Using Electrical Resistivity Tomography (ERT) as a tool in geotechnical investigation of the substrate of a highway

• Autorzy: Maślakowski M. , Kowalczyk S. , Mieszkowski R. , Józefiak K.

Identyfikatory

DOI

10.2478/squa-2014-0008

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Geological and geotechnical engineering field tests, like structure drillings and dynamic (DPL, DPSH) or static probing (CPT), are considered for a fundamental source of information about soil and water environments. Since Eurocode 7 has been introduced, it has become more common to use also dilatometers (DMT) or pressure meters (PMT). Results obtained using all the mentioned tests are always of a discrete nature – information is provided in certain points in the field. However, they determine the basis for creating spatial models of geological structure and geotechnical conditions of a substratum. The range and number of investigations conducted (including drilling, probing and laboratory tests) influence precision, in which a geological structure is identified and thus, also affect probability of compatibility between spatial model and real geological conditions of a substratum. In the paper, results of non-invasive electrical resistivity tomography (ERT) method are presented, comprising 2-dimensional image of a soil medium resistance. Electrical resistance is a parameter that reflects diversification of a soil medium, considering its lithological aspect. In addition, when combined with drilling results, it can be used to accurate determination of boundaries between soil layers. Carrying out of ERT tests in the field during expressway construction contributed to identification of weak, low-strength soils like organic soils (peat, aggradated mud) and of soft consistency cohesive soils. These kinds of soil are the main cause for unacceptable deformations appearing in the new road engineering structure.

Słowa kluczowe

EN

electrical resistivity tomography ERT; expressway; field testing; geotechnical engineering; organic soils; peat

• Wydawca: Institute of Geological Science Polish Academy of Science
• Czasopismo: Studia Quaternaria
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 31, Nr 2
• Strony: 83--89
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Maślakowski M.

• Faculty of Civil Engineering, Warsaw University of Technology, al. Armii Ludowej 16, 00-637 Warsaw, Poland

autor

Kowalczyk S.

• Faculty of Geology, University of Warsaw, ul. Żwirki i Wigury 93, 02-089 Warsaw, Poland

autor

Mieszkowski R.

• Faculty of Geology, University of Warsaw, ul. Żwirki i Wigury 93, 02-089 Warsaw, Poland

autor

Józefiak K.

• Faculty of Civil Engineering, Warsaw University of Technology, al. Armii Ludowej 16, 00-637 Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. Białostocki, R. 1974. Wytyczne do stosowania metod geofizycznych w badaniach hydrogeologicznych i geologiczno-inżynierskich. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa.
• 2. Białostocki, R., Szczypa, S., ¯uk, Z. 2006. Ocena przydatności banku danych elektrooporowych do rozpoznania i monitorowania środowiska geologicznego. Geofizyka, Biuletyn Informacyjny 3: 62–77.
• 3. Białostocki, R., Farbisz, J. 2007. Badania geoelektryczne-elektro- oporowe. Stan aktualny i możliwości wykorzystania wyników. Geofizyka, Biuletyn Informacyjny 5: 28–41.
• 4. Bzówka, J., Juzwa, A., Knapik, K., Stelmach, K. 2012. Geotechnika komunikacyjna. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
• 5. Cosenza, P., Marmet, E., Rejiba, F., Jun, Cui, Y., Tabbagh, A., Charlery, Y. 2006. Correlations between geotechnical and electrical data: A case study at Garchy in France. Journal of Applied Geophysics 60 (3–4): 165–178. doi:10.1016/j. jappgeo.2006.02.003
• 6. Dahlin, T., Zhou, B. 2004. A numerical comparison of 2D resistivity imaging with ten electrode arrays. Geophysical Prospecting 52 (5): 379–398.
• 7. Farbisz, J., Białostocki, R., Zochniak, K. 2010. Badania geoelektryczne-elektrooporowe w PBG – wczoraj, dziś i w perspektywie najbliższych lat. Geofizyka, Biuletyn Informacyjny 8:86–107.
• 8. Fortier, R., Bolduc, M. 2008. Thaw settlement of degrading permafrost: A geohazard affecting the performance of man-made in- frastructures at Umiujaq in Nunavik (Québec). Proceedings of the 4th Canadian Conference on Geohazards, Québec, Canada: 279–286.
• 9. Jackson, P.D.; Northmore, K.J.; Meldrum, P.I.; Gunn, D.A.; Hal- lam, J.R.; Wambura, J.; Wangusi, B., Ogutu, G. 2002. Non-invasive moisture monitoring within an earth embankment – a precursor to failure. NDT and E International 35 (2): 107–115.
• 10. Kowalczyk, S., Mieszkowski, R. 2011. Określanie sp¹gu gruntów organicznych metodami geofizycznymi na przykładzie dwóch poligonów badawczych na Niżu Polskim. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego 446: 191–198.
• 11. Loke, M.H. 2001. Electrical imaging surveys for environmental and engineering studies. A Practical Guide to 2-D and 3-D Sur- veys: RES2DINV Manual: 1–65.
• 12. Loke, M.H., Barker, R.D. 1996. Rapid least squares inversion of apparent resistivity pseudosections by a quasi-Newton method. Geophysical Prospecting 44: 131–152.
• 13. Loke, M.H., Acworth, I., Dahlin, T. 2003. A comparison of smooth and blocky inversion methods in 2D electrical imaging surveys. Exploration Geophysics 34: 182–187.
• 14. Maślakowski, M. 2013. Ocena stanu zagęszczenia podłoży drogowych na podstawie badań geofizycznych. Rozprawa doktorska, Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej: 1–170.
• 15. Sarnacka, Z. 1976. Szczegółowa mapa geologiczna Polski 1:50000, arkusz Raszyn (559). Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa.
• 16. Stenzel, P., Szymanko, J. 1973. Metody geofizyczne w badaniach hydrogeologicznych i geologiczno inżynierskich. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa.