Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Możliwości systemu Seismobile w przestrzennym zobrazowaniu sejsmicznym i georadarowym podłoża szlaków komunikacyjnych

Pilecki Z., Czarny R., Matuła R., Krawiec K., Harba P., Pilecka E., Barnaś M.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 93

181--195

PL

W artykule przedstawiono możliwości przestrzennego zobrazowania sejsmicznego i georadarowego podłoża szlaków komunikacyjnych za pomocą nowatorskiego systemu Seismobile. Przedstawiono badania testowe symulujące pomiar systemem Seismobile składającego się w części pomiarowej z 4 linii pomiarowych oraz anteny georadarowej. Szerzej opisano metodykę pomiarową, przetwarzania oraz interpretacji badań sejsmicznych i georadarowych. Parametry metodyki pomiarowej badań sejsmicznych zostały dobrane dla oceny możliwości zastosowania trzech metod: profilowania refrakcyjnego, profilowania MASW oraz profilowania refleksyjnego. Badania georadarowe zostały wykonane antenami o częstotliwości dominującej 250 MHz oraz 100 MHz. Sejsmiczny i georadarowy obraz 3D został wykonany dla obszaru o wymiarach 6 na 46 m i składał się z modeli 3D pól prędkości fali podłużnej i poprzecznej oraz dwóch modeli georadarowych 3D dla anten 250 i 100 MHz. Ważniejsze granice sejsmiczne i georadarowe zostały skorelowane z danymi geologicznymi pozyskanymi z otworów geologiczno-inżynierskich wykonanych w rejonie badań. Na sejsmicznych, jak i georadarowych obrazach 3D jednoznacznie zaznacza się granica stropu bardziej sztywnej warstwy żwirów i iłów pylastych na głębokości około 12 m. Pozostałe granice zaznaczają się mniej wyraźnie, przy czym najbardziej interesujące wyniki otrzymano z profilowania refrakcyjnego i profilowania georadarowego z użyciem anteny 100 MHz. W pracy pokazano również, że możliwe jest uzyskanie interesujących wyników za pomocą jednej linii strimera sejsmicznego. W tym przypadku uzyskany dwuwymiarowy obraz jest bardziej wiarygodny dla mniej skomplikowanych warunków geoogiczno-inżynierskich.

EN

This article presents the capabilities of the seismic and GPR spatial imaging using the innovative Seismobile system. The presented experimental surveys simulated the measurement of the Seismobile system, with the help of four landstreamer lines and GPR antenna. The methodology of acquisition, processing and interpretation of seismic and GPR measurements was broadly described. Settings of seismic acquisition methodology were selected in terms of three techniques: refraction profiling, MASW profiling and reflection profiling. GPR measurements were performed with 250 MHz and 100 MHz antennas. 3D seismic and GPR image was taken for a 6 m x 46 m area and consisted of the P-wave and S-wave velocity fields and two 3D radarograms for 250 MHz and 100 MHz antennas. Significant seismic and GPR horizons were correlated with geological data from boreholes, drilled in the research area. The roof of harder layer of gravel and sandy loam is explicitly marked at the depth of approximately 12 m on the 3D seismic and GPR images. Other borders are marked less clearly. The most interesting results were obtained from refraction profiling and GPR profiling using 100 MHz antenna. In the paper the authors show that conducting measurements with one line of the landstreamer is also possible to obtain interesting results. In that case, the obtained two-dimensional image is more reliable for less complicated geological and engineering conditions.

2

Charakterystyczne cechy radarogramów w badaniach georadarowych górotworu wokół podziemnego wyrobiska górniczego

Pilecki Z., Harba P., Krawiec K., Czarny R., Chamarczuk M., Pilecka E., Łątka T.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 5

86--96

PL

Metoda georadarowa coraz częściej znajduje zastosowanie w badaniach jakości górotworu wokół podziemnych wyrobisk górniczych. Do podstawowych zadań badawczych należy lokalizacja pustek i stref rozluźnień, jak również większych spękań, uskoków i innych stref osłabienia. Uzyskanie użytecznych radarogramów jest trudne ze względu na wpływ wielu czynników pochodzenia górniczego zakłócających pomiar oraz względnie silne efekty fal wielokrotnych i rewerberacji. W pracy podjęto próbę sklasyfikowania refleksów na radarogramach z pomiarów GPR w podziemnych wyrobiskach górniczych. Podzielono charakterystyczne efekty na dwie grupy pochodzące od granic obiektów górniczych np.: powierzchni wyrobisk, elementów obudowy i wyposażenia wyrobisk itp. oraz od granic naturalnych o wyraźnym kontraście właściwości elektromagnetycznych, np.: pustek i stref rozluźnień, granic litologicznych, większych spękań, uskoków itp. W pracy przedstawiono przykłady takich radarogramów zarejestrowanych w badaniach wykonanych antenami 250 MHz i 100 MHz w wyrobiskach dołowych w różnych warunkach geologicznych. W podsumowaniu sformułowano uwagi dotyczące prowadzenia badań GPR w wyrobiskach górniczych w sposób możliwie efektywny.

EN

Ground Penetrating Radar (GPR) is more and more often used to determine the quality of rock-mass around underground excavations. The main purposes of using GPR underground are localization of voids and looseness zones, as well as greater discontinuities and other weak zones. High quality radarograms are hard to obtain due to influence of factors of mining origin and relatively strong effects of multi-reflected waves and reverberations. In the article various types of GPR signal reflections were identified and classified. Characteristic effects visible on radarograms were divided into two groups. First group consists of reflections from mining objects like excavation surfaces, support elements and underground infrastructures. Second group consists of reflections from natural borders of distinct contrast of electromagnetic properties like voids and looseness zones, greater fractures, faults, lithological borders and others. The article presents examples of radarograms registered in underground excavations by antennas with central frequencies 250 MHz and 100 MHz in many different geological conditions. In conclusions, remarks for effective use of GPR method in underground excavations were formulated.

3

Wstępne wyniki badania budowy i właściwości osuwiska metodą interferometrii sejsmicznej z wykorzystaniem wysokoczęstotliwościowego szumu sejsmicznego

Pilecki Z., Harba P.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2015

|

nr 89

63--75

PL

Interferometria sejsmiczna jest metodą pozwalającą na wykorzystanie szumu sejsmicznego w interpretacji obrazu sejsmicznego ośrodka geologicznego. Autorzy podjęli się zadania przetestowania możliwości zastosowania tej metody do analizy budowy i właściwości osuwiska, które typowo od strony badań sejsmicznych jest realizowane za pomocą sejsmicznego profilowania refrakcyjnego i wielokanałowej analizy fal powierzchniowych MASW. Osuwisko Just-Tęgoborze jest aktywnym osuwiskiem, które bezpośrednio zagraża zarówno budynkom mieszkalno-gospodarczym, jak i infrastrukturze drogowej. Droga przebiegająca przez teren osuwiska jest drogą krajową nr 75 o dużym natężeniu ruchu kołowego. W wyniku działania ruchów osuwiskowych ulega ona ciągłemu niszczeniu i istnieje zagrożenie ograniczenia jej przejezdności w przypadku osunięcia się dużej objętości mas skalno-gruntowych. Przez fragment osuwiska, przez który przebiega droga krajowa, przeprowadzono badania sejsmiczne innowacyjną metodą interferometrii sejsmicznej w celu rozpoznania ośrodka geologicznego. Pomiary metodą interferometrii sejsmicznej zostały przeprowadzone w wersji pasywnej, w której rejestrowano szum sejsmiczny pochodzący od przejeżdżających pojazdów za pomocą sejsmometrów Güralp CMG-6TD. Zapisy amplitudy pionowej składowej prędkości drgań sejsmicznych zostały poddane procedurom przetwarzania i interpretacji, w wyniku których otrzymano przekrój sejsmiczny pola prędkości fali poprzecznej. Głębokość rozpoznania ośrodka geologicznego wyniosła około 25 metrów. W wyniku analizy otrzymanego przekroju sejsmicznego i odniesienia wyników do przekroju geologiczno-inżynierskiego badanego rejonu, wydzielono trzy warstwy sejsmiczne o różnych zakresach prędkości fali poprzecznej. Warstwy leżące najbliżej powierzchni terenu o najmniejszych wartościach prędkości fali poprzecznej, można korelować z czwartorzędowymi utworami koluwialnymi gliniastymi i skalno-zwietrzelinowymi. W środkowej części profilu, w warstwie najbliżej powierzchni, zaobserwowano strefę o obniżonych wartościach prędkości fali poprzecznej, co najprawdopodobniej jest związane z wysokim zawodnieniem gruntu obserwowanym na powierzchni terenu w tej części profilu badawczego. Granica sejsmiczna z warstwą o największych prędkościach fali poprzecznej znajduje się na głębokości 10-15 metrów. Warstwa ta została skorelowana z mniej zwietrzałymi utworami fliszowymi podłoża osuwiska. Strop tej warstwy może być jedną z powierzchni poślizgu osuwiska. Planowana jest kontynuacja badań w celu śledzenia zmian w ośrodku geologicznym i czasoprzestrzennej oceny ruchu osuwiskowego.

EN

Seismic interferometry is a method in which seismic noise can be used for interpretations of seismic images of geological media. The authors made an attempt to test the possible application of the method in the investigation of structure and properties of a landslide, within seismic studies standardly examined with refraction seismic profiling and a multichannel analysis of surface wave (MASW). The active landslide of Just-Tęgoborze directly threatens both residential and farm buildings and transport infrastructure. The landslide area covers the intensive traffic state road No. 75, constantly damaged by landslide movements and threatened with overload in the event of sliding of rock and soil masses in great volumes. The part of the landslide overlapping the state road was subjected to seismic studies aiming to examine the geological medium with the innovative method of seismic interferometry. In the taken passive measurements, seismic noise produced by the passing vehicles was recorded by the Güralp CMG-6TD seismometers. The obtained amplitudes of the vertical component of seismic vibrations velocity were processed and interpreted. As a result, a seismic cross-section of the shear wave velocity field was developed. A geological medium was explored to the depth of ca. 25 m. The seismic cross-section was analyzed and compared with the geological-engineering cross-section of the investigated area and three seismic layers of different shear wave velocity ranges, were distinguished. The layers closest to the ground surface, showing the lowest shear wave velocities, can be correlated with colluvial loamy and rock-weathering Quaternary deposits. The topmost layer of the middle part of profile includes a zone of small values of shear wave velocities, most likely resulting from high water accumulation on the ground surface of this part of the studied cross-section. The seismic boundary with the layer of highest values of shear wave velocities runs at the depth of 10-15 m. This layer was correlated with the less weathered flysch deposits of the landslide basement. The top of the layer is likely to form one of the slide surfaces in the landslide. In order to monitor changes in the geological medium and provide further temporal and spatial assessment of landslide movements, the studies are planned to be continued.

4

Rozpoznanie stref zagrożenia gazogeodynamicznego metodą tomografii sejsmicznej na przykładzie pola XXVIII/1 w ZG Rudna

Pilecki Z., Laskowski M., Porębski K., Pilecka E., Jach D., Czarny R., Wróbel J., Piasecki P., Krawiec K., Koziarz E., Harba P.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2015

|

nr 4

109--120

PL

Badania miały na celu rozpoznanie właściwości górotworu w aspekcie występowania anomalii sejsmicznych, mających związek ze zjawiskami gazogeodynamicznymi w rejonie pola XXVIII/1 w ZG „Rudna”. Badania były ukierunkowane na rozpoznanie właściwości warstwy dolomitu w stropie wyrobisk górniczych. Zostały one przeprowadzone w rejonach o kilkusetmetrowych wymiarach, z wykorzystaniem 96 czujników, specjalnie rozmieszczonych i zainstalowanych oraz kilkudziesięciu otworów strzałowych, w których odpalano 100-300 g ładunek MW. W wyniku badań obliczono i opracowano mapy izolinii zmian parametrów sejsmicznych. Posłużyły one do sformułowania wniosków odnośnie do zmian właściwości górotworu oraz do zaprojektowania i wykonania otworów kontrolnych. Wyniki badań można również wykorzystać przy prowadzeniu robót przygotowawczych i eksploatacyj-nych w polu XXVIII/1.

EN

The study aimed to identify the properties of the rock mass in terms of seismic anomalies relevant to the recognition of gaso-geodynamic threat zones in the area of XXVIII/1 field in the Rudna copper ore mine. The research was carried out in dolomite layer in the roof of the mine workings. This was done in areas with several hundreds meters dimension, using 96 geophones, especially arranged and installed, and several tens of blast holes, which were fired 100-300 grams of explosives. In the result, maps of seismic parameters' changes were calculated and performed. These were used to formulate conclusions about changes in the properties of the rock mass and for the design and construction of control boreholes. The test results can also be used to carry out preparatory and exploitation works in the XVIII/1 field in Rudna copper ore mine.

5

Źródła drgań w sejsmice inżynierskiej

Pilecki Z., Harba P., Czarny R., Cielesta S., Pszonka J.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 7

22--31

PL

Źródła drgań służą do wyzwalania energii sejsmicznej w postaci fali sejsmicznej, która jest następnie rejestrowana przez czujniki drgań. W zastosowaniach inżynierskich korzysta się ze źródeł aktywnych i pasywnych. Spośród źródeł aktywnych najbardziej rozpowszechnione jest użycie młota, kafara, materiałów wybuchowych oraz wibratorów. W zależności od rodzaju projektowanych badań sejsmicznych wybierane jest źródło dające oczekiwany zasięg głębokościowy o odpowiedniej rozdzielczości sejsmogramu. Materiały wybuchowe generują największą energią sejsmiczną w szerokim paśmie częstotliwości spośród przedstawionych w artykule źródeł sejsmicznych. Udar młotem jest najbardziej rozpowszechniony w zastosowaniach inżynierskich. Źródłami pasywnymi w sejsmice inżynierskiej są głównie drgania spowodowane przejeżdżającymi samochodami, pracą maszyn lub człowieka. W artykule szerzej omówiono niektóre aktywne źródła sejsmiczne wytwarzane przez światowych producentów, które mogą mieć zastosowanie w badaniach inżynierskich. Porównano parametry techniczne wybranych kafarów oraz wibratorów sejsmicznych. Sformułowano kryteria wyboru właściwego źródła w badaniach sejsmicznych.

EN

Vibration sources are used to generate seismic energy in the form of seismic wave which is recorded by vibration sensors. Active and passive seismic sources are applied in seismic engineering. Sledgehammers, weight-drops, explosives and vibrators are the most commonly-used among active ones. They are easy to operate and transport. Depending on the geological engineering task the appropriate energy-efficient seismic source with expected penetration depth and resolution is being chosen. Explosives have the highest generated seismic energy in broadband frequency among seismic sources presented in this paper. However, they produce permanent destructions of the tested geological medium so that they are banned in urban areas. Vibrations generated by passive seismic sources used in seismic engineering are mainly produced by heavy vehicles, working machinery and human activities. This paper presents and describes the selected active seismic sources of the world´s leading geophysical companies applied in seismic engineering. A comparison of technical parameters of the selected weigth drops and seismic vibrators was devised. Finally, criteria for selecting the appropriate seismic source were formulated.

6

Strimery w sejsmice inżynierskiej

Pilecki Z., Harba P., Laszczak M., Adamczyk A., Cielesta S.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 7

32--38

PL

W artykule przedstawiono przegląd strimerów sejsmicznych wykorzystywanych w badaniach sejsmiki inżynierskiej. Znajdują one zastosowanie przede wszystkim w badaniach podłoża gruntowego szlaków komunikacyjnych. Pomiary takimi urządzeniami można również wykonywać w innych celach badawczych, lecz w warunkach terenowych o płaskim lub słabo zmiennym ukształtowaniu. Obecnie strimery sejsmiczne używane są w warunkach, gdzie długość i liczba profili pomiarowych zmuszają do wielokrotnego rozstawiania i składania sprzętu sejsmicznego. Autorzy definiują pojęcie strimera sejsmicznego. Opracowano klasyfikacje ze względu na rodzaje konstrukcji i sposoby mocowania czujników w strimerach. Scharakteryzowano i zilustrowano zasadę działania oraz opisano obecne stadium i kierunek rozwoju technologii strimerów. Przedstawione zostały możliwe konfiguracje strimerów sejsmicznych wraz z pojazdami ciągnącymi i źródłami sejsmicznymi wykorzystywanymi w pomiarach. Zaprezentowano przykłady strimerów sejsmicznych stosowanych w sejsmice inżynierskiej, ze szczegółowymi ich opisami. Dokonano porównania konstrukcji wybranych strimerów sejsmicznych.

EN

This paper presents a detailed overview of land streamers used in seismic engineering. They are commonly implemented in ground reconnaissance along communication routes. Other surveys can be also carried out with this systems, nevertheless field condition should be flat or moderately unchangeable. Nowadays land streamers are used when length and number of seismic profiles force us to make several changes in classical system set-up. Authors defined the term of land streamer. Classification is made due to construction and sensor handle. Characterization and illustration of land streamer principle of operation has been presented. Current direction of technical development was described. The authors presented possible configurations with different towing vehicles and seismic sources. Exemplary land streamers used in industry has been presented with a detailed description. Constructions of selected land streamers have been compered.

7

Geofony w sejsmice inżynierskiej

Pilecki Z., Harba P., Adamczyk A., Krawiec K., Pilecka E.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 7

12--21

PL

W sejsmice inżynierskiej czujniki służą jako rejestratory drgań mechanicznych ośrodka geologicznego. W pracy przedstawiono ich klasyfikację. Do najbardziej powszechnych należą geofony, które stosuje się do badań geologiczno-inżynierskich, hydrogeologicznych, geotechnicznych, geomechanicznych oraz w górnictwie. Prawidłowy dobór ich parametrów technicznych ma znaczący wpływ na jakość uzyskanych danych oraz rozdzielczość metody. Najważniejszymi parametrami, które należy wziąć po uwagę to: częstotliwość własna, czułość, tłumienie, zniekształcenia harmoniczne i oporność cewki. Bardzo istotny jest również sposób przytwierdzenia geofonu do podłoża, ponieważ może on znacząco wpływać na odpowiedź impulsową układu pomiarowego. Światowi producenci geofonów oferują szeroki zakres urządzeń o różnych wartościach parametrów technicznych do jak najlepszej akwizycji danych w konkretnych zastosowaniach sejsmicznych. Dodatkowo, nowoczesne geofony trójskładowe mogą rejestrować jednocześnie w trzech kierunkach, co ułatwia identyfikację fal sejsmicznych i opis pola falowego. W artykule dokonano możliwie szerokiego przeglądu podstawowych parametrów technicznych geofonów czołowych producentów na świecie. Sformułowano kryteria doboru geofonów do badań sejsmicznych.

EN

Sensors are used in seismic engineering to record mechanical oscillations of geological medium. This paper presents a classification of the applied detectors. The most common are geophones which used in geological engineering, hydrogeology, geotechnical engineering and mining. Proper choice of the geophone technical parameters is essential for the obtained data quality and seismic resolution. The most important parameters are natural frequency, sensitivity, damping, harmonic distortion and coil resistivity. Geophone coupling to the ground is crucial because of its great impact on impulse response. The global producers of geophones offer a wide range of devices with different technical parameters in order to obtain the best seismic acquisition. Moreover, the newest three-component geophones record in three dimensions simultaneously. It simplifies wave identification and characterization of the wave field. This paper presents a possibly wide overview of geophone basic technical parameters produced by the leading geophysical companies worldwide. Criteria of their selection were formulated as well.