آزمایش های ژئوفیزیکی

با توجه به فركانس بالاي مورد استفاده در اين روش، عمق نفوذ در زمين بسيار كم است و لذا در اكتشافات مواد معدني نزديك به سطح زمين به كار مي رود.

با اين حال در بسياري از فعاليت هاي مهندسي و به خصوص مطالعات ژئوتكنيك، بررسي خاك، بررسي هاي زمين شناسي، شناسايي حفره هاي زير سطحي، بررسي های باستان شناسي، بررسي منابع آب های زيرزميني كم عمق و آلودگي های زير سطحي كاربردهای گسترده‌اي دارد.

هنگامی که این امواج به یک جسم دفن‌شده یا ساختاری متفاوت از لحاظ نفوذپذیری الکتریکی برخورد می‌کند ممکن است منعکس، پخش و یا منکسر شود و گیرنده دستگاه آن را دریافت کند.

با توجه به تغییرات ثبت شده در موج اولیه می‌توان به عمق و خصوصیات اجسام دفن‌شده تا حدودی پی برد. بسته به نوع مصالح و عمق هدف و نوع مطالعه به ترتیب برای عمق‌های کم آنتن‌های با فرکانس‌های بالا (مطالعات بتن) و آنتن‌های با فرکانس پایین برای مطالعات عمق‌های بالا (شناسایی قنات، حفرات و پایپ‌لاین‌ها) استفاده می‌شود.

 

 

 

روش رادار نفوذي شماي عوارض زير سطحي را بدون آنكه در آن ها دستخوردگي يا تغيير ايجاد نمايد با سرعت ارائه مي كند.

اين روش وسيله مفيدي براي تعيين شرايط لايه های زير سطحي، مخازن زیرزمینی، قنات ها ، لوله های  مدفون، لوله های گاز، آب و فاضلاب و كابل های برق می باشد. شکل زیر نمونه اي از تصاوير روش نفوذي در شناسايي عوارض زير سطحي نشان مي دهد.

 

 

 

اساس کار روش ژئوالکتریک انتقال جریان الکتریکی به داخل زمین، ایجاد اختلاف پتانسیل بین دو نقطه و محاسبه مقاومت ویژه عمق های مختلف زمین است.

در این روش بر اساس استانداردی که مربوط به مقاومت جنس های مختلف خاک، سنگ و همچنین مقادیر مقاومت الکتریکی موادی مثل آب، فلزات، حفرات و مواردی از این دست، مطالعات اکتشافی صورت می گیرد.

حداکثر عمق شناسایی در این روش ۵۰۰ متر است که البته در عمق ۲۵۰ متر سطحی، دقت بالاتری را نشان می دهد. شکل زیر به صورت شماتیک برداشت داده بر روی لایه های زمین را نشان می دهد.

 

در اکتشاف و مطالعه آبهاى زیرزمینى، روش ژئوالکتریک بیشترین سهم و موفقیت را نسبت به سایر روشهاى ژئوفیزیکى داشته و به تنهایى مى تواند عمق، محدوده یا گسترش جانبى، ضخامت و حجم تقریبى سفره یا ذخیره آب زیرزمینى در یک محل را تعیین نماید.

یک لایه غیر قابل نفوذ رسى، که در زیر یک سفره آب زیرزمینى قرار گرفته و یا دو سفره آب زیرزمینى را از هم جدا مى کند، به راحتى در روى منحنی هاى حاصل از یک برداشت ژئوالکتریکى به روش سونداژ قابل تشخیص بوده و درنتیجه مى توان عمق و ضخامت آن لایه را تخمین زد.

به طور کلى روش ژئوالکتریک در بررسى آبهاى زیرزمینى مى تواند اطلاعات با ارزشى فراهم نماید که معمولا” نمى توان این اطلاعات را از روش هاى دیگر به دست آورد.

شکل زیر نمونه ای از نتایج تفسیر برداشتهای ژئوالکتریک را نشان می دهد. همانطور که مشاهده می شود، بخشهای آبی رنگ به خوبی بیانگر عمق و ضخامت لایه های آبدار است.

روش لرزه نگاری Down Hole که به آزمایش درون چاهی (دانهول) معروف است یکی از روش های لرزه شناسی می باشد که برای اندازه گیری مستقیم سرعت امواج کشسانی مورد استفاده قرار می گیرد.

این روش در مقایسه با سایر روش های درون چاهی به دلیل سهولت ،سرعت اجرا و هزینه پایین، در مهندسی کاربرد زیادی دارد. اساس کار در این روش، اندازه گیری زمان سیر موج از سطح زمین تا اعماق مختلف است.

نحوه اجرای عملیات دانهول

در برداشت هاي لرزه نگاري درون چاهي با قرار دادن يك ژئوفون سه مؤلفه اي درون گمانه در اعماق مختلف، امواج لرزه ای ایجاد شده در سطح مورد بررسی قرار می گیرد.

به این منظور براي توليد موج P از ضربه قائم پتک بر صفحه فلزي و براي توليد موج S از ضربه افقی پتک به الوار چوبی استفاده می شود. امواج ايجاد شده به ژئوفون درون چاهی رسيده و توسط دستگاه لرزه نگار ثبت مي گردد.

در اين روش سعي مي گردد تا چشمه انرژی در نزديكي دهانه گمانه قرار گيرد تا حتی الامکان موج لرزه ای از چشمه تا ژئوفون مسیر مستقيم را طی نماید.

در اين بررسـي زمان رسید امواج P و S بر حسب عمق ژئوفون درون چاهی از روی داده های ثبت شده استخراج می گردد. سپس از روی نحوه تغییرات زمان سیر امواج P و S بر حسب عمق مقادیر سرعت امواج P و S لایه ها بر حسب عمق محاسبه می شود.

از روی سرعت سیر امواج P و S می توان نسبت پواسون (ν) و با داشتن چگالی لایه ها سایر مدولهای الاستیک را محاسبه نمود.

 

 

 

 

کاربرد آزمایش درون چاهی (دانهول) 

 

• عملیات لرزه درون چاهی (دانهول) با استفاده از ژئوفون درون چاهی GFA جهت محاسبه مدولهای دینامیکی و تعیین تیپ خاک بر اساس آیین نامه 2800 زلزله (مدل برشی، نسبت پواسون و …)

• عملیات توموگرافی (برش نگاری) بین چاهی (cross-well tomography)

• لرزه نگاری شکست مرزی (انکساری) در مقیاس کوچک

• مطالعات آنالیز امواج لرزه ای سطحی (MASW)