Zastosowanie metody obrazowania elektrooporowego do rozpoznania podłoża Południowej Obwodnicy Warszawy

• Autorzy: Kowalczyk S. , Cabalski K. , Radzikowski M. , Jędrzejewski J.

Warianty tytułu

EN

Application of electrical resistivity imaging to ground recognition of the Warsaw Southern Ring-Road

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

The article presents the usage of electrical resistivity imaging (ERI) in ground recognition for linear constructions such as the Warsaw Southern Ring-Road. Measurements were performed in a gradient array, on five segments of the route, with previously researched geological conditions. Measurement method intended to probe the soil matrix on different depths. Therefore, the electrode array was set to 2 to 5 meters. The resulting image of resistivity differed in resolution. Resistivity images were correlated with geological data from boreholes in geology-engineering documentation and other widely available geological information from databases and literature. This allowed to limit ambiguity of interpretation of two-dimensional model of near surface soil matrix resistivity. Thereby, individual ranges of resistivity were assigned to geological content. The measurements allowed to identify geological horizontal variability. Electrical resistivity imaging research confirmed its utility in the recognition of spatial distribution of geological media in foundation soil. The analysis of completed surveys allowed to designate the following areas: locations where anthropogenic and organic soils occur, probable location of the edge of the upland on the eastern side of Vistula River and upper relief of local Neogene clays.

Słowa kluczowe

PL

metoda obrazowania elektrooporowego; ERI; warunki glebowe; inwestycje drogowe

EN

electrical resistivity imaging; ERI; complex soil conditions; road investment

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Przegląd Geologiczny
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 65, nr 10/2
• Strony: 772--778
• Opis fizyczny: Bibliogr. 46 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kowalczyk S.

• Wydział Geologii, Uniwersytet Warszawski, ul. Żwirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa

autor

Cabalski K.

• Wydział Geologii, Uniwersytet Warszawski, ul. Żwirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa

autor

Radzikowski M.

• Wydział Geologii, Uniwersytet Warszawski, ul. Żwirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa

autor

Jędrzejewski J.

• Wydział Geologii, Uniwersytet Warszawski, ul. Żwirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa

Bibliografia

• [1]. BATAYNEH A.T., AL-ZOUBI A.S. 2000 - Detection of a Solution Cavity Adjacent to a Highway in Southwest Jordan Using Electrical Resistivity Methods. J. Environ. Eng. Geophys., 5 (4), 25-30. DOI: 10.4133/JEEG5.4.25.
• [2]. BULANDAJ., KOZAK W., KAWAW., MACH D., CZUDEC G. 2013 - Dokumentacja geologiczno-inżynierska określająca warunki geologiczno-inżynierskie posadowienia obiektów budowlanych Południowej Obwodnicy Warszawy na odcinku od węzła „Puławska (bez węzła) do węzła „Lubelska” (bez węzła) - od km 0+300 do km 0+880 oraz od km 3+455 do km 18+950 bez odcinka tunelowego w km 0+880 - 3+455. Zakł. Usł. Geol. i Proj. Bud. i Ochr. Środ. Geotech Sp. z o.o., Rzeszów, Nr CBDG 1018591, Inw. 2665/2014 Nar. Arch. Geol. PIG-PIB, Warszawa (mat. niepubl.).
• [3]. DAHLIN T., JOHANSSON S., LANDIN O. 1994 - Resistivity Surveying for Planning of Infrastructure. Symposium on the Application of Geophysics to Engineering and Environmental Problems 1994, 509-528. DOI:10.4133/1.2922084.
• [4]. DAHLIN T. 1996 - 2D resistivity surveying for environmental and engineering applications. First Break, 14 (7), 275-283. DOI: 10.3997/1365-2397.1996014.
• [5]. DAHLIN T., ZHOU B. 2006 - Multiple-gradient array measurements for multichannel 2D resistivity imaging. Near Surface Geophys., 4 (2), 113-123. DOI: 10.3997/1873-0604.2005037.
• [6]. DZIERŻEK J.2015 - Warszawa II. Zarys geologii aglomeracji warszawskiej. [W:] Dzierżek J. (red.), Nizina Mazowiecka i obszary przyległe: 43 stanowiska geologiczne: przewodnik po geomorfologii i geologii czwartorzędu. Wydz. Geol. UW, 24-25.
• [7]. ERCOLI M.,PAUSELLI C.,FORTE E.,DI MATTEO L.,MAZZOCCA M., FRIGERI A., FEDERICO C. 2012 - Amultidisciplinary geological and geophysical approach to define structural and hydrogeological implications of the Molinaccio spring (Spello, Italy). J. Appl. Geophys., 77: 72-82. DOI: 10.1016/j.jappgeo.2011.11.011.
• [8]. FRANKOWSKI Z., BAŻYŃSKI J., ZAWADZKI R., LEWKOWICZ M., SMAGAŁA S., WYSOKIŃSKI L., MAJER E., ŁUKASIK S., FILIPOWICZ A., SOBIECH J. 2000 - Atlas geologiczno-inżynierski Warszawy. http://geoportal.pgi.gov.pl/atlasy_gi/warszawa.
• [9]. GANER0D G.V., R0NNING J.S., DALSEGG E., ELVEBAKK H., HOLM0Y K., NILSEN B., BRAATHEN A. 2006 - Comparison of geophysical methods for sub-surface mapping of faults and fracture zones in a section of the Viggja road tunnel, Norway. Bull. Eng. Geol. Environ., 65: (3), 231-243. DOI: 10.1007/s10064-006-0041-6.
• [10]. GÓMEZ-ORTIZ D., MARTÍN-CRESPO T. 2012 - Assessing the risk of subsidence of a sinkhole collapse using ground penetrating radar and electrical resistivity tomography. Eng. Geol., 149-150, 1-12. DOI: 10.1016/j.enggeo.2012.07.022.
• [11]. KACZMAREK Ł. 2014 - Geomorfologiczna i geofizyczna analiza uwarunkowań stateczności skarpy warszawskiej w rejonie Ursynowa. Prz. Nauk. Inż. Kształt. Środ., 65: 215-226.
• [12]. KACZMAREK Ł., DOBAK P.2015 - Stability conditions of the Vistula Valley attained by a multivariate approach-a case study from the Warsaw Southern Ring Road. Geologos, 21 (4): 249-260. DOI: 10.1515/logos-2015-0020.
• [13]. KACZMAREK Ł.D., POPIELSKI P. 2016 - Wpływ wybranych aspektów symulacji numerycznych na wyniki obliczeń stateczności Skarpy Warszawskiej w obszarze Południowej Obwodnicy Warszawy. Inż. Mor., 4: 210-215.
• [14]. KOWALCZYK S., MIESZKOWSKI R.2011 - Determination of a bottom layer of organic soil using geophysical methods at two test sites on the Polish Lowland (in Polish with English summary). Biul. Państw. Inst. Geol., 446, 191-198.
• [15]. KOWALCZYK S., CABALSKI K., RADZIKOWSKI M. 2014a - Zastosowanie metod geofizycznych w ocenie przekształceń antropogenicznych podłoża obiektów liniowych na przykładzie odcinka trasy S8 w markach koło Warszawy. Materiały konferencyjne 5. Ogólnopolskie Sympozjum Współczesne Problemy Geologii Inżynierskiej w Polsce, 15-17.10.2014 Lublin. s. 72.
• [16]. KOWALCZYK S., MIESZKOWSKI R., PACANOWSKI G. 2014b - Ocena stateczności wybranych fragmentów skarpy warszawskiej w świetle badań geofizycznych metodą tomografii elektrooporowej (ERT). Prz. Geol., 62 (10/2): 634-640.
• [17]. KOWALCZYK S., ZAWRZYKRAJ P., MIESZKOWSKI R. 2015 - Application of electrical resistivity tomography in assessing complex soil conditions. Geol. Quart., 59 (2): 367-372. DOI: 10.7306/gq.1172.
• [18]. KOWALCZYK S., CABALSKI K., RADZIKOWSKI M. 2017a - Application of geophysical methods in the evaluation of anthropogenic transformation of the ground: A case study of the Warsaw environs, Poland. Eng. Geol., 216: 42-55. DOI: 10.1016/j.enggeo.2016.11.008.
• [19]. KOWALCZYK S., ZAWRZYKRAJ P., MAŚLAKOWSKI M. 2017b - Application of the electrical resistivity method in assessing soil for the foundation of bridge structures: a case study from the Warsaw environs, Poland. Acta Geodynam. Geomater., 14/2 (186): 221-234. DOI: 10.13168/AGG.2017.0005.
• [20]. KOWALCZYK S., ŻUKOWSKA K.A., MENDECKI M.J., ŁUKASIAK D. 2017c - Application of electrical resistivity imaging (ERI) for the assessment of peat properties: A case study of the Całowanie Fen, Central Poland. ActaGeophys., 65: 223-235. DOI: 10.1007/s11600-017-0018-9.
• [21]. LAMBERT D.W., ADAMS G.L., FODOR B., FENNEWALD L.E. 2013 - Use ofelectrical resistivity surveying to evaluate collapse potential related to road construction over a cave. Carbon. Evaporit., 28 (1-2): 215-219. DOI: 10.1007/s13146-012-0109-2.
• [22]. LINDNER L., MARKS L. 2012 - O podziale klimatostratygraficznym kompleksu środkowo-polskiego w plejstocenie Polski. Prz. Geol., 60(1): 36-45.
• [23]. LINDNER L., MARKS L., NITA M. 2013 - Climatostratigraphy of interglacials in Poland: Middle and Upper Pleistocene lower boundaries from a Polish perspective. Quatern. Internat., 292: 113-123. DOI: 10.1016/j.quaint.2012.11.018.
• [24]. LINES L.R., TREITEL S. 1984 - Tutorial: A review of least-squares inversion and its application to geophysical problems. Geophys. Prospect.,32: 159-186. DOI: 10.1111/j.1365-2478.1984.tb00726.x.
• [25]. LOKE M.H. 1996-2002 - Tutorial: 2-D and 3-D electrical imaging surveys. Geotomo Software.
• [26]. LOKE M.H. 2001 - Electrical imaging surveys for environmental and engineering studies. APractical Guide to 2-D and 3-D Surveys: RES2DINV Manual, Geotomo Software, Malaysia.
• [27]. LOKE M.H., ACWORTH I., DAHLIN T. 2003 - A comparison of smooth and blocky inversion methods in 2D electrical imaging surveys. Explorat. Geophys., 34: 182-187.
• [28]. LOKE M.H., 2011 - Electrical resistivity surveys and data interpretation. in Gupta H. (red.), Solid Earth Geophysics Encyclopaedia (2n Edition) “Electrical & Electromagnetic” Springer-Verlag, 276-283.
• [29]. LOKE M.H., CHAMBERS J.E., RUCKER D.F., KURAS O., WILKINSON P.B. 2013 - Recent developments in the directcurrent geoelectrical imaging method. J. Appl. Geophys., 95: 135-156.
• [30]. MARKS L., DZIERŻEK J., JANISZEWSKI R., KACZOROWSKI J., LINDNER L., MAJECKA A., MAKOS M., SZYMANEK M., TOŁOCZKO-PASEK A., WORONKO B. 2016 - Quaternary stratigraphy and palaeogeography of Poland. Acta Geol. Pol., 66 (3): 410-434. DOI: 10.1515/agp-2016-0018.
• [31]. MAŚLAKOWSKI M., KOWALCZYK S., MIESZKOWSKI R., JÓZEFIAK K. 2014 - Using Electrical Resistivity Tomography (ERT) as a tool in geotechnical investigation of the substrate of a highway. Stud. Quatern., 31 (2): 83-89. DOI: 10.2478/squa-2014-0008.
• [32]. NGAN-TILLARD D., VENMANS A., SLOB E., MULDER A. 2010 - Total engineering geology approach applied to motorway construction and widening in the Netherlands: Part II: Pilot site in tidal deposits. Eng. Geol., 114(3-4): 171-180. DOI: 10.1016/j.enggeo.2010.04.015.
• [33]. NOWAK J. 1972 - Mapa Geologiczna Polski, A - Mapa utworów powierzchniowych, Inst. Geol., za http://cbdgmapa.pgi.gov.pl/arcgis/services/kartografia/mgp200k_a/MapServer/WMSServer.
• [34]. NOWAK J. 1978 - Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski, ark. Okuniew (525), Inst. Geol.
• [35]. OSINOWO O.O., AKANJI A.O., AKINMOSIN A. 2011 - Integrated geophysical and geotechnical investigation of the failed portion of a road in Basement Complex terrain, south-western Nigeria. RMZ - Mat. Geoenviron. 58 (2): 143-162.
• [36]. POŻARYSKIW. 1963 - Jednostki geologiczne Polski. Prz. Geol., 11 (1): 4-10.
• [37]. RODZOCH A., KUŚMIERZ A., SAWICKA-SIARKIEWICZ H., BORZYSZKOWSKI J., BESTYŃSKI Z., DOBKOWSKA A., GÓRKA J., KRUK L., LEŚNIAK J., OFICJALSKA H., PACHOLEWSKI A., TKACZYK A. 2006 - Zasady sporządzania dokumentacji określających warunki hydrogeologiczne w związku z projektowaniem dróg krajowych i autostrad. Poradnik metodyczny. Min. Środ., Warszawa.
• [38]. SAMOUELIAN A., COUSIN I., TABBAGH A., BRUAND A., RICHARD G. 2005 - Electrical resistivity survey in soil science: a review. Soil Till. Res., 83 (2): 173-193. DOI: 10.1016/j.still.2004.10.004.
• [39]. SARNACKA Z. 1976 - Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski, ark. Piaseczno (560). Inst. Geol.
• [40]. SARNACKA Z. 1980 - Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski, ark. Warszawa Wschód (524). Inst. Geol.
• [41]. SARNACKA Z. 1992 - Stratygrafia osadów czwartorzędowych Warszawy i okolic. Pr. Państw. Inst. Geol.
• [42]. WISÉN R., CHRISTIANSEN A., DAHLIN T., AUKEN E. 2008 - Experience from Two Resistivity Inversion Techniques Applied in Three Cases of Geotechnical Site Investigation. J. Geotech. Geoenviron. Eng., 134 (12): 1730-1742. DOI: 10.1061/(ASCE)1090-0241(2008)134:12(1730).
• [43]. VAN OVERMEEREN R.A., RITSEMA I.L. 1988 - Continuous vertical electrical sounding. First Break, 6 (10): 313-324. DOI: 10.3997/1365-2397.1988017.
• [44]. ZARZĄDZENIE nr 58 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad z dn. 23 listopada 2015 r.; http://www.gddkia.gov.pl/pl/2663/Rok-2015.
• [45]. ZHOU W., BECK B.F., ADAMS A.L. 2002 - Effective electrode array in mapping karst hazards in electrical resistivity tomography. Environ. Geol., 42: 922-928.
• [46]. ZINI L., CALLIGARIS C., FORTE E., PETRONIO L., ZAVAGNO E., BOCCALI C., CUCCHI F. 2015 - Amultidisciplinary approach in sinkhole analysis: The Quinis village case study (NE-Italy). Eng. Geol., 197: 132-144. DOI: 10.1016/j.enggeo.2015.07.004.

Uwagi

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