Изучение прочности оснований инженерных сооружений по затуханию электромагнитного поля в г. Нерюнгри

В Южной Якутии в квартале «М» г. Нерюнгри доказана возможность метода геофизики (дистанционного индуктивного зондирования) оценивать прочность массива песчаника в прогнозируемом водонасыщенном состоянии в пределах сферы его механического и теплового взаимодействия с инженерными сооружениями. Физической основой решения этой задачи служит изучение затухания в слое годовых теплооборотов гармонического высокочастотного поля вертикального магнитного диполя. Установлено, что мера затухания поля сильно зависит от прочности песчаника, определенной в лабораторных условиях. Благодаря этой связи была построена для всего г. Нерюнгри вероятностная модель и по ней сделан прогноз изменения средних значений прочности водонасыщенного массива песчаника с относительной ошибкой ±20,3%. Эта ошибка практически равна ошибке лабораторного определения прочности образцов скально-полускальных грунтов. Статистика результатов применения вероятностной модели удостоверяет, что даже в водонасыщенном состоянии массив песчаника остается скальным основанием инженерных сооружений. В таком состоянии с вероятностью около 70% массив классифицируется как категория скальных грунтов средней прочности со значениями 17,55-50,95 МПа.

Ключевые слова: квартал «М», инженерные сооружения, массив песчаника, прочность, слой годовых теплооборотов, метод дистанционного индуктивного зондирования, коэффициент затухания гармонического высокочастотного поля вертикального магнитного диполя.

Список использованных источников

  1. Л. Г. Нерадовский. Технология изучения мерзлых грунтов криолитозоны России по затуханию электромагнитных полей//Инновации, 2018, № 11 (241). С. 122-135.
  2. ГОСТ 21135.2-84. Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном сжатии. М.: Изд-во стандартов, 1984. 7 с.
  3. О. К. Воронков. Инженерная сейсмика в криолитозоне (изучение строения и свойств мерзлых и талых горных пород и массивов). СПб.: Изд-во ОАО ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, 2009. 401 с.
  4. А. И. Савич, З. Г. Ященко. Исследование упругих и деформационных свойств горных пород сейсмоакустическими методами/Под ред. А. М. Епинатьевой. М.: Изд-во «Недра», 1979. 214 с.
  5. Рекомендации по методике составления геофизических схем (моделей) скальных массивов в основаниях бетонных плотин. П 96-81. Ленинград: Изд-во ВНИИГ, 1981. 113 с.
  6. Рекомендации по изучению методами инженерной сейсмики статических и динамических характеристик деформируемости скальных оснований гидросооружений в северной строительно-климатической зоне (ССКЗ). П 19-85. Ленинград: Изд-во ВНИИГ, 1985. 102 с.
  7. Рекомендации по определению физико-механических свойств мерзлых грунтов геофизическими методами. ПНИИИС. Москва: Стройиздат, 1989. 56 с.
  8. Южная Якутия: мерзлотно-гидрогеологические и инженерно-геологические условия Алданского горнопромышленного района/Под ред. В. А. Кудрявцева. Москва: Изд-во МГУ, 1975. 444 с.
  9. В. М. Желинский. Мезозойская угленосная формация Южной Якутии. Новосибирск: Наука, 1980. 119 с.
  10. С. Н. Булдович, В. С. Мелентьев, М. С. Наумов, О. С. Фурикевич. Роль новейших разрывных нарушений в формировании мерзлотно-гидрогеологических условий (на примере Нерюнгринской синклинали Южно-Якутского мезозойского прогиба)//Мерзлотные исследования. Вып. XV. Москва: Изд-во МГУ, 1976. С. 120-125.
  11. Л. Г. Нерадовский. Технология электромагнитного зондирования мерзлых грунтов слоя годовых теплооборотов. Москва: Изд. дом «Научное обозрение», 2018. 622 с.
  12. В. И. Иголкин, Г. Я. Шайдуров, О. А. Тронин, М. Ф. Хохлов. Методы и аппаратура электроразведки на переменном токе. Красноярск: СФУ, 2016. 272 с.
  13. История — Институт геофизики УрО РАН. Электронные текстовые данные. Официальный сайт Института геофизики УрО РАН. http://igfuroran.ru/struktura/laboratoriya-ekologicheskoj-geofiziki/istoriya.
  14. J. Boaga. The use of FDEM in hydrogeophysics: A review//Journal of Applied Geophysics. 2017. Vol. 139. P. 36-46.
  15. J. A. Doolittle, E. C. Brevik. The use of electromagnetic induction techniques in soils studies//Geoderma. 2014. Vol. 223-225. P. 33-45.
  16. A. N. Sartorealnldi, R. B. French. Electro-magnetic induction methods for mapping permafrost along northern pipeline corridors//Prog. 4th CAN. Permafrost Conf. Geophysics and Subsea Permafrost, 1982. P. 283-295.
  17. J. D. McNeill. EM-34-3 survey interpretation techniques. Technical Note TN-8. Geonics Limited Mississauga. Ontario, Canada, 1980. 15 p.
  18. В. А. Давыдов. Двумерная инверсия индукционных зондирований//Вопросы естествознания. № 1 (15). 2018. С. 62-69.
  19. Комплекс СЭМЗ (среднечастотного электромагнитного зондирования): техническое описание. Красноярск: НПО «Сибцветметавтоматика», 1991. 30 с.
  20. В. Ф. Лебедев, В. И. Онущенко, Л. М. Литвинцева. Комплекс СЭМЗ: методическое пособие. Красноярск: НПО «Сибцветметавтоматика», 1991. 60 с.
  21. Л. Г. Нерадовский. Вероятностная модель прогноза прочности песчаников методом дистанционного индуктивного зондирования в криолитозоне Южной Якутии (на примере г. Нерюнгри)//Криосфера Земли. 2022. Т. XXVI. № 6, С. 43-57. doi: 10.15372/KZ20220605.
  22. H. Basarir, L. Tutluoglu, C. Karpuz. Penetration rate prediction for diamond bit drilling by adaptive neuro-fuzzy inference system and multiple regressions//Eng. Geology. 2014. Vol. 173. P. 1-9.
  23. А. П. Кулаичев. Методы и средства комплексного анализа данных. Москва: Изд-во Форум, Инфра-М, 2006. 512 с.
  24. Л. Г. Нерадовский. Оценка прочностного состояния скально-полускального основания инженерных сооружений г. Нерюнгри в криолитозоне Южной Якутии по данным геофизики (метода дистанционного индуктивного зондирования)//Недропользование XXI век. 2022. № 4 (96). С. 91-97.
  25. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых (Петрофизика): справочник геофизика. Москва: Изд-во «Недра», 1976. 527 с.
  26. ГОСТ 25100-2020. Грунты. Классификация. Москва: Изд-во «Стандартинформ», 2020. 38 с.

Авторы