SEISMO-AKUSTISKIE PĒTĪJUMI ĢEOTEHNISKOS URBUMOS

ASTM D 4428 / D seismiskā akustika

Mērījumus veic trīs akās, kas vienā rindā urbtas 3 m attālumā viens no otra. Akas tiek stādītas ar polietilēna caurulēm ar pretvārstu apvalka apakšā un piepilda ar ūdeni. Apvalks ir aizbāzts ar māliem vai cementu vai piepildīts ar ūdeni. Mērījumu laikā impulsu emitētājs un uztvērējs tiek nolaists blakus esošajās akās tādā pašā dziļumā, kādu nodrošina tehniskās specifikācijas, tiek veikta impulsu ierosmju virkne, tiek reģistrēts kopējais signāls, un pēc tam emitētājs un uztvērējs tiek pārvietoti uz jaunām pozīcijām. Pirmoreiz emitētāju un uztvērēju nolaiž līdz ūdens līmeņa dziļumam urbumā, pēc tam tie pārvietojas apakšā ar intervālu 1,0–1,5 m, kā paredzēts Darba uzdēvumā.

Saskaņā ar ASTM D 4428/D 4428M-07 vienkanāla režīmā tiek veiktas divas vai trīs garenisko un bīdes viļņu pārvietošanās laika mērījumu sērijas: ar emitētāju atrodas 1. urbumā, bet uztvērējus 2. urbumā – 3 m attālumā un 3. urbumā 6 m attālumā no urbuma 1. Akustiskā impulsa sākuma sinhronizācija ar ierakstīšanas sākumu tiek veikta, izmantojot pjezoelektrisko starta pārveidotāju, kas ievietots vienā tvertnē ar emitētāju un ar komunikācijas līnijas palīdzību savienots ar ierakstītāju.

Attēlā parādīti pieraksti, kas iegūti no pjezokeramikas emitētāja ar impulsa frekvenci 4 kHz ar 20 darbību uzkrāšanos katrā mērījumu sērijā. Mērījumi tika veikti, apmesties uz 3 m (pa kreisi) un 6 m (pa labi). Reģistros pirmie tiešā garāmbraucošā gareniskā viļņa signāli tiek izsekoti lielākajā daļā izmeklēto dziļuma intervālu. Dolomītu biezumā vairāk nekā 18 m dziļumā signāla un trokšņa attiecība sasniedz 20-30. Sekcijas augšējā daļā strauji pasliktinās signālu pārejas apstākļi. Tas arī nav pietiekami pārliecināts, ka daudzos intervālos izceļas šķērsviļņa  pienākšana.

Daudzkanālu seismiskā pārraide

Svārstības novērošanas urbumā uztver daudzkanālu (8–24 kanālu) pjezo-hidrofona zonde. Prasības novērošanas urbumu aprīkojumam šajā gadījumā paliek tādas pašas kā mērījumiem saskaņā ar ASTM D 4428/D. Ja apvalkā nav iespējams izmantot polietilēna caurules un daļēji aizstāt tās ar tērauda caurulēm augšējos augsnes masīva sabrukšanas intervālos, tad atvērto urbumu intervālos veic novērojumus līdz to piepildīšanas līmenim ar ūdeni. Jaudīgāks elektriskā dzirksteles tipa emitētājs (dzirksteles) ar izlādes enerģiju aptuveni 1-1,5 kJ pārvietojas ar doto soli pa blakus esošās urbuma stobru, parasti visā pētāmā intervāla garumā. Ja nepieciešams, ģeoloģiskā griezuma intervāla pārraides, pārsniedzotā uztverošās zondes garumu, zonde pārvietojas pa novērošanas urbuma stobriņu jaunā stāvoklī, un atkārtojas impulsa ierosinājumu virkne ar avota kustību gar urbumu tiek veikta.

Seismiski-akustiskā caurlaidība un ātruma griezumu tomogrāfiskā aprēķināšana

Zemāk parādīto seismisko ierakstu apstrāde un tomogrāfisko griezumu aprēķināšana tika veikta pēc materiāliem, kas iegūti Krievijas Zinātņu akadēmijas (Permas) Urālu filiāles Kalnrūpniecības institūta aktīvās seismoakustikas nodaļā.

Izmantojot elektrisko dzirksteles avotu ar uzkrāto lādiņa enerģiju apmēram 1000 J, ir iespējams pārliecinoši reģistrēt signālus urbumos, kas atrodas attālumā līdz 100 un vairāk metriem. Turklāt, ņemot vērā signāla augstfrekvences komponentu vājināšanos augsnēs, izstarotā signāla 1000-1600 Hz spektra darba frekvenču centrālā josla sašaurinās līdz 100-400 Hz.

Примеры томографических разрезов скоростей продольных волн

Konsolidēts ātrumu tomogrāfiskais griezums, ko iegūst ar starojumu urbumā 17A un signālu uztveršana urbuma 17B 20 m attālumā un urbumā. 17ig  96 m attālumā.

Ātruma griezums, kas iegūts caurspīdīguma laikā starp atvērtiem urbumu strobiem dziļuma intervālā no 19 līdz 69 m. Šis griezums ir divu tomogrāfisko attēlu pārklājums, kas iegūts, veicot pretpārraide no urbumam. 16A un 16ig.

 Pārraide tiek veikta, savstarpēji aizstājot emitētāju un uztvērēju atrašanās vietu divās akās. Novērojumi tika veikti, izmantojot dažādas enerģijas – 600 un 1000 J, un attiecīgi ar dažādām izstaroto impulsu centrālajām frekvencēm. Neskatoties uz to, pretskenēšanas laikā tika iegūta augsta tomogrāfisko attēlu konverģence gan ātruma absolūtajās vērtībās, gan lokālā ātruma anomāliju vietā. Tas ļauj secināt, ka griezumā noteiktās zemā ātruma anomālās zonas pietiekami atspoguļo grunts un pamatiežu strukturālās īpašības un fizikālās īpašības caurspīdīgajā apgabalā.