Методика георадиолокационной оценки влажности дисперсных горных пород
Аннотация
Рассмотрены возможности оценки влажности горных пород на основе данных гео- радиолокации. Предложена методика оценки влажности дисперсных горных пород по эмпирической формуле, основанной на определении относительного изменения времени задержки (Nt) георадиоло- кационных сигналов, отраженных от границ раздела сред в мерзлом (tM, нс) и талом (tT, нс) состоя- нии. Ее апробация выполнена в натурных условиях на двух объектах Центральной Якутии. Данные георадиолокации рассмотрены в пределах деятельного слоя в период полного промерзания и оттайки горных пород. На первом участке апробации значения данных выбраны с отрезка профиля в окрест- ности скважины контрольного бурения. По трем соседним точкам зондирований рассчитано сред- нее значение времени задержки сигнала от опорной границы на глубине 1,7 м. Оценено относитель- ное изменение времени задержки сигналов Nt. Рассчитана средняя весовая влажность по предложен- ной формуле. В соответствии с методикой также определено распределение влажности вдоль гео- радиолокационного профиля на втором участке апробации. Применение предложенной методики позволит дистанционно оценить влажность дисперсных горных пород и ее изменения под воздей- ствием различных природно-климатических и техногенных факторов в пределах деятельного слоя горного массива криолитозоны.
Об авторах
Лариса Лукинична Федорова
Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН
Россия
Россия
ФЕДОРОВА Лариса Лукинична – к.т.н., в.н.с
Гаврил Александрович Куляндин
Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН
Россия
Россия
КУЛЯНДИН Гаврил Александрович – м.н.с.
Список литературы
1. Пути повышения эффективности и эколо- гической безопасности открытой добычи твер- дых полезных ископаемых / [В.И Ческидов и др.]; отв. ред. В.Н. Опарин; Рос. акад. наук, Сиб. отд-ние, Ин-т горного дела и [др.]. Новоси- бирск: Изд-во СО РАН, 2010. 254 с.
2. Фролов А.Д. Электрические и упругие свойства мерзлых пород и льдов. Пущино: ОН- ТИ ПНЦ РАН, 2005. 607 с.
3. Федоров В.Н., Федорова Л.Л. Электроди- намическое моделирование структурных осо- бенностей массива горных пород россыпных месторождений при георадиолокации // Изв. вузов. Физика. 2015. Т. 58, № 8/2. С. 48–51.
4. Федорова Л.Л., Федоров М.П., Стручков А.С., Саввин Д.В. Основы информационно- программного обеспечения георадиолокацион- ных исследований состояния грунтов автодорог криолитозоны в режиме мониторинга // Горн. информ.-аналит. бюл. 2015. № 7. Спец. вып. 30: Геомеханические и геотехнологические про- блемы освоения недр. С. 325–332.
5. Федорова Л.Л., Федоров М.П., Стручков А.С., Саввин Д.В. Программно-методическое обеспечение георадиолокационного мониторин- га криогенных процессов в подповерхностных грунтах // Горн. информ.-аналит. бюл. 2016.
6. № 8. Спец. вып. 21: Проблемы комплексного освоения георесурсов. С. 154–163.
7. Fedorova L. L., Savvin D. V., Fedorov M. P., Struchkov A. S. GPR Monitoring of Cryogenic Pro- cesses in Subgrade Soils // GPR 2016: 16th Interna- tional Conference of Ground Penetrating Radar in The Hong Kong Polytechnic University on 13–16 June 2016. Hong Kong, 2016. http://ieeexplore.ieee.org/ document/7572624/ (accessed: 18.01.2017 г.).
8. Lunt I.A., Hubbard S.S. and Rubin Y. Soil moisture content estimation using ground penetrat- ing radar reflection data // Journal of Hydrology. 2005. V. 307, Issues 1–4. P. 254–269. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2004.10.014.
9. Laurens S., Balayssac J.P., Rhazi J., Klysz G. and Arliguie G. Non-destructive evaluation of con- crete moisture by GPR: Experimental study and direct modeling // Materials and Structures. 2005. V. 38, no. 283, P. 827–832.
10. Lambot S., Antoine M., van den Bosch I., Slob E.C. and Vanclooster M. Electromagnetic in- version of GPR signals and subsequent hydrody- namic inversion to estimate effective vadose zone hydraulic properties // Vadose Zone Journal. 2004. V. 3, no. 4. P. 1072–1081. DOI:10.2136/vzj2004.1072.
11. Lambot S., Rhebergen J., van den Bosch I., Slob E.C. and Vanclooster M. Measuring the soil water content profile of a sandy soil with an off- ground monostatic ground penetrating radar // Va- dose Zone Journal. 2004. V. 3, no. 4. P. 1063–1071.
12. Loeffler O. and Bano M. Ground penetrating radar measurements in a controlled vadose zone: Influence of the water content // Vadose Zone Jour- nal. 2004. V. 3, no. 4. P. 1082–1092.
13. Владов М.Л., Старовойтов А.В. Введение в георадиолокацию. М.: Изд-во МГУ, 2004. 153 с.
14. Huisman J., Sperl C., Bouten W. and Ver- straten J. Soil water content measurements at dif- ferent scales: Accuracy of time domain reflectome- try and ground penetrating radar // Journal of Hy- drology. 2001. No. 245, Issues 1–4. P. 48–58.
15. Topp G.C., Davis J.L. and Annan A.P. Elec- tromagnetic determination of soil water content: Measurements in coaxial transmission lines // Wa- ter Resour. Res. 1980. No. 16. P. 574–582.
16. Ledieu J., P. De Ridder, P. De Clerck and Dautrebande S. A method of measuring soil mois- ture by time domain reflectometry // J. Hydrol. (Amsterdam). 1986. No. 88, Issues 3–4. P. 319–328.
17. Herkelrath W.N., Hamburg S.P. and Murphy F. Automatic, real-time monitoring of soil moisture in a remote field area with time domain reflectome- try // Water Resour. Res. 1991. No. 27, P. 857–864.
18. Нерадовский Л.Г. Опыт применения гео- радиолокации на Северо-Востоке Якутии // Ин- женерные изыскания. 2013. №2. С. 26–37.
19. Омельяненко А.В., Федорова Л.Л. Геора- диолокационные исследования многолетне- мерзлых пород. Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 2006. С. 26–41.
Рецензия
Для цитирования:
Федорова Л.Л., Куляндин Г.А. Методика георадиолокационной оценки влажности дисперсных горных пород. Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2017;22(4):76.
For citation:
Fedorova L.L., Kulyandin G.A. Method of GPR Evaluation of the Humidity of Dispersed Rocks. Arctic and Subarctic Natural Resources. 2017;22(4):76. (In Russ.)
Просмотров:
62
Послать статью по эл. почте 