Урало-Сибирская научно-практическая конференция

Разработка оптимального комплекса геофизических 
методов для решения инженерно-геологических задач в
городских условиях

А.М. Мухаметшин, В.Б. Виноградов, В.Е. Петряев

Институт горного дела УрО РАН
620219, г. Екатеринбург, ул. Мамина-Сибиряка, 58
amgeo@igd.uran.ru 

1. Известно большое число разработок в области комплексных геофизических исследований с целью решения задач инженерной геологии. Несмотря на это, до настоящего времени отсутствуют оптимальные разработки такого комплекса, способные решать данные задачи в стесненных условиях городской инфраструктуры. С одной стороны, оптимальный комплекс методов должен обеспечивать высокую достоверность получаемых результатов достаточных для решения инженерных задач, т.е. необходимое число геофизических методов. С другой стороны, напротив, необходимо обеспечивать минимальные трудовые и финансовые затраты.     

2. Авторами доклада разработаны и опробованы в городских условиях ряд способов и методик с применением геофизических методов и аппаратуры по изучению грунтов и строения горного массива на глубину, а также по уточнению инженерно-геологических данных. Например, использование электромагнитного профилирования с применением помехозащищенной аппаратуры позволяет выполнять такие исследования в непосредственной близости от трамвайно-троллейбусных коммуникаций и изучать массив до глубины порядка 20¸50 м. Высокочувствительная магниторазведка, включаемая при этом в комплекс методов, позволяет сократить число профилей наблюдения первым методом. Этим обеспечивается снижение общих затрат. Аналогичные результаты получаются и с применением гравиметрических исследований.

3. Сейсмометрические исследования, как более дорогостоящие, применяются гораздо реже или по мере необходимости. Вместе с тем, в этом направлении исследований с учетом новейших аппаратурных и методических разработок также существует немалый прогресс как в плане повышения оперативности, мобильности, т.е. по технике исполнения, так и в плане себестоимости. Поэтому, в настоящее время, сейсмометрическими исследованиями в городских условиях решаются несколько инженерных и инженерно-геологических задач.

Например, наряду с исследованиями по сейсмической безопасности и оценкой уровня вибрационных воздействий, можно на основе сейсмометрических исследований проводить оценку прочностных параметров отдельных элементов или конструкций в целом. А изучая геологический массив в непосредственной близости от здания или в его основании можно выполнить оценку негативного воздействия от различного рода посторонних (или внутренних) воздействий на объект защиты. Кроме того, можно просто исследовать массив пород на глубину.     

4. Как известно, в 1997 г. нам пришлось начать исследования по оценке состояния здания госцирка в г. Екатеринбург. Были сделаны предположения о состоянии горного массива в основании здания. Проведенными позднее гравиметрическими исследованиями некоторые предположения подтвердились.     

5. Исследованиями по методу переходных процессов в городских условиях были выделены ряд участков, ослабленных пустотами, залегающими на глубинах от 20 до 40 метров. Один из разрезов демонстрируется на приведенном рисунке.