Zastosowanie metod geofizycznych do rozpoznania powierzchni stropowej gruntów słabo przepuszczalnych oraz wyznaczenia stref rozluźnienia w korpusie zapory ziemnej

• Autorzy: Mieszkowski R. , Kowalczyk S. , Barański M. , Szczepański T.

Warianty tytułu

EN

The use of geophysical methods to identify the roof of cohesive soils and the designation of zones of suffosion relaxation in the body of an earth dam

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Metody geofizyczne wykorzystywane jako badania uzupełniające przy badaniu podłoża umożliwiają ocenę jakościową zmienności warunków gruntowych w strefie przypowierzchniowej. Informacje te są szczególnie istotne w monitoringu podłoża budowli hydrotechnicznych. W artykule przedstawiono badania geofizyczne wykonane w rejonie zapory ziemnej, mające na celu wskazanie miejsc rozluźnienia gruntów w obrębie zapory oraz określenie głębokości stropu gruntów spoistych występujących pod zaporą. Zastosowano metody: tomografii elektrooporowej (ERT), georadarową (GPR), sejsmiki refrakcyjnej, dające dwuwymiarowy obraz zmian fizycznych w ośrodku oraz sejsmikę fal powierzchniowych - Continuous Surface Wave System (CSWS), dzięki której otrzymano profil 1D parametrów sztywności ośrodka w punkcie pomiarowym. Opierając się na rezultatach badan ERT oraz sejsmice refrakcyjnej, odniesione do danych z wierceń, opracowano mapę powierzchni stropowej gruntów słabo przepuszczalnych. Anomalie uzyskane w wyniku interpretacji przeprowadzonych badań geofizycznych pozwoliły na oszacowanie stref rozluźnienia gruntu, które mogą być wywołane procesem sufozji. Zaobserwowane anomalie, na wybranych obszarach, zostały skorelowane z wierceniami oraz sondowaniami statycznymi (CPT), co pozwoliło na zrealizowanie postawionego celu oraz sformułowanie wniosku, że rozkład stref rozluźnienia gruntów oraz zwiększonego przepływu wód gruntowych stwarza zagrożenie dla stateczności korpusu zapory.

EN

Geophysical methods used as a complementary survey in the investigation of substrate allow for a qualitative assessment of the lateral variability of ground conditions in the near surface zone. They can also permit evaluation of the vertical variation of ground conditions. Such information is particularly important in monitoring the substratum of hydrotechnical engineering constructions. This article presents the geophysical surveys carried out in the area of an earth dam in order to identify places of relaxation of soils within the dam, as well as to determine the depth of the roof of cohesive soils occurring under the dam. The following methods were used: Electrical Resistivity Tomography (ERT), Ground Penetrating Radar (GPR), seismic refraction (providing a two-dimensional image of the physical changes in the medium), and surface wave seismic - Continuous Surface Wave System (CSWS) used together with Spectral Analysis of Surface Waves (SASW). The last method made it possible to analyze the distribution of the stiffness parameters of the medium at the measuring point. Based on the results of ERT studies and seismic refraction, referring to drilling data, a map of the roof surface of cohesive soils was developed. Anomalies identified in the geophysical studies made it possible to estimate the relaxation zone of the soil that could be caused by a process of suffosion. The observed anomalies in selected areas were correlated with drilling and Cone Penetration Testing (CPT), which allowed the completion of the pursued objective and to draw conclusions for the whole dam.

Słowa kluczowe

PL

tomografia elektrooporowa ERT; georadar; GPR; metoda sejsmiki fal powierzchniowych CSWS/SASW; sejsmika refrakcyjna; zapora ziemna

EN

electrical resistivity tomography; ground penetrating radar; surface wave seismic; seismic refraction; earth dam

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 86
• Strony: 167--180
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Mieszkowski R.

• Wydział Geologii Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa

autor

Kowalczyk S.

• Wydział Geologii Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa

autor

Barański M.

• Państwowy Instytut Geologiczny-Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa

autor

Szczepański T.

• Wydział Geologii Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa

Bibliografia

• [1] Barański, M. i Szczepański, T. 2006. Wykorzystanie metod sejsmiki powierzchniowej (CSWS, SASW) do wyznaczania parametrów sprężystych gruntu. Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej, Budownictwo 28, 9-18.
• [2] Barański, M. i Szczepański, T. 2007. Zastosowanie metod sejsmiki powierzchniowej do oceny modułu G gruntu. Czasopismo Techniczne, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, 1-Ś/2007, 17-25.
• [3] Bestyński, Z., Hrabowski, W. i Pacanowski, G. 2008. Ocena skuteczności uszczelnienia obwałowań przeciwpowodziowych metodami geofizycznymi. PPKG, Abstrakty, Polskie Towarzystwo Geologiczne, Kraków, 11.
• [4] Jol, H.M., ed. 2009. Ground Penetrating Radar: Theory and Application, 1st ed., Elsevier.
• [5] Lai, C.G. i Wilmański, K. 2005. Surface waves in geomechanics: Direct and Inverse modelling for soils and rocks. CISM Courses nad lecture No. 481, Springer, Wiedeń, New York 2005.
• [6] Karczewski, J. 2007. Zarys metody georadarowej. Wydawnictwa AGH, Wydanie 1, Kraków.
• [7] Kirsch, R., ed. 2009. Groundwater Geophysics. A Tool for Hydrogeology, 2en ed., Springer 2009.
• [8] Kowalski, W.C. 1988. Geologia inżynierska. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa.
• [9] Matthews, M.C., Clayton, C.R.I. and Own, Y. 2000. The use of geophysical techniques to determine geotechnical stifness parameters. Proc. Instn. Civ. Engrs Geotech. Engng. 143, 31-42.
• [10] Szymanko, J. i Stenzel, P. 1973. Metody geofizyczne w badaniach hydrogeologicznych i geologiczno-inżynierskich. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa.