ژئو فیزیک خشکی

ژئوفیزیک خشکی

آزمون های معمول ژئوفیزیک که بخش از برنامه کاوش های صحرایی می باشد به منظور بالاتر بردن دقت نتایج حفاری ها و مطالعات آزمایشگاهی به کار می روند. به طور معمول در پروژه های بزرگ از نتایج آزمون های ژئوفیزیک برای تکمیل اطلاعات بین گمانه ها و تفسیر کلی این نتایج استفاده می شود، و مقاطع ؤئوتکنیکی ساختگاه مورد مطالعه با کمک اطلاعات به دست آمدهاز کاوش های ژئوتکنیکی ( حفاری گمانه گاز، چاله های آزمایشی، بررسی رخنمون هاو….) و کاوش های ژئوفیزیکی تهیه می گردد. ممکن است در پروژه ای خاص به دلیل شرایط ویژه ساختگاه یا اهداف طرح، صرفا مطالعات ژئوفیزیکی جهت اطلاع از وضعیت ساختار های زیر سطحی زمین شناسی به کار برود .همچنین در بسیاری از پروژه های کوچک و متوسط گزارش مطالعات ژئوتکنیک طرح؛ صرفا بر مبنای اطلاعات حفاری تهیه می شود.

به طور کلی اکثر محققین توصیه می کنند در مواردی که برآورد پارامتر های مورد نظر باید از دقت بالایی برخوردار باشد، بهتر است تفسیر نهایی نتایج ژئوفیزیک با حفاری های ژئوتکنیک همراه شود.

با استفاده از روش های ژئوفیزیک می توان اهداف زیر را در حد کلی و به صورت تخمین هایی که بیشتر جنبه توصیفی دارند، بدست آورد:

  • تعیین لایه بندی ساختار زیر سطحی
  • تعیین پروفیل سنگ بستر و عمق روباره
  • تعیین سطح آب زیر زمینی
  • تعیین محدوده گسترش و مرز رسوبات
  • تعیین میزان خردشدگی توده های سنگی سخت
  • بررسی امکان وجود حفره و نواحی انحلال یافته در پی
  • تعیین موقعیت لوله های مدفون و پی های موجود
  • تعیین محدوده و میزان آلودگی های زیر سطحی

قابل ذکر است که هر یک از روش های ژئوفیزیکی قابلیت خاصی در تعیین اهداف مذکور دارند. قبل از انتخاب هر روش اید با بررسی مزایا و معایب آن، قابلیت و کارایی روش مورد نظر را در برآورد اهداف مذکور مورد توجه قرار داد.

  • دانش ژئوفیزیک

به طور کلی ژئوفیزیک با استفاده از امواجی نظیر امواج الکتریکی، الکترو مغناطیسی، مغناطیسی و صوتی به مطالعه خواص فیزیکی زمین و محیط اطرف آن می پردازد. امروزه مطالعات

 

– انجام عملیات لرزه نگاری دو بعدی و سه بعدی (از جمله دان هول، انکساری و انعکاسی کم عمق)

– انجام عملیات ژئوالکتریک (برداشت تک بعدی، دو بعدی و سه بعدی)

– گراویمتری و میکروگراویمتری (Gravimetry)

– ژئورادار (GPR)

لرزه نگاری انکساری (Seismic Refraction Surveys)

ASTM  D-5777  

شماره استاندارد آزمایش

شناسایی و تعیین لایه­ های زیر سطحی.

هدف آزمایش

به دست آوردن سرعت موج S و P، عمق سنگ بستر، ضرایب دینامیکی خاک و شناسایی زون های کم سرعت از پرسرعت.

موارد کاربرد

در روش انکسار لرزه ای یا شکست مرزی، سرعت موج فشاری با استفاده از یک ردیف ژئوفن که در محل کار گذاشته شده اند، اندازه گیری می شود. با استفاده از نتایج آن عمق سنگ بستر و ضخامت لایه های زیر سطحی و احیانا سطح آب زیرزمینی تعیین می گردد. زمانی که امواج صوتی از سطح مشترک بین دو لایه که دارای سرعت های متفاوت هستند، عبور می کنند، انکسار می یابند. زاویه موجی که سطح مشترک را ترک می کند نسبت به زاویه برخورد تغییر می کند. این تغییر زاویه به سرعت های نسبی بستگی دارد. زمانی که موج از لایه با سرعت پایین به لایه با سرعت بالا حرکت می کند، موج در سطح بالایی لایه پایینی انکسار پیدا می کند. هنگامی موج حرکت می کند، موج انکسار یافته در لایه بالایی انتشار می یابد. در این حالت این موج به سطح ژئوفون ها وارد می شود. سرعت امواج صوتی در لایه پایینی در مقایسه با لایه بالایی بیشتر است، بنابراین در برخی از نقاط، در سطح موج انکسار یافته نسبت به موج مستقیم سبقت گرفته و سریعتر عبور می کند. در نتیجه موج انکساری اولین موجی خواهد بود که به ژئوفون ها می رسد و این حالت تا زمانی که موج سریعتر و عمیق تری وجود داشته باشد، پایدار خواهد بود. تفاوت زمان طی شده از موج دریافتی بین ژئوفون ها به میزان سرعت لایه پایینی بستگی دارد. اگر لایه مسطح باشد، امواج انکساری حاصل از خط مستقیمی که دامنه آن مستقیماً به سرعت وابسته است، تشکیل می شوند. نقطه ای که در آن امواج انکساری از امواج مستقیم پیشی می گیرند، مسافت متقاطع نامیده می شود و برای تخمین فاصله بخش های عمیق تا سطح انکساری به کار برده می شود. آزمایش های انکساری بر اساس زمان دریافتی حرکت زمین که توسط منبع ثبت شده تولید گشته در فواصل مختلف استوار شده است. اطلاعات بدست آمده از آزمایش های انکساری شامل سری های زمان در برابر مسافت است. این اطلاعات به صورت عمق سطح مشترک زیر سطح و سرعتی که در آن موج درون هر یک از لایه های زیر سطحی حرکت می کند. این سرعت ها توسط ثابت های فیزیکی که پارامترهای الاستیکی نامیده می شوند، کنترل می گردند. مزایا روش لرزه ای انکساری: مشاهدات انکساری به منابع تولید کننده امواج کمتر و به تبع آن به دریافت کننده های کمتری نیازمند است و در مقایسه با روش انعکاسی ارزان قیمت تر می باشد. پردازش های کمی در مشاهدات انکساری انجام می شود. از آنجایی که نسبت کوچکی حرکت زمین ثبت می شود، ایجاد مدل ها و تفسیرهای مربوط به آن در مقایسه با سایر روش های ژئوفیزیکی آسانتر است. معایب روش لرزه ای انکساری: از روش انکسار لرزه ای زمانی می توان سود برد که حرکت ایجاد شده و انتشار یافته با افزایش عمق زمین افزایش پیدا کند. مشاهدات انکسار لرزه ای اغلب به صورت لایه ای تفسیر می شوند. این لایه ها دارای شیب و توپوگرافی هستند. مشاهدات لرزه ای انکساری فقط برای زمان دریافتی حرکت زمین در مسافتهای مختلف از منبع به کار برده می شود. مدلی که برای زیر سطح زمین داده می شود از اصلاح زمان های دریافتی مشاهده شده، بدست آمده است.

جانمایی ابزارها و شیوه عملکرد و نحوه محاسبه عمق سنگ بستر روش انکسار لرزه ای (NHI, 2001)