geologice, metodele geofizice au început să fie folosite la sfârșitul anilor 1920 în SUA, Franța și URSS. În URSS, prima lucrare folosind metodele geofizicii inginerești a fost efectuată în 1929 pe râu. Yenisei pentru a determina grosimea aluviunilor în aliniamentul barajului proiectat. Pentru a rezolva această problemă s-au folosit metodele de explorare electrică inginerească la curent continuu.
În anii 30 ai secolului al XX-lea, explorarea electrică în combinație cu explorarea seismică cu unde refractate a fost folosită pentru a studia carstul, alunecările de teren și permafrostul. Primele studii ale zonei de permafrost (din 1934) prin metode geofizice sunt asociate cu numele de V.F. și Yu.V. Bonczkowski [7] [8] .
Din 1949, departamentul de geofizică a Universității de Stat din Moscova a dezvoltat o direcție legată de utilizarea metodelor geofizice pentru rezolvarea problemelor geologice de inginerie [9] . Ogilvy Alexander Alexandrovich (1915-2000) [10] a devenit organizatorul și conducătorul acestei direcții .
Utilizarea industrială a geofizicii inginerești a început în anii 40-50 ai secolului XX în legătură cu volumele mari de construcție a structurilor hidraulice din Asia Centrală, pe Volga, Nipru și multe râuri siberiene [6] . Termenele strânse alocate lucrărilor de proiectare și sondaj au avut un impact negativ asupra volumului de foraj, astfel că utilizarea geofizicii inginerești s-a dovedit a fi foarte utilă [6] . În aceeași perioadă, metodele geofizice sunt utilizate în minerit în proiectarea și construcția minelor , drenarea zăcămintelor minerale [5] .
La începutul anilor 60 ai secolului XX, geologia inginerească s-a confruntat cu noi provocări care au necesitat o schimbare în tehnologia metodelor existente și dezvoltarea unora fundamental noi. Geofizica inginerească se îndepărtează de problemele geologice structurale tradiționale și începe să fie folosită pentru a studia proprietățile fizice, compoziția și starea rocilor, pentru a monitoriza și prezice procese geodinamice periculoase și pentru a rezolva probleme geoecologice . Lucrările științifice includ VSEGINGEO ( Nikolai Nikolaevich Goryainov [11] ), Facultatea de Geologie a Universității din Moscova ( Viktor Kazimirovici Khmelevskoy (născut în 1931) ), Hydroproject ( Anatoly Igorevich Savich (născut în 1935) [12] , Lyakhovich (Felix Moiseevici) născut în 1931 ), PIIIS . Începe implicarea activă în prelucrarea și interpretarea materialelor inginerești geofizice ale calculatoarelor digitale . Echipamente specializate sunt dezvoltate pentru studii geofizice de mică adâncime.
În anii 60-70, cele mai importante rezultate experimentale și teoretice au fost obținute cu privire la metodele de studii seismice ale solurilor nestâncoase, care au servit drept bază pentru dezvoltări moderne (Academia Urală de Mine și Geologie, Bondarev V.I., Krylatkov S.M. etc. .). Odată cu lansarea în 1977 a „Instrucțiunilor de utilizare a studiilor seismice în studiile inginerești pentru construcții” (RSN-45-77), acest domeniu de cercetare a fost legitimat din punct de vedere legal și a devenit larg răspândit în organizațiile de sondaj ale țării. , făcând posibilă studierea distribuției indicatorilor proprietăților fizice și mecanice în plan și în secțiune cu un nivel de detaliu care este practic inaccesibil altor metode geofizice existente.
În anii 1970, geofizica inginerească a atins un nou nivel. Există metode bazate pe translucidența maselor de rocă prin câmpuri seismoacustice și electromagnetice, se lucrează în zonele de apă, se dezvoltă tehnologii pentru determinarea parametrilor fizico-mecanici și apo-fizici în apariția naturală. Rolul procesării automate a datelor geofizice este în creștere.
În anii 80, s-au născut metodele tomografice la sol și foraj, au apărut un echipament digital portabil fundamental nou, au fost dezvoltate metode de alternare a câmpurilor electromagnetice și georadar . Capacitățile computerelor personale cresc rapid. În 1982-1987, Felix Moiseevich Lyakhovitsky a efectuat lucrări geofizice privind studiul carstului pe teritoriul Moscovei
În anii '90 ai secolului XX la Departamentul de Metode Seismice și Foraje [13] MGRI-RGGRU (apoi MGGA) sub conducerea lui G.N. Boganika (1935-2007) și V.P. Nomokonov (1921-2001) a testat tehnica explorării seismice de înaltă rezoluție [14] pentru a studia procesele carstice-suffuzie și neotectonice pe teritoriul Moscovei. Laptopurile și instrumentele de poziționare globală vin în geofizica inginerească .
Începutul noului secol al XXI-lea este marcat de introducerea pe scară largă a tomografiei seismice și tomografiei electrice în practica geofizicii inginerești, creșterea capacității canalului și adâncimea de biți a echipamentelor digitale, telemetrie, apariția metodei undelor de suprafață ( MASW ) și explorarea seismică de înaltă rezoluție prin unde transversale reflectate ( Skvortsov Andrey Georgievich [15] . În mod semnificativ, sunt dezvoltate capabilitățile pachetelor de procesare a datelor geofizice.
Metodele geofizice sunt folosite în căutările arheologice [17] . Datorită posibilității studiului de la distanță, utilizarea metodelor geofizice poate reduce semnificativ volumul de sol extras în timpul săpăturilor. Compoziția agregatelor care alcătuiesc structurile subterane ascunse (de exemplu, tuneluri sau înmormântări) din punct de vedere al proprietăților electrice și magnetice. Structura substituentului poate fi, de asemenea, rafinată în cursul radarului care pătrunde la sol . Cuptoarele, vetrele, semineele si sobele din argila copta sau pietruite calcinate au o magnetizare reziduala mare si sunt situate de-a lungul unor anomalii puternice ale campului magnetic. Când se studiază orașele antice inundate, se folosește un set eficient de metode geofizice - sonar cu scanare laterală , explorare magnetică și seismoacustică.
În știința criminalistică, geofizica este folosită din ce în ce mai mult pentru a detecta obiecte sau materiale apropiate de suprafață de interes pentru o anchetă penală sau civilă. Acestea sunt rămășițele victimelor crimei, înmormântările ilegale, depozitele de arme, emisiile de poluanți. Georadiolocalizarea și electrotomografia sunt folosite pentru a rezolva aceste probleme.
În cercetarea geotehnică, geofizica este folosită pentru a căuta comunicații ascunse sau pierdute, cabluri de alimentare, studierea fundațiilor, compoziția și proprietățile solului, studierea stării lucrărilor miniere, căutarea minelor etc.
| Geologie | |
|---|---|
| teoretic | |
| Dinamic | |
| istoric | |
| Aplicat | |
| Alte | |
| Categoria Geologie | |