Проектирование и строительство нормативно-методические документы arrow Автодороги arrow Методические указания Методические указания по применению метода вызванных потенциалов при инженерн  
16.12.2018
    
Методические указания Методические указания по применению метода вызванных потенциалов при инженерн

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ПРИМЕНЕНИЮ МЕТОДА ВЫЗВАННЫ
Х ПОТЕНЦИАЛОВ
ПРИ ИН
ЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

Москва

1968

ПРЕДИСЛОВИЕ

В последние годы лабораторией инженерной геологии и геофизики ЦНИИСа (руководитель канд. техн. наук А. М. Горелик) проведены полевые и лабораторные исследования, направленные на выяснение возможности использования метода вызванных потенциалов (ВП) для классификации песчано-глинистых пород в соответствии с их гранулометрической характеристикой. Эти работы подтвердили возможность применения метода ВП для дифференциации песчано-глинистых грунтов и целесообразность включения его в комплекс инженерно-геофизических методов при изысканиях дорог. В результате накопления практического опыта сфера применения метода должна постепенно расширяться.

Работа может служить руководством для геофизиков при проведении полевых исследований и обработке результатов наблюдений по методу ВП. Указания составлены канд. техн. наук В.А. Ряполовой и инж. А.Э. Липской. В экспериментальных работах наряду с авторами принимали участие инженеры Т.А. Богомазова, А.А. Постовалов и В.Я. Пригода; техники Г.О. Долгов и Т.Н. Дубинина.

Замечания и пожелания просим направлять по адресу: Москва, И-329, Игарский пр. 2, Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства, Отделение изысканий и проектирования.

ЗАМ. ДИРЕКТОРА ИНСТИТУТА

(А. СМОЛЬЯНИНОВ)

ГЛАВА I. СУЩНОСТЬ МЕТОДА ВЫЗВАННЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ (ВП), СФЕРА ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ И РЕШАЕМЫЕ ЗАДАЧИ

§ 1. Основы метода и изучаемые параметры

Метод ВП основан на изучении вторичных электрических полей, источником которых являются физико-химические процессы, возбуждаемые в породе электрическим током. Природа этих процессов у горных пород, имеющих ионную проводимость, изучена еще недостаточно. Наиболее распространена точка зрения, что основная роль в образовании вызванной поляризации принадлежит в данном случае вторичным потенциалам диффузии. Подчиненная роль отводится вторичным потенциалам фильтрации. Если в породе имеются примеси минералов с электронной проводимостью, возможны также потенциалы, являющиеся следствием вторичных окислительно-восстановительных реакций.

Горные породы обладают разной способностью поляризоваться под действием электрического тока. Эта способность оценивается количественно безразмерным параметром, называемым поляризуемостью породы η.

Величины выражают в процентах:

,                                                             (1)

Вторичный ток обычно имеет то же направление, что и поляризующий. Поэтому величина η, как правило, положительна.

Параметр η у пород с ионной проводимостью не зависит от плотности поляризующего тока j и приложенного напряжения в большом диапазоне изменения этих величин.

Реакции, возникающие в породе под действием проходящего тока, обратимы: после его выключения порода постепенно возвращается в исходное состояние. Соответственно убывают со временем и возбужденные в ней вторичные электродвижущие силы.

Величина вызванной поляризации зависит от времени прохождения тока через породу (времени зарядки). С увеличением времени зарядки она сначала быстро возрастает, а затем асимптотически стремится к своему предельному значению, которое для большинства пород практически достигается уже при двухминутной зарядке. Разрядка породы длится соответственно тем дольше, чем больше было время ее зарядки. После того как вызванные потенциалы достигнут предельной величины, скорость их спада остается неизменной при дальнейшем увеличении времени пропускания тока.

Таким образом, измеряемая величина η не является постоянной для данной породы, а существенно зависит от условий замера: момента ее определения t после выключения тока и продолжительности зарядки tзар. Поэтому для сравнительной оценки поляризационных свойств различных горных пород необходимо пользоваться величинами поляризуемости, установленными для одних и тех же значений t и tзар.

Обычно за искомый параметр η берут его максимальное значение, которое удается зафиксировать. При работе с современной серийной аппаратурой, служащей для измерения вызванной поляризации, первый отсчет ΔUВП получают через 0,5 сек после выключения тока. Время зарядки составляет в большинстве случаев 2 мин.

Функции ΔUВП = f(t) и η = f(t) могут быть представлены в виде суммы экспоненциальных функций*):

                                                      (2)

*) См. глава V, § 22.

Каждая составляющая предположительно отвечает некоторому самостоятельному процессу, который отличается начальным значением вызванной разности потенциалов ΔUВПi0, а следовательно, и поляризуемости ηi0, и временем релаксации τi (время, за которое величина уменьшается в е раз). Параметры уравнений (2) также могут служить характеристиками изучаемой среды.

Для приближенной оценки скоростей убывания во времени вторичных электрических полей часто пользуются параметрами α, выражающими отношение двух величин - вызванной разности потенциалов ΔUВПt1 и ΔUВПt2, замеренных через промежутки времени t1 и t2 после выключения поляризующего тока. Чтобы облегчить сопоставление между собой быстроты спада вызванной поляризации у разных пород, в качестве параметра α рекомендуется принимать единое отношение:

.

Параметры η, α и τ, полученные при измерениях в неоднородной среде, по аналогии с принятой в электроразведке терминологией, называются кажущимися.

§ 2. Задачи, решаемые методом ВП.

Метод ВП рекомендуется применять при изучении песчано-глинистых отложений, в особенности для разделения их на отдельные разности в соответствии с гранулометрической классификацией. Такого рода задачи часто возникают при исследовании трасс проектируемых дорог и различных строительных площадок, при поисках и разведке строительных, балластных материалов, источников водоснабжения, изучении оползневых и карстовых районов и т.д.

Постановка метода ВП особенно целесообразна тогда, когда метод сопротивлений не дает достаточно четкой дифференциации геологического разреза. Глубинность разведки методом ВП примерно такая же, как и у метода сопротивлений. Однако производство работ по методу ВП эффективно лишь при исследовании геологических разрезов на глубину не более 40-50 м.

Ограничением для применения метода ВП (при работе с прибором ЭСК-1) являются районы с интенсивными промышленными помехами.

ГЛАВА II. АППАРАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ

§ 3. Аппаратура для наземных исследований

Принципиальная особенность аппаратуры для измерений по методу ВП состоит в том, что наряду с обычными для метода сопротивлений измерениями она должна обеспечивать возможность измерений вызванной разности потенциалов после отключения поляризующего тока или в паузах между последовательными его включениями.

Исследования методом ВП на дорожных изысканиях могут выполняться или с помощью электроразведочного компенсатора ЭСК-1, снабженного специальной приставкой ВП, или со станцией ВПО-62, серийно выпускаемой промышленностью.

При работе с прибором ЭСК-1 рекомендуется приставка ВП, сконструированная в лаборатории инженерной геологии и геофизики ЦНИИСа (см. § 4). Для применения этой приставки необходимо внести небольшие изменения во внутреннюю схему прибора. Приставка позволяет вести исследования в режиме длительной зарядки среды.

Станция ВПО-62 размещается на автомашине УАЗ-69. Аппаратура, входящая в комплект станции, разборная и приспособлена для ручной переноски. Общий вес ее около 90 кг. Станция ВПО-62 приспособлена для работы в двух режимах: с длительной зарядкой среды и в режиме кратковременных разнополярных импульсов.

Аппаратура ВПО-62 включает: бензоэлектрический агрегат, пульт управления и измерительный прибор.

Бензоэлектрический агрегат служит источником переменного напряжения, которое, поступая в пульт управления, преобразуется в постоянное и затем подается на питающие электроды. Максимальная величина постоянного напряжения составляет 560 В. Предельная мощность постоянного тока - 0,5 кВт. Наибольшая возможная сила поляризующего тока - 5 А.

В пульте управления находятся все устройства для управления зарядкой. При длительной зарядке среды пользуются ручным приспособлением, при разнополярной - автоматическим. В последнем случае аппаратура срабатывает таким образом, что токовый импульс длится 10 сек, а перерыв между импульсами - 5 сек. Полярность импульсов попеременно меняется.

Измерительный прибор предназначен для измерения приложенной и вызванной разностей потенциалов, снимаемых с приемных электродов. Отсчеты берут визуально по стрелочному прибору. Возможна также непрерывная запись наблюдаемых значений напряжения с помощью осциллографа типа ЭПО-7.

§ 4. Приставка к прибору ЭСК-1

Основной действующей частью приставки ВП, сконструированной в ЦНИИСе, является реле марки КДР. Оно работает таким образом, что при включении токовой цепи одновременно с размыканием внешней измерительной цепи заминается накоротко вход усилителя прибора ЭСК-1 на участке до компенсатора поляризации. При размыкании токовой цепи измерительная цепь замыкается и через компенсатор поляризации подключается к усилителю (рис. 1). Реле срабатывает от специального ключа, который замыкает цепь его обмотки, питаемую батареей БАС-80. Ключ включают и выключают вручную.

Если вход усилителя ЭСК при разорванной измерительной цепи оставить разомкнутым, то в момент ее подключения к прибору на гальванометре часто наблюдаются броски стрелки вправо. Эти броски маскируют отклонение стрелки, обусловленное вызванной разностью потенциалов. Данное явление не имеет существенного значения при измерениях больших величин ΔUВП, но при малых ΔUВП, когда замеры производятся на низких пределах измерений прибора (3 и 1 мВ), работа при таких условиях становится практически невозможной.

Внешняя измерительная цепь при данной схеме приставки должна быть все время разомкнута, пока замкнута токовая цепь. В противном случае в нее будет ответвляться зарядный ток, под влиянием которого измерительные электроды поляризуются. Электродная поляризация может в несколько раз превосходить по величине вызванную разность потенциалов. Вместе с внешней измерительной цепью обязательно должна размыкаться и цепь компенсатора поляризации, что вызывается следующей причиной. Величина естественной разности потенциалов ΔUПС обычно значительно превышает ΔUВП, и поэтому замер ΔUВП становится возможным только после предварительной компенсации ΔUПС. Если же после компенсации ΔUПС одновременно с размыканием измерительной линии (в момент включения тока) замкнуть вход прибора на участке цепи после компенсатора поляризации, то компенсация сразу нарушится и стрелка гальванометра сместится с нулевого положения на величину разности потенциалов, введенной компенсатором. При подключении измерительной линии к прибору снова (в момент выключения тока) процесс восстановления компенсации ΔUПС завуалирует процесс изменения ΔUВП.

Рис. 1. Схема приставки к прибору ЭСК-1 для измерений по методу ВП:

В1 - тумблер переключения ΔU-J; В3 - тумблер включения КП; В4 - тумблер включения тока; КП - компенсатор поляризации; К - тумблер включения реле.

Жирной линией показана схема приставки, тонкой - элементы схемы ЭСК-1.

Нумерация тумблеров В соответствует нумерации заводской схемы, прилагаемой к прибору ЭСК-1.

Монтаж описанной приставки показан на рис. 1.

Одна пара контактов реле (или две пары, соединенные параллельно) используется для замыкания и размыкания питающей линии. К этой паре контактов присоединяют концы проводов 1 и 2. Противоположные концы проводов подводят к штырям вилки, включаемой по обычной схеме в клеммы А и В прибора ЭСК-1. Переключения измерительной цепи осуществляются с помощью двух пар контактов. Подсоединение к ним проводов производят таким образом, чтобы провод 3 поочередно контактировал то с проводом 4 (при включенном токе), то с проводом 5 (при выключенном токе). Свободные концы проводов 3, 4 и 5 вводят внутрь прибора через отверстие в корпусе, предназначенное для крепежного винта, и подсоединяют к соответствующим участкам цепи.

§ 5. Оборудование для наземных исследований и подготовка его к работе

Для монтажа измерительных установок можно употреблять провода тех же марок, что и при работе методом сопротивлений. Однако для изготовления токовой линии предпочтительнее иметь провода большего поперечного сечения. Исследования по методу ВП проводят с относительно большими токами, поэтому к изоляции проводов предъявляют повышенные требования. На концах токовой линии для подключения электродов рекомендуется иметь колодку с надежно изолированными гнездами.

Электроды для питающей линии изготовляют, как и обычно, из прутковой стали диаметром 15-20 мм и длиной примерно 75 см. К каждому электроду заранее подсоединяют отрезок изолированного провода длиной около 75 см с вилкой на конце для подключения к токовой линии. Чтобы обеспечить необходимую величину поляризующего тока на всех разносах линии AB, общее количество подготовленных к работе электродов должно быть не менее двадцати.

В качестве измерительных электродов применяют медные неполяризующие электроды заводского изготовления. Медные стержни этих электродов погружены в керамические сосуды, которые перед работой заполняют насыщенным раствором медного купороса. Для приготовления раствора желательно употреблять химически чистый купорос и чистую пресную воду, а еще лучше дистиллированную. При выезде в поле всегда необходимо иметь запасные пары неполяризующихся электродов.

Для сохранения стабильности собственной э.д.с. приемных электродов за ними должен быть специальный уход. Раствор в сосудах нужно обновлять примерно через трое суток. Перед тем как заливать свежий раствор, сосуды следует тщательно промыть чистой водой, а медные стержни очистить от образовавшегося налета. Если собственная э.д.с. электродов все же оказывается неустойчивой, рекомендуется попарно замкнуть их, когда они не работают, и погрузить в сосуд с насыщенным раствором медного купороса. Сосуд должен быть изготовлен из материала, не реагирующего с раствором (стеклянный, эмалированный и др.). При этом пары электродов надо подбирать с таким расчетом, чтобы величина собственной э.д.с. между ними была минимальной.

При работе с ЭСК-1 источниками питания для токовой цепи служат батареи типа ГРМЦ-69 или ГРМЦ-29. Количество батарей, необходимое для работы, зависит от характера геоэлектрического разреза и максимальной длины питающей линии. Для работы по методу зондирования с максимальной длиной AB - 220 м нужно иметь не менее 4-5 батарей типа ГРМЦ-69 или 8-10 батарей типа ГРМЦ-29. Вспомогательное оборудование остается таким же, как и при работе по методу сопротивлений.

§ 6. Аппаратура и оборудование для каротажных исследований

Скважинные исследования методом ВП можно выполнять с любыми видами каротажной аппаратуры (разборные каротажные установки, полуавтоматические каротажные станции типа ПКС и автоматические каротажные станции типа АЭКС).

Для измерений по методу ВП применяют специальный четырехэлектродный зонд А 0,04 М 0,04 А1 2В с неполяризующимся измерительным электродом конструкции МИНХ и ГП.

Зонд монтируют на отрезке трехжильного шлангового кабеля типа КТШ-2 или КТШ-0,3, длиной 3,5-4 м. Электроды изготовляют из свинцовой проволоки или листового свинца. Электрод М устанавливают на зонде на расстоянии примерно 1 м от того конца, который идет к лебедке. На электрод надевают эбонитовую муфту - цилиндрическую трубку, утолщенную в средней части (рис. 2). Диаметр внутреннего отверстия трубки немного больше диаметра кабеля с закрепленным на нем измерительным электродом. Для осуществления контакта электрода М со скважинной жидкостью по цилиндрической поверхности утолщенной части муфты просверлены сквозные радиальные отверстия. Муфту надевают на зонд таким образом, чтобы отверстия оказались непосредственно над электродом М. На внешней стороне муфты размещают параллельно соединенные токовые электроды А и А1 так, чтобы они располагались симметрично по обе стороны от измерительного электрода. Муфту прочно закрепляют на кабеле веревкой или изоляционной лентой. Второй токовой электрод В устанавливают на зонде на 2 м ниже электрода А1.

Рис. 2. Зонд для измерения ВП

Подобная конструкция зонда дает возможность, с одной стороны, максимально сблизить между собой питающий и измерительный электроды и, следовательно, производить измерения в области наибольших плотностей тока, а с другой - не дает возможности электрическому току проходить через измерительный электрод М и оказывать на него поляризующее действие.

В остальном оборудование при каротаже ВП не отличается от оборудования для стандартного каротажа.

ГЛАВА III. МЕТОДИКА ПОЛЕВЫХ НАЗЕМНЫХ РАБОТ

§ 7. Модификации метода ВП, установки для полевых работ и размещение точек наблюдений

Метод ВП применяют как в модификации вертикального электрического зондирования (ВЭЗ ВП), так и в модификации электропрофилирования. При инженерно-геологических исследованиях более эффективно его применять в модификации зондирования.

Вертикальные зондирования методом ВП дают возможность судить об изменении поляризационных параметров пород по вертикали и о глубине залегания объектов, характеризующихся разной поляризуемостью.

Чтобы не нарушать общепринятой для зондирований схемы работ, исследования методом ВЭЗ ВП рекомендуется выполнять с обычной установкой Шлюмберже, сохраняя стандартную сеть разносов питающей и приемной линий, хотя некоторые исследователи предпочитают установку Веннера. Предельная длина токовой линии, как правило, не превышает 220-300 м.

Порядок перехода с одного разноса MN на другой удобнее несколько изменить. Так, в целях повышения производительности работ, если расхождения между замерами для одних и тех же разносов AB на двух смежных линиях MN невелики, разрешается осуществлять переход с одной линии MN на другую при одном разносе AB. Измерения на разносе MN = 50 м предлагается начинать с  = 80 м, а не с  = 110 м, как это принято при изысканиях на транспорте*).

*) см. Горелик А. М., Ряполова В. А. Электроразведка при изысканиях источников железнодорожного водоснабжения. М., ЦНИИС Минтрансстроя, 1955.

При слабой поляризуемости пород целесообразно ввести в схему работ дополнительно одну промежуточную приемную линию MN = 5 м. Переход на нее следует осуществлять при  = 8 м.

Размещение и густота разведочных точек зависят от поставленной задачи. В большинстве случаев точки наблюдений располагают по отдельным профилям или по равномерной сетке.

Применение профилирования методом ВП ограничено относительно невысокой его производительностью по сравнению с профилированием другими методами инженерной электроразведки.

Для работы методом профилирования рекомендуются симметричные установки типа AMNB и AA1MNB1B. Другие установки (установка срединного градиента, дипольные установки и т.д.) нерентабельны, так как для работы с ними требуются слишком мощные источники тока. Выбор оптимальных разносов AB производят с учетом решаемой геологической задачи на основании рекогносцировочных зондирований. Наиболее экономична четырехполюсная установка AA1MNB1B с A1B1 = 3MN и AB = 7MN при шаге, равном 2MN. Достоинство этой установки в том, что при каждом новом ее положении два прежних заземления A1 и B могут быть использованы вторично уже соответственно в качестве заземлений A и B1. Это имеет большое практическое значение в сложных условиях заземления. Профили ориентируют вкрест простирания исследуемого объекта.

§ 8. Производство работ методом ВЭЗ ВП с прибором ЭСК-1

Вертикальные зондирования методом ВП (ВЭЗ ВП) выполняют совместно с вертикальными зондированиями методом сопротивлений (ВЭЗ ρк). Основные элементы схемы работ являются общими для обоих методов. Для измерений по методу ВП в схему дополнительно вводят лишь приставку ВП. Подготовительные операции остаются теми же, что и при измерениях по методу ВЭЗ ρк. Только особое внимание уделяют качеству заземлений приемных электродов, от состояния которых существенно зависит точность и быстрота измерений. Электроды помещают в свежевырытые лунки и сверху плотно утрамбовывают землей. Если почва сухая, землю в лунках слегка увлажняют.

Для получения всех необходимых данных на каждом разносе AB определяют вызванную разность потенциалов ΔUВП в разные моменты времени после отключения тока, приложенное напряжение ΔUПР и силу поляризующего тока J.

В первую очередь измеряют ΔUВП. Перед началом замера на переключателе чувствительностей гальванометра прибора ЭСК-1 устанавливают нужный предел измерений и компенсируют естественную разность потенциалов ΔUПС. При первом разносе токовой линии для правильного выбора рабочей чувствительности производят пробное измерение ΔUВП, чтобы установить примерный порядок ее величины. При последующих разносах порядок величины ΔUВП обычно легко предусмотреть, и в выборе предела измерений не возникает затруднений. Чаще всего измерения ведут на пределах 10 и 3 мВ. Пользоваться пределом 1 мВ рекомендуется лишь в крайнем случае.

При компенсации ΔUПС стрелку гальванометра следует выводить не на нуль, а на одно из ближайших к нуля целых делений шкалы (например 0,2; 0,5 и 1 мВ на пределах измерений 1; 3 и 10 соответственно), которое условно приминается за нулевое и обозначается ΔUН0. Это связано с тем, что даже при тщательном уходе за приемными электродами за время пропускания зарядного тока величина их собственной э.д.с. несколько меняется и в итоге имеет место сдвиг нуля отсчета. Практически запас порядка 0,5 мВ можно считать достаточным, чтобы новое положение нуля оставалось в пределах шкалы гальванометра.

Как только ΔUПС скомпенсирована, включают ключ реле приставки (см. рис. 1) и одновременно нажимают пусковую стрелку секундомера. Контакты токовой цепи замыкаются, и ток начинает поступать в землю.

Зарядка среды продолжается 2 мин. По истечении 2 мин ключ реле размыкают. Токовая цепь в этот момент разрывается, а измерительная - подключается к входу прибора ЭСК-1. Стрелка гальванометра под влиянием вызванной разности потенциалов резко отклоняется вправо до определенного деления, а затем, постепенно замедляя движение, возвращается к нулевому положению. Оператор отмечает положение стрелки, соответствующее ее максимальному отклонению, и потом периодически производит отсчеты n на шкале гальванометра по мере убывания разности потенциалов.

Второй отчет берут через 5 сек после разрыва токовой цепи, третий - через 15 сек. Далее отсчеты снимают последовательно, через каждые 15 сек, до полного успокоения стрелки. Момент остановки стрелки T фиксируют в журнале. Деление, на котором стрелка остановилась, принимают за новое значение нуля ΔUк0. Для перехода от полученных данных к значениям ΔUВП величину нулевой разности потенциалов ΔUк0 вычитают из всех отсчетов n, взятых оператором. Так как при работе с приставкой ВП время, прошедшее с момента выключения тока до первого отсчета, точно неизвестно, максимальную величину вызванной разности потенциалов в этом случае условно обозначают ΔUВП0.

При наблюдении за спадом ΔUВП следует избегать перехода с одного предела измерений на другой. Если первоначальное отклонение стрелки оказалось очень незначительным по сравнению с ожидаемым, то лучше снова полностью повторить замер, перейдя на меньший предел измерений.

Если сдвиг нуля превышает допустимый, но стрелка на новом нуле стоит устойчиво, сдвиг можно рассматривать как случайность, и замер повторяется. Но в ряде случаев собственная э.д.с. электродов оказывается неустойчивой, вследствие чего в процессе измерений нуль отсчета заметно сползает, что затрудняет его определение. Иногда устранить это явление можно замыканием накоротко приемной цепи во время подготовки к замеру на данном разносе (размотки токовой линии, забивки токовых электродов и т.д.). Если это не помогает, рекомендуется одновременно установить две приемные линии с разными парами неполяризующихся электродов и пользоваться ими попеременно. Однако при этом следует иметь в виду, что во время работы с одной из пар электродов другую пару ни в коем случае нельзя закорачивать во избежание прохождения через нее большого поляризующего тока.

Если в результате принятых мер все же не удается полностью ликвидировать сползание нуля, то его находят приближенно, улавливая момент, когда стрелка перестает ощутимо замедлять свой ход и начинает передвигаться почти равномерно.

После измерения ΔUВП определяют ΔUПР, применяя те же правила, что и при замере ΔU во время съемки ВЭЗ ρк. Ключ приставки при этом ставят в положение, соответствующее разомкнутой токовой цепи, а ток включают, как всегда, тумблером В4 прибора ЭСК-1 (см. рис. 1). Затем измеряют силу тока.

Для повышения надежности замеров во всех сомнительных случаях, в особенности при неуверенном отсчете нуля, необходимо выполнять контрольные измерения, добиваясь, чтобы расхождения между полученными данными не превышали 10 %.

На основе выполненных измерений для каждого разноса вычисляют значения ρк; и .

Построение и обработку кривых ΔUВП = f(t) производят в камеральных условиях.

После того как закончены все вычисления и результаты наблюдений нанесены на графики, оператор дает команду о переходе к следующему разносу AB.

С увеличением длины AB, до перехода на последующую линию MN, постепенно увеличивают число электродов в токовой цепи (от одного до десяти на каждом конце) и силу поляризующего тока (от нескольких сА до 1,5-2 А).

§ 9. Производство работ по методу ВЭЗ ВП с аппаратурой ВПО-62

Применение аппаратуры ВПО-62 способствует значительному повышению производительности труда и в ряде случаев дает возможность получать надежные результаты даже в условиях заметных промышленных помех. Исследования оказываются особенно эффективными, когда измерения в режиме длительной (двухминутной) зарядки среды комбинируют с измерениями в режиме краткопериодных разнополярных импульсов. Рациональное сочетание двух видов зарядки позволяет получать практически такую же информацию о разрезе, что и при двухминутной зарядке, но с меньшей затратой времени.

Результаты исследований, проведенных в режиме разнополярной зарядки, используют для определения глубин залегания и мощностей отдельных слоев, но они не всегда дают полное представление о характере геоэлектрического разреза. Данные наблюдений, выполненных с длительной зарядкой, дополняют и уточняют эти сведения и дают возможность более уверенно судить о литологических свойствах горных пород.

Основной объем исследований выполняют в режиме кратковременных разнополярных импульсов. Для каждого разноса AB находят ρк, а также ηк и αк, соответствующие кратковременной зарядке, и строят графики зависимости каждого параметра от полуразноса питающей линии.

Исследования в режиме длительных однополярных импульсов приурочивают только к тем разносам, которые отвечают асимптотическим значениям ηк или αк или их характерным точкам, когда геоэлектрические горизонты имеют малую мощность. Для каждого из этих разносов дополнительно получают ηк и αк и полную кривую спада ΔUВП, отвечающие tзар = 2 мин. Полученные данные экстраполируют на всю мощность горизонтов, выделенных по измерениям в режиме разнополярных импульсов.

Схема внешних цепей при производстве ВЭЗ ВП со станцией ВПО-62 остается такой же, что и с прибором ЭСК-1. Соединения между собой отдельных узлов аппаратуры, подготовка их к работе и все необходимые включения осуществляют в соответствии с инструкцией, прилагаемой к станции.

Если наблюдения проводят в режиме разнополярных импульсов, то за искомую величину вызванной разности потенциалов ΔUВП принимают среднее из двух отсчетов n, соответствующих токовым импульсам разной полярности. Чтобы найти αк, после каждого токового импульса определяют два значения ΔUВП: ΔUВП0,5˝ и ΔUВП5˝. Первая величина отвечает максимальному отклонению стрелки гальванометра, а вторая - положению стрелки в момент размыкания измерительной цепи. Перед началом наблюдений обычно пропускают несколько токовых импульсов в ожидании стабилизации отсчетов.

При работе в режиме длительной зарядки съемка значений ΔUВП может производиться двумя путями: либо путем взятия отдельных отсчетов в процессе непрерывного наблюдения за спадом вызванной разности потенциалов, как и при работе с приставкой ВП, либо путем задержки и фиксации на гальванометре дискретных отсчетов ΔUВП, приуроченных к определенным моментам времени. Кривую убывания ΔUВП во времени можно также записывать на фотобумаге осциллографом.

Определение ΔUПР с помощью аппаратуры ВП-62 производится так же, как с прибором ЭСК-1. Величина J находится по стрелочному прибору в токовой цепи.

§ 10. Производство работ при профилировании методом ВП

При профилировании методом ВП технология работ и порядок измерений на точке сохраняются в основном такими же, как и при производстве ВЭЗ ВП, и зависят лишь от типа измерительной аппаратуры.

В результате исследований в каждом пункте получают три параметра: ρк, ηк и αк.

Если профилирование ведется с помощью прибора ЭСК-1 и приставки ВП, то для сокращения времени, необходимого для выполнения наблюдений на точке, можно внести некоторые упрощения в процесс измерений. Прежде всего следует уменьшить время зарядки породы (до 1 мин или даже до 30 сек). Если после отклонения стрелка устойчиво возвращается в первоначальное положение (к нулю отсчетов), то можно ограничиться при измерениях лишь двумя первыми отсчетами и не дожидаться каждый раз возвращения стрелки гальванометра на нуль. Нуль отсчетов в данном случае удобно совмещать с нулем гальванометра. Устойчивость нуля необходимо периодически контролировать.

Когда при профилировании в качестве измерительной аппаратуры применяется станция ВПО-62, измерения рекомендуется проводить только в режиме разнополярных импульсов.

§ 11. Оформление результатов наблюдений

Результаты наблюдений заносятся в полевые журналы: ВЭЗ ВП при исследованиях в режиме разнополярной зарядки среды; ВЭЗ ВП при исследованиях в режиме длительной зарядки среды; электропрофилирования ВП при работе в режиме длительной зарядки среды; электропрофилирования ВП при работе в режиме разнополярной зарядки среды.

ЖУРНАЛ ВЭЗ ВП

при исследованиях в режиме разнополярной зарядки среды

ВЭЗ №

Участок работ                                                    Дата

Аппаратура                                                        Начало работ

Погода                                                                Конец работ

Поверхностный покров                                     Оператор

Вычислитель

,

м

MN,

м

К

ΔUПР,

мв

J,

са

±n1,

мв

ΔUВП0,5˝,

мв

±n2,

мв

ΔUВП5˝,

мв

ρк,

омм

ηк,

%

αк

Примечание

3

1



Документ сокращен, так как он очень большой. Для просмотра полной версии этого документа пройдите по ссылке Бесплатный заказ нужного документа

 
< Пред.   След. >
Полезное: