Zastosowanie badań konduktometrycznych z użyciem inwersji 1D, jako narzędzia do kartowania przestrzennego przypowierzchniowych warstw geologicznych

• Autorzy: Czarniak P. , Pacanowski G. , Sobótka P.

Warianty tytułu

EN

Application of ground conductivity meter data for mapping of geological subsurface layers with the use of 1D inversion

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

This article presents the results obtained from geophysical measurements as a supplement to and refinement of geological information obtained from engineering geological studies for the newly constructed highways. The research was conducted using two geophysical methods: Ground Conductivity Meters (GCM) and Electrical Resistivity Tomography (ERT). The above measurements were made on three research fields located along the planned express road S-19 (Kraśnik-Janów Lubelski section). These areas were selected due to the large amount of available archival data and varied geological conditions. The publication focuses primarily on the presentation of the results obtained using the very fast and extremely efficient GCM method. By processing GCM data, using Laterally Constrained Inversion (LCI) and Spatially Constrained Inversion (SCI) algorithms, the values ofelectrical resistivity of the surveyed centers were derived. The results are presented in the form of cross-sections and maps of electrical resistivity from different depths, which were collated and compared with the results from another geophysical method, ERT. These examples show that the use of inversion has a significant impact on the refinement of geological boundaries between layers of different electrical resistivities. Thanks to the correlation of geophysical data with boreholes and engineering geological probes, detailed models of the geological structure of the analyzed areas were elaborated, which are necessary for the selection of appropriate solutions for the construction and modernization of road infrastructure.

Słowa kluczowe

PL

mierniki przewodności elektrycznej; GCM; tomografia elektrooporowa; ERT; rozwój innowacji drogowych; RID; inwersja 1D

EN

Ground Conductivity Meters; GCM; electrical resistivity tomography; ERT; RID; 1D inversion

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Przegląd Geologiczny
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 65, nr 10/2
• Strony: 803--810
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Czarniak P.

• Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Rakowiecka 4,00-975 Warszawa

autor

Pacanowski G.

• Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Rakowiecka 4,00-975 Warszawa

autor

Sobótka P.

• Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Rakowiecka 4,00-975 Warszawa

Bibliografia

• 1. AUKEN E., CHRISTIANSEN A.V., JACOBSEN B.H., FOGED N., S0RENSEN K.I. 2005 - Piecewise 1D Laterally Constrained Inversion of resistivity data. Geophys. Prospect., 53: 497-506.
• 2. BEAMISH D. 2011 - Low induction number, ground conductivity meters: a correction procedure. J. Appl. Geophys. 75: 244-253.
• 3. BESTYŃSKI Z. 2011 - Metody geofizyczne w geologii inżynierskiej. Biul. Państ. Inst. Geol., 446: 175-182.
• 4. CYGAL A., STEFANIUK M., KRET A., KLITYŃSKI W. 2015 - Zastosowanie metody konduktometrycznej do typowania stref o zmiennych parametrach filtracyjnych w obrębie podstawy wału przeciwpowodziowego. Prz. Geol., 63 (10/1): 652-656.
• 5. CZARNIAK P., PACANOWSKI P., BĄKOWSKA A., MIESZKOWSKI R., WELC F. 2014 - The role of geophysical ERT method to evaluate the leakproofness of diapragm wall of deep foundation trenches on the example of the construction of retail and office complex in Lublin, Poland. Stud. Quart., 31 (2): 91-99.
• 6. DAHLIN T., ZHOU B. 2004 - A numerical comparison of 2D resistivity imaging with 10 electrode arrays. Geophys. Prospect., 52 (5): 379-398.
• 7. DUALEM 2016 - Electromagnetic Induction: Operation and Interpretation especially at Low Induction Numbers, DUALEM.
• 8. GOŁĘBIOWSKI T., TOMECKA-SUCHOŃ S., FARBISZ J. 2012 - Zastosowanie kompleksowych metod geofizycznych do nieinwazyjnego badania stanu technicznego wałów przeciwpowodziowych. Sympozjum Europejskie Współczesne Problemy Ochrony Przeciwpowodziowej. Paris - Orléans, 28-29-30.03.2012. https://www.aarhusgeosoftware.dk/.
• 9. KELER G.V., FRISCHKNECHT F.C. 1966 - Electrical methods in geophysical prospecting. Pergamon Press Inc., Oxford.
• 10. KOWALCZYK S., MIESZKOWSKI R., PACANOWSKI G. 2014 - Ocena stateczności wybranych fragmentów skarpy warszawskiej w świetle badań geofizycznych metodą tomografii elektrooporowej. Prz. Geol., 62 (10/2): 634-640.
• 11. LOKE M.H. 2004 - Tutorial: 2-D and 3-D electrical imaging surveys. www.ualberta.ca.
• 12. LOKE M.H. & BARKER R.D. 1996 - Rapid least-squares inversion of apparent resistivity pseudosections by a quasi-Newton method. Geophys. Prospect., 44 (1): 131-152.
• 13. LOKE M.H., ALFOUZAN F.A. & NAWAWI M.N.M. 2007 - Optimisation of electrode arrays used in 2D resistivity imaging surveys. ASEG Extended abstracts 2007: 1-4.
• 14. MCNEILL J.D. 1980 - Electrical conductivity of soils and rocks. Geonics Limited. Technical Note TN-5. Mississauga, Ontario, Canada.
• 15. MUTKE G., CHODACKI J. 2005 - Zastosowanie płytkiego profilowania elektromagnetycznego do rozwiązywania zagadnień inżynierskich i środowiskowych w przypowierzchniowych warstwach podłoża. Pr. Nauk. GIG Górnictwo i Środowisko, 3: 55-64.
• 16. OLDENBURG D.W., LI Y. 1999 - Estimaing depth of investigation in dc resistivity and IP surveys. Geophys., 64 (2): 403-416.
• 17. PACANOWSKI G., SOKOŁOWSKA M., MIESZKOWSKI R. 2016 - Obrazowanie elektrooporowe w uszczegółowieniu skomplikowanej budowy geologicznej na przykładzie wzgórza Morasko w Poznaniu. Prz. Geol., 64 (4): 238-244.
• 18. RANTP., LUTYM., KOWALCZUK J., WOJDAB., KWIATKOWSKA A., KAPEL K. 2016 - Dokumentacja geologiczno-inżynierska dla rozpoznania warunków geologiczno-inżynierskich na potrzeby projektowanej inwestycji budowy drogi ekspresowej S19 Lublin-Rzeszów odc. 2 Kraśnik (koniec obwodnicy) - granica województwa lubelskiego i podkarpackiego. Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Oddział w Lublinie, 782/2016.
• 19. VIEZZOLI A., CHRISTIANSEN A.V., AUKEN E., S0RENSEN K.I. 2008 - Quasi-3D modeling of airborne TEM data by spatially constrained inversion. Geophys., 73: F105-F113.
• 20. WÓJCICKI A., HONCZARUK M., PACANOWSKI G. 2006 - Subsurface Geophysical Surveys to Civil Engineering, Geotechnical and Environmental Applications. 68th EAGE Conference and Exhibition incorporating SPE EUROPEC 2006.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).