2411-3336 2541-9404 Записки Горного института Journal of Mining Institute Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University 10.25515/pmi.2018.1.3 pmi-11913 https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/11913 Геология Geology Collaborative interpretation of the data obtained by resistivity and ground penetrating radar methods for assessing the permeability of sandy clay soils Оценка коэффициента фильтрации песчано-глинистых грунтов на основе совместной интерпретации данных методов сопротивления и георадиолокации Lalomov D. A. Лаломов Д. А. Lalomov D. A. lalomov@outlook.com ООО «Фертоинг» (Санкт-Петербург, Россия) Fertoing, Ltd. (Saint-Petersburg, Russia) Glazunov V. V. Глазунов В. В. Glazunov V. V. VVGlazounov@mail.ru Санкт-Петербургский горный университет (Санкт-Петербург, Россия) Saint-Petersburg Mining University (Saint-Petersburg, Russia) 22 02 2018 2018 229 3 12 17 09 2017 06 11 2017 22 02 2018 © 2018 Д. А. Лаломов, В. В. Глазунов © 2018 D. A. Lalomov, V. V. Glazunov 2018 Д. А. Лаломов, В. В. Глазунов D. A. Lalomov, V. V. Glazunov Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0) https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/11913

Рассматривается способ оценки коэффициента фильтрации песчано-глинистых грунтов на основе совместной интерпретации данных комплекса методов инженерной электроразведки, включающего электротомографию и георадиолокацию. Решение этой задачи основано на использовании известных эмпирических связей между мнимой и действительной частями комплексной диэлектрической проницаемости, удельным электрическим сопротивлением и параметром добротности. Приведен пример успешного применения георадиолокации и бесконтактной электротомографии для получения качественных и количественных оценок изменений значения коэффициента фильтрации в дренирующем слое автомобильной дороги. Для получения требуемых оценок необходимо привлекать априорную инженерно-геологическую информацию. Предлагаемый подход позволяет получить непрерывные георадиолокационные и электротомографические разрезы дорожной одежды и ее основания, а также дать оценку состояния грунтов при проведении электроразведочных съемок с поверхности асфальтобетонного покрытия. Даны рекомендации по внедрению разработанной методики комплексных инженерно-геофизических исследований для решения задач проектирования ремонтных работ, авторского надзора и контроля качества автодорожного строительства.

A method for estimating the filtration factor of sandy clay soils is considered on the basis of a joint interpretation of the data of a set of methods of engineering electrical exploration, including electrical resistivity tomography and ground penetrating radar studies. The solution of this problem is based on the use of known empirical connections between the imaginary and real parts of the complex dielectric permittivity, specific electrical resistance, and Q factor. An example of the effective joint use of the ground penetrating radar and non-contact electrical resistivity tomography shows how to obtain qualitative and quantitative estimates of a changing filtration factor in a draining road layer. It is necessary to use precise engineering geological information in order to provide the required estimates. The proposed approach makes it possible to describe continuous profiles of a pavement and underlying layers by ground penetrating radar and electrical resistivity tomography, as well as to assess soil properties when conducting an electrical survey from the surface of asphalt concrete pavement. Recommendations for the implementation of the developed methods of complex engineering and geophysical research are given for solving issues of repair work design, supervision, and quality control of road construction.

 Ключевые слова георадиолокация бесконтактная электротомография комплексная диэлектрическая проницаемость удельное электрическое сопротивление добротность глинистость коэффициент фильтрации контроль состояния дорожной одежды Keywords groundpenetratingradar non-contact electrical resistivity tomography complex dielectric permittivity specific electrical resistance Q factor clay content filtration factor pavement monitoring Авторы признательны коллективу компании «ИнжГеофизика» (Санкт-Петербург) и ее генеральному директору А.И.Куликову за оказанное содействие в выполнении полевых работ и предоставленную геофизическую аппаратуру The authors are grateful to the staff of the InzhGeofizika company (St.Petersburg) and to its Director General A.I.Kulikov for the rendered assistance in field works and geophysical equipment provided Гиматудинов Ш.К. Физика нефтяного и газового пласта: Учебник. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Недра, 1971. 312 c. ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация. М.: Стандартинформ, 2013. 38 с. ГОСТ 25607-2009. Смеси щебеночно-гравийно-песчаные для покрытий и оснований авто-мобильных дорог и аэродромов. Технические условия. М.: Стандартинформ, 2010. 8 с. Грунтоведение / Под ред. В.Т.Трофимова. 6-е изд. М.: Изд-во МГУ, 2005. 1024 с. Дахнов В.Н. Электрическая разведка в нефтяной промышленности СССР. М.: ГОНТИ, 1939. 244 с. Ефимова Н.Н. Применение георадиолокации при решении задач инженерной геофизики. Автореф. дис. ... канд. техн. наук / Санкт-Петербург. горный ин-т. СПб, 1999. 16 c. Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа. ВСН 46-83. М.: Транспорт, 1985. 318 с. Методические рекомендации по осушению земляного полотна и оснований дорожных одежд в районах избыточного увлажнения и сезонного промерзания грунтов. М.: Союздор-нии, 1974. 108 с. Огильви А.А. Основы инженерной геофизики: Учебник для вузов / Под ред. В.А.Богословского. М.: Недра, 1990. 501 с. Рекомендации по осушению дорожных одежд и верхней части земляного полотна авто-мобильных дорог / Министерство строительства и эксплуатации автомобильных дорог РСФСР. М., 1970. 30 с. Рекомендации по расчету дренажных дорожных конструкций. ОДМ 218.2.055-2015. М.: Росавтодор, 2015. 83 с. Шевнин В.А. Картирование методом сопротивлений нефтяных загрязнений геологиче-ской среды / В.А.Шевнин, О.Делгадо, А.А.Рыжов // Разведка и охрана недр. 2004. № 5. С. 27-32. Archie G.E. The Electric Resistivity Log as an Aid in Determining Some Reservoir Characteris-tics // Trans. Am. Inst. Mining and Met. Eng. 1942. Vol. 146. N 1. P. 54-62. Bano M. Constant dielectric losses of ground-penetrating radar waves // Geophysical Journal International. 1996. N 124. P. 279-288. Estimation of hydraulic conductivity on clay content in soil determined from resistivity data / V.Shevnin, O.Delgado-Rodríguez, A.Mousatov and A.Ryjov // Geofísica Internacional. 2006. Vol. 45. N 3. P. 195-207. Liu L. Radar attenuation tomography using the centroid frequency downshift method / L.Liu, J.W.Lane, Y.Quan // Journal of Applied Geophysics. 1998. N 40. P. 105-116. Scheers B. Ultra-Wideband Ground Penetrating Radar, with Application to the Detection of Anti Personnel Landmine (Thesis (PhD)). Royal Military Academy (RMA), Dept. of Electricity and Telecommunications. Brussels, 2001. 281 p. Slater L. Electrical-hydraulic relationships observed for unconsolidated sediments / L.Slater, D.Lesmes // Wat. Resour. Res. 2002. Vol. 38. Iss. 10. P. 31-1-31-13. Tonn R. The determination of the seismic quality factor Q from VSP data: A comparison of dif-ferent computational methods // Geophysical Prospecting. 1991. N 39. P. 1-27. Wunderlich Т. Absorption and frequency shift of GPR signals in sandy and silty soils: empirical relations between quality factor Q, complex permittivity and clay and water contents / Т.Wunderlich, W.Rabbel // Near Surface Geophysics. 2013. Vol.11. N 2. P. 117-127.