Perfiles de radar de penetración terrestre en el área de la cantera de arena

En depósitos morrénicos y aluviales, el uso del método de georradar es muy efectivo para estudiar la estructura de la parte superior del macizo de suelos arenosos sueltos y la superficie del lecho rocoso. Cuando el nivel freático es profundo, el uso de antenas dipolo de baja frecuencia permite alcanzar una profundidad de 15-20 m, rastreando los límites de las capas del suelo y las características de la superficie del lecho rocoso. La figura muestra ejemplos de secciones de radar (75-150-900 MHz), que muestran en detalle la estructura de los suelos de morrena sobre la superficie del lecho rocoso y son un complemento eficaz al método sísmico de ondas reflejadas. Las posibilidades de utilizar una antena blindada de alta frecuencia de 900 MHz en un complejo para estos fines son significativamente limitadas, ya que la profundidad de penetración del pulso generalmente no supera los 3-4 m incluso en suelos arenosos secos.

Sondeo por radar de penetración terrestre de la cimentación del terraplén del muelle de pasajeros

El uso de una antena de alta frecuencia blindada es más eficaz en áreas urbanas para identificar áreas de suelo suelto debajo de superficies rígidas de carreteras y pavimentos.En la siguiente figura se muestra un ejemplo de interpretación de datos de sondeo de una masa de suelo a granel. Bajo el pavimento de adoquines y relleno de piedra triturada se observan zonas de mayores amplitudes de reflexión y retrasos en el tiempo de registro de las mismas, asociadas a posibles zonas de desprendimiento y mayor saturación hídrica en el suelo arenoso.Ejemplos de perfiles de radar obtenidos utilizando una antena blindada de alta frecuencia (900 MHz) (izquierda) y una antena dipolo de baja frecuencia (150 MHz) (derecha) en una sección de terraplén con superficie adoquinada.Los límites reflectantes más fuertes probablemente estén asociados con las superficies de lentes saturadas de agua en el macizo de arena. Debido a la acumulación de agua de lluvia en los adoquines, fue posible que ésta penetrara en la capa superficial de piedra triturada y suelo, lo que cambia y complica significativamente el patrón de ondas en las grabaciones debido a un cambio brusco en la constante dieléctrica del suelo. El sondeo de radar de baja frecuencia es un método muy eficaz para mapear la superficie del agua subterránea en sedimentos arenosos.

Detección de objetos artificiales en el macizo del suelo

Debajo de la fase de reflexión principal hay áreas de mayor amplitud de señal reflejada (dispersada) por muchos objetos pequeños. Lo más probable es que dichos objetos en el perfil GPR se interpreten como fragmentos de pavimento de hormigón o asfalto. Se registran numerosos ejes de fase hiperbólicos de ondas de difracción en un fragmento de perfil a una profundidad de 0,2 m a 1,0 m. Una difracción pronunciada indica la presencia de cuerpos extraños densos en el suelo, posiblemente fragmentos de estructuras de hormigón de un edificio antiguo.El perfil muestra ondas de difracción características de objetos más pequeños, como tuberías, canales de comunicación, pozos, etc. La figura muestra ejemplos de la manifestación de tales objetos en forma de paquetes de ondas hiperbólicas.El sondeo de radar de baja frecuencia es un método muy eficaz para mapear la superficie del agua subterránea en sedimentos arenosos. Al mismo tiempo, la superficie de los suelos saturados de agua representa un límite de protección rígido, por debajo del cual resulta problemático trazar límites reflectantes en el macizo arenoso-arcilloso.

Mapeo del relieve de los horizontes reflectantes de un macizo sistémico

En la zona de estudio, la superficie de un horizonte reflectante complejo, ubicado a una profundidad de 0,5 a 2,5 m, es claramente visible en la mayoría de las secciones de georradar. Se pueden rastrear varias depresiones con una profundidad de 1,0 a 2,5 m desde la superficie en esta superficie reflectante. El más profundo de ellos tiene el aspecto de un estrecho barranco de entre 6 y 15 m de ancho y se extiende desde el borde suroeste del área de investigación hasta su centro en dirección noreste. Al oeste del centro del área de investigación hay una continuación más amplia, pero menos profunda (hasta 1,6 m).La imagen muestra un mapa estructural de la superficie de los fondos de la depresión. La profundidad de estas depresiones alcanza en ocasiones los 2,5 m. Se puede observar una amplia depresión de este límite reflectante que se extiende hacia el noroeste, con una configuración compleja en planta cerca del límite noreste del yacimiento. A juzgar por la gran cantidad de heterogeneidades locales en la capa por encima de este límite, representa una división del relleno de suelo creado por el hombre de la superficie de los depósitos de arena y arcilla marinos (o aluviales).

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Un ejemplo de registro de ondas reflejadas a una profundidad de unos 400 m

De todos los métodos utilizados en sismicidad superficial, la mayor profundidad de estudio de la parte superior de una sección geológica la proporciona el método de ondas reflejadas en la modificación del punto de profundidad común (CDP). El sistema de observación prevé una densidad suficientemente alta de puntos de excitación de ondas elásticas y de puntos de recepción de señales por unidad de perfil para garantizar una superposición múltiple al rastrear los límites reflectantes.La tecnología del trabajo es bastante laboriosa, pero proporciona la información más confiable sobre la geometría de los límites de la división de las propiedades físicas en el espacio estudiado, asociada no solo con la estratificación, sino también con posibles violaciones de la continuidad de las rocas debido a los movimientos tectónicos. En muchos casos, el uso de fuentes superficiales de ondas elásticas simples y ambientalmente seguras, como un peso que cae, permite obtener reflexiones suficientemente fuertes en los límites a profundidades de hasta 400-500 m.

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Sismograma de ondas reflejadas y espectro de velocidad vertical

Durante los estudios de ingeniería, la tarea suele consistir en estudiar las propiedades del suelo y el lecho rocoso a una profundidad de 40 a 50 m. Sin embargo, a veces surgen tareas específicas que requieren una profundidad de estudio de 150 a 200 m. Un ejemplo de estas tareas en el noroeste de la plataforma rusa es el mapeo y estudio de la estructura de valles preglaciares enterrados llenos de depósitos de morrena. Surgen problemas similares cuando se estudian cortes erosivos en estratos de halógeno-carbonato paleozoicos llenos de sedimentos mesozoicos o cuaternarios de baja velocidad. En algunos casos es posible obtener tramos de hasta 200 m de profundidad utilizando un martillo de 6-8 kg como fuente de ondas elásticas. La figura muestra un ejemplo de registro sísmico y el resultado del análisis de las velocidades de ondas longitudinales sobre un perfil a través del costado de un paleovalle enterrado en el área de la poza inferior de la central hidroeléctrica Plavinas en el área de sondeos para la instalación de pozos de drenaje.

Fragmento de una sección temporal del CDP a lo largo de un perfil a lo largo del borde de un paleovalle enterrado. Ubicación de los pozos de drenaje en la poza inferior de la central hidroeléctrica Plavinas (Letonia)

La parte superior del tramo son depósitos aluviales. En la parte inicial del perfil, en el lado del valle, se encuentran los carbonatos de yeso de Salaspils. El espesor de las dolomitas es pequeño, casi todas ellas están excavadas en las areniscas de la suite Amat. Los lados de la parte inferior de la incisión están compuestos por areniscas débiles de la suite Amat del Devónico Superior. La velocidad de propagación de las ondas longitudinales en ellos difiere poco de la de las margas morrénicas que llenan el valle, por lo que los lados de la incisión sólo se pueden distinguir condicionalmente, en función del cambio en la naturaleza de la estratificación.

Sección mini-CDP, invertida a escala profunda, a lo largo de un perfil a través de un canal secundario de un paleovalle enterrado. Sección de la piscina superior de la central hidroeléctrica de Plavinas (Letonia)

Este perfil muestra claramente el techo de las dolomías del lecho rocoso a una profundidad de 20-23 m bajo una gruesa capa de margas morrénicas. En las partes marginales del valle se pueden rastrear límites reflectantes, presumiblemente asociados con depósitos de plumas deluviales marginales de grandes fragmentos. Este ejemplo demuestra claramente las diferencias en la profundidad de los métodos. Así, en la sección CDP se puede trazar un límite a una profundidad de unos 150 m, presumiblemente asociado a la base de las areniscas sueltas de Amat-Gauja, mientras que la profundidad en la sección de velocidad utilizando el método de onda refractada es de unos 30 m con una longitud de base de 126 m.

Sección mini-CDP a escala de profundidad a lo largo de un perfil a través de un paleovalle preglacial enterrado. Ubicación de los pozos de captación de agua en el pueblo de Vangaži, Letonia

La sección muestra la compleja estructura de los depósitos de morrena que rellenan un valle glaciar enterrado, cuya formación se produjo durante la excavación de los glaciares, aparentemente a lo largo de varias glaciaciones.
Excitación de ondas elásticas mediante golpes de martillo con acumulación de 3 impactos con un escalón de puntos de excitación de 4 m a lo largo del perfil. Los límites reflectantes se pueden rastrear hasta una profundidad de 200-220 m, lo que también se refleja en la presencia de crecimiento de energía en los espectros de velocidad vertical.El uso de una fuente compacta -un martillo- es más apropiado en zonas de difícil acceso. El peso del martillo, dependiendo del nivel de detalle planificado del estudio de la sección, puede variar ampliamente en diferentes sitios: de 1 a 10 kg. Sin embargo, debido a la frecuencia relativamente alta de las vibraciones excitadas, éstas se atenúan bastante rápidamente en las capas superiores sueltas del suelo, y la profundidad de penetración de la energía en el macizo y, especialmente, su distribución a lo largo de la línea del perfil en la superficie, son limitadas.

Sección profunda del CDP en una zona con dolomías de lecho rocoso poco profundo. La cuenca inferior de la presa de la central hidroeléctrica de Plavinas, Letonia

En los casos más favorables de una sección carbonatada de alta velocidad y depósitos cuaternarios sueltos de bajo espesor, la profundidad del estudio de la sección mediante ondas reflejadas con un martillo con acumulación de varios efectos puede ser de 150 a 200 m. La reducción del área de seguimiento de horizontes reflectantes profundos en las partes inicial y final del perfil en esta sección se asocia a la necesidad de eliminar (silenciar) la zona de registro de ondas de interferencia superficiales intensas en los sismogramas originales cuando se utiliza un sistema de observación sin un desfase suficiente entre el punto de excitación y el inicio de la base de recepción.

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El método de onda refractada se utiliza con mayor frecuencia en ingeniería geofísica para estudiar la geometría y las propiedades físicas de la superficie del lecho rocoso y para determinar el espesor de sedimentos cuaternarios sueltos.

Sismograma de ondas refractadas de una explosión de amonita de 3 kg en una línea base de 360 m (sitio Choclon-2, Perú)

El uso del método de ondas refractadas está más justificado en ausencia de una estratificación claramente expresada de la capa cercana a la superficie de sedimentos y, como consecuencia, la ausencia de ondas reflejadas en los registros. La profundidad de la investigación utilizando el método de onda refractada suele ser del 25-30% de la distancia máxima fuente-receptor. En presencia de una potente capa cercana a la superficie de suelos sueltos (arenas secas, turberas), en la que la energía de las ondas elásticas se atenúa rápidamente, para obtener una hodógrafa de ondas refractadas en las primeras llegadas a una base de recepción de 250-400 m, es necesario utilizar fuentes suficientemente potentes de ondas elásticas, a menudo explosiones, cuando esto esté permitido por las autoridades ambientales.

Sección de las velocidades de propagación Vp de ondas longitudinales

Un ejemplo de procesamiento de registros de ondas refractadas para obtener velocidades Vp utilizando el programa SeisOptim en uno de los perfiles de la sección Choclon-2. Estudio de la estructura del fondo de la futura instalación de almacenamiento de residuos de flotación de una planta metalúrgica (Perú).

Mapeo de la superficie de dolomías kársticas en el sitio del aliviadero de emergencia de la central hidroeléctrica de Plavinas

Una de las aplicaciones más comunes del método de onda refractada es la detección de áreas kársticas en las capas cercanas a la superficie del lecho rocoso, representadas por depósitos de halógeno-carbonato. En estos casos, la profundidad del método suele estar limitada por la profundidad del techo de los depósitos de alta velocidad, pero la variabilidad de las propiedades físicas de la superficie meteorizada del lecho de roca y de la capa de suelo suprayacente es bastante evidente.

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Sismograma con registros de ondas superficiales

Determinación de velocidades de propagación de ondas transversales por el método MASW

En la exploración sísmica de ingeniería, cuando se utilizan las fuentes superficiales más simples de vibraciones elásticas, más del 85 por ciento de la energía del impacto se gasta en la formación de ondas superficiales de baja frecuencia y baja velocidad. El sismograma a continuación, obtenido en una superficie de terraplén de asfalto con un pulso de mazo de 8 kg, ilustra el predominio de las ondas superficiales de baja velocidad en el registro en relación con las ondas refractadas y reflejadas. Si bien son la interferencia más poderosa para el método de ondas reflejadas, las ondas superficiales de Rayleigh contienen al mismo tiempo información muy valiosa sobre las velocidades de propagación de las ondas transversales para estudiar las propiedades del suelo.

Extracción de curvas de dispersión de velocidades de fase de ondas superficiales de Rayleigh y construcción de un modelo unidimensional de velocidades de propagación de ondas transversales

La técnica de procesamiento más avanzada y de más rápido desarrollo en sismicidad superficial se basa en el análisis multicanal de ondas superficiales (MASW), que permite obtener modelos unidimensionales y bidimensionales bastante detallados de la distribución de velocidades de ondas transversales Vs en una masa de suelo. Una limitación natural del método MASW es la pequeña profundidad de penetración de la energía de las ondas superficiales en la masa del suelo. Un factor esencial para aumentar la profundidad del método es la posibilidad de involucrar ruido pasivo de baja frecuencia proveniente de mecanismos de transporte y operación para análisis conjunto con grabaciones obtenidas en modo activo.Los requisitos previos principales para el análisis de frecuencia multicanal son el predominio del componente energético de los desplazamientos transversales durante la propagación de las oscilaciones a lo largo de la interfaz de los medios y la dispersión de frecuencia de las velocidades de fase: un aumento en el período visible y, en consecuencia, un aumento en la profundidad de penetración de la energía de la onda superficial en el espesor de la masa del suelo con un aumento en la velocidad de propagación de los desplazamientos transversales. A la izquierda se muestra la matriz de velocidades de fase de varios armónicos de la onda superficial de Rayleigh, caracterizando la fuerte dispersión de frecuencia de las velocidades de fase. El cálculo del modelo de velocidad de onda transversal utiliza curvas de dispersión de los armónicos cero, primero y segundo de la onda superficial.Los resultados anteriores del análisis multicanal de ondas superficiales se obtuvieron utilizando el paquete de software RadExPro (Deco-geophysics, Moscú).

Evaluación de las propiedades físicas de los suelos basada en la interpretación integrada de las velocidades de las ondas longitudinales y transversales

Las secciones mostradas en la figura caracterizan la relación típica de representatividad de los métodos geotécnicos, de perforación y geofísicos en la evaluación de las propiedades físicas de una masa de suelo. A pesar de la densidad relativamente alta de puntos de perforación y sondeo dinámico, estos no permiten la construcción espacial de los límites de los elementos geológicos y de ingeniería dentro de un macizo relativamente homogéneo de margas morrénicas. Al mismo tiempo, las velocidades de las ondas transversales, que caracterizan, en primer lugar, las propiedades del esqueleto del suelo, proporcionan una imagen espacial clara de la distribución de las acumulaciones de fracciones de grano grueso (crestas morrénicas) con mayores velocidades de propagación de las ondas transversales en los margas morrénicas.En los estudios de ingeniería se suelen utilizar varios tipos de ondas para evaluar el estado y las propiedades de la masa de suelo y de los fluidos que la saturan: reflejadas longitudinalmente, refractadas y superficiales. La siguiente figura muestra los diferentes tipos de secciones sísmicas a lo largo de uno de los perfiles de la parte central de Letonia. En la parte superior del tramo hay hasta 35 m de margas morrénicas, luego unos 20 m de dolomías de Plyavini y debajo de ellas hay areniscas de Amatsko-Gauja. A una profundidad de 160 m (ambas secciones están en una escala de profundidad) se puede ver un límite bastante consistente en la sección CDP, posiblemente la base de las areniscas Amat-Gauja.Estos datos se obtuvieron utilizando un mazo de 8 kg y un único conjunto receptor de geófonos de 64 canales con una inclinación de 2 m. Sin embargo, la intensidad del trabajo de campo y el procesamiento de datos para obtener estas secciones varía considerablemente. Así, si el intervalo entre puntos de excitación era de 2 m para obtener una sección CDP basada en ondas reflejadas, entonces sólo se utilizaron sismogramas obtenidos con un paso de punto de excitación de 16 m a lo largo del perfil para obtener secciones basadas en ondas refractadas y superficiales.

Cálculo de secciones de propiedades físicas de suelos del yacimiento aurífero de placer de alta montaña Chucapaca (Perú)

En la siguiente figura se muestran ejemplos de determinación de velocidades de propagación de ondas transversales utilizando datos MASW y de predicción de propiedades físicas y mecánicas de suelos utilizando el método de ondas refractadas a lo largo de una de las líneas de desarrollo de un yacimiento aurífero en el sur de Perú.Con base en las secciones de las velocidades de propagación de las ondas longitudinales en los primeros arribos de las ondas refractadas y ondas transversales utilizando el método MASW, se calcularon secciones de la densidad predicha por las velocidades de las ondas longitudinales, el coeficiente de Poisson y el módulo elástico a lo largo del perfil de desarrollo del depósito de oro de placer Chucapaca (Perú).

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Esquema de perfilado sismoacústico vertical

El perfil sismoacústico vertical (VSP) en pozos geotécnicos superficiales se utiliza para resolver diversos problemas: obtener correcciones estáticas para la zona de baja velocidad durante la exploración sísmica convencional de petróleo y gas, para vincular reflexiones en secciones de exploración sísmica superficial del CDP, para obtener secciones detalladas de módulos elásticos y evaluaciones predictivas de las propiedades de resistencia y deformación de los suelos.Normalmente, se utiliza una sonda receptora piezoeléctrica multicanal (8-24 canales) para recibir vibraciones. El trabajo se realiza con una fuente de impacto pulsada (mazo). Si el nivel freático es bajo, el pozo se reviste con una columna de tubos de polietileno de un diámetro de 100-105 mm con una válvula de retención en la parte inferior de la columna. En este caso, el pozo puede llenarse con agua hasta la superficie, protegerse contra derrumbes y utilizarse para realizar observaciones repetidas. La distancia entre la fuente y el cabezal del pozo es de 3 a 6 m. Parámetros de registro aproximados: resolución de muestreo de 100 a 200 μs, número de muestras de 1000 a 2000 y duración de registro de 100 a 400 ms. Tradicionalmente, la distancia entre canales en una sonda de hidrófono es de 1 m.

Sección de VSP en un sondeo geotécnico de 64 m de profundidad

Sección VSP obtenida registrando oscilaciones en un pozo usando una sonda de 8 canales con sensores de presión piezoeléctricos. La inclinación del receptor es de 1 m y la distancia del PV a la boca del pozo es de 5 m. Junto con las primeras llegadas de la onda longitudinal incidente, se registra una onda hidrostática de baja frecuencia y baja velocidad.

Secciones VSP en un pozo geotécnico de 35 m de profundidad

Si es necesario obtener datos más detallados, por ejemplo con un paso de medición de 0,25 m, se realizan 4 series de excitaciones con la sonda desplazándose cada vez 25 cm hacia arriba del pozo. Después de esto, la sonda se mueve hacia arriba hasta su longitud máxima desde la posición inicial +1 m y se realizan las siguientes 4 series de excitaciones y registros. El programa de procesamiento compila un sismograma VSP consolidado con un paso entre receptores de 25 cm. Con este paso de la hodógrafa, es posible obtener secciones de velocidades de onda elástica, con un detalle similar al de los gráficos de sondeo estático.Secciones VSP con un paso entre trazas sísmicas de 25 cm, obtenidas en un pozo de 35 m de profundidad con la fuente ubicada en la boca del pozo (izquierda) y a una distancia de 6 m de la boca del pozo (derecha)

Gráficas de parámetros físicos y mecánicos de suelos obtenidos en base a VSP

Las primeras llegadas de la onda descendente se utilizan para determinar las velocidades de propagación de las ondas longitudinales. Para determinar con suficiente precisión la velocidad de propagación de las ondas transversales en las condiciones de secciones representadas por una capa gruesa de suelos cuaternarios y morrénicos sueltos en pozos llenos de agua, es posible utilizar una hidroonda registrada por receptores de presión piezoeléctricos utilizando un método simple sin el uso de sondas de tres componentes.

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Sección de velocidad obtenida mediante escaneo entre pozos abiertos a una profundidad de entre 19 y 69 m. Esta sección consiste en la superposición de dos imágenes tomográficas obtenidas mediante escaneos de ida y vuelta desde el pozo. 16A y 16ig

Radiografía sismoacústica según ASTM D 4428/D

Las mediciones se realizan en tres pozos perforados a una distancia de 3 m entre sí a lo largo de una línea. Los pozos están revestidos con tuberías de polietileno con una válvula de retención en el fondo de la carcasa y llenos de agua. El espacio anular se tapa con arcilla o cemento, o se llena con agua. Durante el proceso de medición, el emisor y el receptor de pulsos se bajan a pozos adyacentes a la misma profundidad, como se especifica en las especificaciones técnicas, se realizan una serie de excitaciones de pulsos, se registra la señal total y luego el emisor y el receptor se mueven a nuevas posiciones. La primera vez que el transmisor y el receptor se bajan a la profundidad del nivel del agua en los pozos, se desplazan posteriormente por el pozo a intervalos de 1,0 a 1,5 m. De acuerdo con la norma ASTM D 4428/D 4428M-07, se realizan dos o tres series de mediciones de los tiempos de propagación de las ondas longitudinales y transversales en modo monocanal: con el transmisor ubicado en el pozo 1, los receptores en el pozo 2 a una distancia de 3 m y en el pozo 3 a una distancia de 6 m del pozo 1. La sincronización del inicio del pulso acústico con el inicio de la grabación se realiza mediante un sensor piezoeléctrico de inicio ubicado en el mismo contenedor que el transmisor y conectado al grabador mediante una línea de comunicación.La figura muestra registros obtenidos de un transductor piezoeléctrico con una frecuencia de pulso de 4 kHz con la acumulación de 20 impactos en cada serie de mediciones. Las medidas se tomaron sobre una base de 3 m (izquierda) y 6 m (derecha). Los registros muestran las primeras llegadas de una onda longitudinal directa en la mayor parte del rango de profundidad en estudio. En la capa de dolomita a una profundidad de más de 18 m, la relación señal-ruido alcanza valores de 20-30. En la parte superior del tramo, las condiciones de transmisión de la señal se deterioran drásticamente. Además, las llegadas de ondas transversales no se identifican con suficiente confianza en muchos intervalos.

Escaneo sismoacústico en versión multicanal

Las vibraciones son recibidas por una sonda piezoeléctrica multicanal (8-24 canales) en un pozo de observación. Los requisitos para el equipamiento de los pozos de observación en este caso siguen siendo los mismos que para las mediciones según la norma ASTM D 4428/D. Si no es posible utilizar tuberías de polietileno para el revestimiento y sustituirlas parcialmente por tuberías de acero en los intervalos de colapso superior del macizo del suelo, se realizan observaciones en los intervalos de perforaciones abiertas hasta el nivel de su llenado con agua. Un emisor de chispa eléctrica más potente (sparker) con una energía de descarga de aproximadamente 1-1,5 kJ se mueve con un paso dado a lo largo del tronco de un pozo vecino, generalmente sobre toda la longitud del intervalo en estudio. Si es necesario escanear un intervalo de una sección geológica que excede la longitud de la sonda receptora, la sonda se mueve a lo largo del pozo de observación hasta una nueva posición y se repite la serie de excitaciones de pulsos con el movimiento de la fuente a lo largo del pozo.

Escaneo sismoacústico y cálculo de secciones de velocidad tomográficas

El procesamiento de los registros sísmicos que se muestran a continuación y el cálculo de las secciones tomográficas se realizaron con base en materiales obtenidos por el departamento de sismoacústica activa del Instituto de Minería de la Rama Ural de la Academia de Ciencias de Rusia (Perm).Al utilizar una fuente de chispa eléctrica con una energía de carga acumulada de aproximadamente 1000 J, es posible registrar de manera confiable señales en pozos a distancias de hasta 100 metros o más. Al mismo tiempo, debido a la atenuación de los componentes de alta frecuencia de la señal en el suelo, la banda central de frecuencias operativas del espectro de la señal emitida 1000-1600 Hz se estrecha a 100-400 Hz.El escaneo se realizó con reemplazo mutuo de la ubicación de los emisores y receptores en dos pozos. Las observaciones se llevaron a cabo utilizando diferentes energías: 600 y 1000 J, y, en consecuencia, en diferentes frecuencias centrales de los pulsos emitidos. Sin embargo, se obtuvo una alta convergencia de las imágenes tomográficas con contrailuminación, tanto en valores absolutos de velocidades como en la localización de anomalías de velocidad locales. Esto permite concluir que las zonas anómalas de baja velocidad identificadas en la sección reflejan adecuadamente las características estructurales y las propiedades físicas de los suelos y la roca madre en el área de transiluminación.

Ejemplos de secciones tomográficas de velocidades de ondas longitudinales

Corte tomográfico resumido de las velocidades obtenidas durante la radiación en el pozo. 17A y recibiendo señales en el pozo. 17B a una distancia de 20 m y en el pozo. 17ig a una distancia de 96 m.

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Esquema de observación VSP directo no longitudinal

Dependiendo de las condiciones sismogeológicas profundas y cercanas a la superficie, el relieve de la superficie y la transitabilidad del terreno, el VSP no longitudinal se puede realizar en dos versiones mutuamente reversibles: directa e inversa.
El perfil sísmico vertical no longitudinal directo (DNVSP) en pozos se realiza utilizando fuentes terrestres de impulsos acústicos (impacto, polvo, vibración). Las fuentes están ubicadas a lo largo de líneas orientadas aleatoriamente en la superficie. Las vibraciones se reciben mediante sondas piezoeléctricas multicanal colocadas en pozos llenos de agua.

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Esquema de observación del VSP no longitudinal invertido

En la versión invertida, el perfil vertical se realiza utilizando una fuente de pulsos de pozo y líneas receptoras de geófonos terrestres. Al mismo tiempo, se pueden recibir señales en pozos adyacentes utilizando sondas receptoras piezoeléctricas multicanal. Como fuente de pulsos acústicos se utiliza una fuente de chispa eléctrica compuesta por un generador de pulsos de corriente y un emisor de múltiples electrodos colocados en un recipiente sellado lleno de agua salada. La energía eléctrica acumulada de la radiación es de aproximadamente 1,0-2,5 kJ. El paso de mover el emisor a lo largo del pozo desde abajo hacia arriba es de 1 a 5 m.Debido a la equivalencia de las trayectorias de los rayos sísmicos, el procesamiento de datos en ambas opciones de perfilado se realiza utilizando los mismos algoritmos.

Esquema de perfiles de procesamiento de VSP invertido

Un sistema de VSP no longitudinal, realizado a lo largo de un perfil lineal utilizando varios puntos de excitación a diferentes distancias, o un sistema equivalente de VSP invertido, se puede transformar en un sistema de área de VSP no longitudinal con la disposición de perfiles a lo largo de varias líneas de puntos de excitación separadas espacialmente.
Los perfiles de los puntos de excitación o recepción están ubicados a lo largo de líneas orientadas en un orden aleatorio con respecto al pozo. Los perfiles de excitación o recepción se pueden trazar a lo largo de líneas discontinuas. El escalón de las fuentes o geófonos a lo largo de los perfiles es de 2 a 16 m. La distancia máxima de las fuentes desde la boca del pozo depende de la energía del emisor y de las propiedades de la parte superior suelta del macizo edáfico, y puede alcanzar los 150-250 m.
El procesamiento de los registros y el cálculo de las secciones de velocidad que se muestran a continuación se realizaron utilizando los datos VSP invertidos obtenidos por el Departamento de Acústica Sísmica Activa del Instituto de Minería de la Rama Ural de la Academia de Ciencias de Rusia (Perm, Rusia).

Análisis de las amplitudes y composición espectral de las señales registradas con VSP invertido

En el caso del VSP invertido, la energía del pulso acústico emitido por la fuente de chispa eléctrica en un pozo lleno de agua es bastante alta a distancias de hasta 120-150 m del pozo. El rango de distancias en la versión invertida es algo más estrecho que cuando las fuentes están ubicadas en la superficie en la versión directa del VSP debido a la mayor frecuencia de los pulsos generados. El espectro de la señal registrada cerca del pozo tiene una forma monomodal estable con un máximo en una frecuencia de aproximadamente 300-350 Hz. A medida que el canal receptor se aleja del pozo, aparecen modos adicionales en el espectro de la señal, con la frecuencia máxima registrada en la región de 80-100 Hz. Una fuerte influencia de la interferencia se evidencia en los registros a una distancia bastante grande, más de 60-80 m de la cabeza del pozo.

Programa para la selección adaptativa de velocidades radiales basado en hodógrafas de primera llegada de ondas directas

Para procesar los datos se utiliza un software especializado. El programa de recolección y procesamiento de datos utilizado en este caso genera una muestra espacial de valores coordinados de velocidades de propagación de ondas elásticas a lo largo de rayos sísmicos curvilíneos. A partir de dicha muestra, se pueden obtener secciones verticales y horizontales de velocidades a lo largo de planos especificados arbitrariamente, que muestran la distribución espacial de las velocidades de las ondas elásticas en el macizo del suelo.El algoritmo para calcular las velocidades radiales se basa en el principio del tiempo mínimo de recorrido a lo largo del haz entre la fuente y el receptor. La selección de velocidades radiales se realiza mediante un algoritmo iterativo hasta alcanzar una diferencia mínima especificada entre el tiempo de viaje observado y el calculado utilizando la hodógrafa teórica para un modelo de capa delgada con una distribución de velocidad lateral arbitraria en las capas. El programa se puede utilizar para esquemas de observación recíproca: VSP directo e invertido.

Cálculo de anomalías de campo de los primeros tiempos de llegada a partir de una serie de perfiles en la superficie

El programa para procesar datos VSP no longitudinales proporciona el cálculo de varios parámetros cinemáticos y dinámicos de las olas registradas. En particular, se calculan secciones horizontales del campo de tiempos de primera llegada para diferentes niveles de la ubicación de la fuente en el pozo. Las anomalías de este campo son un signo directo y más obvio de la presencia de inhomogeneidades locales en la propagación de las velocidades de las ondas longitudinales en el macizo del suelo.

Cálculo de secciones de velocidad horizontal

Al procesar la matriz de datos obtenida sobre un conjunto de perfiles de observación en la superficie, se recoge una muestra espacial tridimensional de valores de velocidad coordinados, vinculados a diferentes segmentos de rayos sísmicos. Para la interpretación geológica de los datos de esta muestra, se calculan secciones de velocidad horizontal y vertical, que reflejan las heterogeneidades locales en la masa del suelo y el lecho rocoso.
La muestra de compilación para todos los pozos en el polígono es un conjunto espacial de puntos con valores de velocidad, similar al cubo de velocidad obtenido al procesar datos de exploración sísmica terrestre en 3D. El análisis posterior de la distribución de velocidades en la matriz se realiza utilizando una serie de secciones verticales y horizontales orientadas aleatoriamente de la muestra espacial obtenida. En la figura de la izquierda se muestra un ejemplo de dicha sección horizontal a una elevación absoluta de +110 m (aproximadamente a una profundidad de 90 m desde la superficie).

Cálculo de secciones transversales de velocidad para una serie de planos verticales especificados arbitrariamente

Las secciones de velocidad vertical se pueden realizar utilizando combinaciones arbitrariamente especificadas de planos verticales, cuyas proyecciones sobre la superficie diurna tienen la forma de una línea discontinua. En algunos casos, puede ser apropiado construir una sección a lo largo de un plano inclinado que interseca una muestra espacial de valores de velocidad coordinados en un ángulo especificado arbitrariamente.La figura muestra un ejemplo de una sección vertical de velocidades de ondas longitudinales a lo largo de un perfil que pasa por dos pozos geotécnicos, uno de los cuales está ubicado en una zona de hundimiento acelerado de la superficie terrestre por encima de una mina inundada que trabaja en una capa de sales.

Construcción de un cubo de velocidades Vp basado en datos de perfiles sismoacústicos verticales no longitudinales

Utilizando este sistema de observación, es posible obtener la distribución de velocidades de ondas elásticas en el espacio cercano al pozo, que tiene la forma de una pirámide invertida con base en la superficie de observación. A medida que se acerca al pozo, la profundidad del área estudiada del espacio aumenta, pero sus dimensiones transversales en el plano horizontal disminuyen.El cubo de velocidades de propagación de ondas longitudinales se construye sobre la base de una muestra coordinada espacialmente de velocidades calculadas en los límites de capas delgadas en los puntos de refracción de los rayos sísmicos desde fuentes en la superficie hasta receptores en pozos. Por tanto, representa un modelo generalizado de la distribución de velocidades reales en el espacio cercano al pozo.Las secciones del cubo de datos proporcionadas no están destinadas a ser utilizadas en ninguna aplicación documentada (secciones, mapas, etc.). Su propósito es proporcionar una representación visual de la ubicación, el tamaño y la configuración de posibles anomalías de gran velocidad en la masa rocosa en el sitio de prueba.

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Estudio de fuentes y composición espectral de vibraciones en la obra

Un factor importante en la resistencia a la vibración de una estructura es la relación entre sus frecuencias de resonancia naturales y las frecuencias predominantes de vibraciones que se propagan en la masa de suelo de la cimentación. Las mediciones de vibraciones se realizan con sensores de desplazamiento de tres componentes o acelerómetros en modo pasivo. El análisis espectral de registros obtenidos durante periodos de tiempo bastante largos (minutos, decenas de minutos) en diferentes partes de un edificio o de una obra en construcción permite identificar las frecuencias máximas de varios modos de vibración y sus fuentes (microsismos, ruido de transporte, vibraciones de mecanismos operativos).

Vibraciones del suelo bajo la influencia de vehículos de motor

El tipo más común de impacto de vibración es el ruido de transporte. La composición espectral de los componentes verticales y horizontales de las vibraciones en el macizo del suelo durante el paso de las ondas de los vehículos a motor difiere significativamente.Los espectros de los componentes horizontales están significativamente enriquecidos con frecuencias bajas, que son las más peligrosas para los cimientos de las estructuras. Sin embargo, la amplitud de los desplazamientos en los componentes horizontales suele ser varias veces menor que en el componente vertical.

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Análisis multiposición de la atenuación de la energía de las ondas superficiales

En los métodos tradicionales de exploración sísmica de ingeniería superficial, cuando las vibraciones elásticas son excitadas por fuentes superficiales de impacto o explosiones de cargas superpuestas y superficiales, la gran mayoría de la energía se gasta en generar ondas superficiales de baja frecuencia y baja velocidad. Cuando estas ondas se propagan en una masa de suelo cercana a la superficie con propiedades físicas variables, se reflejan en inhomogeneidades locales, como resultado de lo cual pueden aparecer en los registros anomalías locales de aumento de la energía de las ondas superficiales causadas por el efecto de convergencia.Estas anomalías pueden ser un indicador de la presencia de superficies reflectantes duras, en particular zonas de fracturación vertical y discontinuidades en los macizos de suelo y roca. El método de análisis de la energía de las ondas superficiales se basa en la determinación del coeficiente de absorción dependiente de la frecuencia, que a su vez permite estimar la atenuación de varios armónicos y los componentes de frecuencia de sus espectros a diferentes profundidades de penetración de las vibraciones en el espesor del suelo en función de la longitud de onda.

Ventana de trabajo del programa para calcular las relaciones de trayectoria de los espectros de ondas superficiales

El parámetro de atenuación de la energía de las ondas superficiales se calcula basándose en las relaciones de los componentes espectrales de pares de trazas de registros sísmicos equidistantes de su punto medio común en el perfil. Al calcular las relaciones se tiene en cuenta el debilitamiento de la energía de las olas debido a la divergencia geométrica del frente según la ley de dependencia inversa de la raíz cuadrada de la distancia entre los caminos.Con una alta superposición de observaciones, el número de trayectorias relacionadas con cada punto promedio en registros de diferentes fuentes es grande, debido a lo cual se logra un poderoso efecto estadístico, reduciendo al mínimo las fluctuaciones generalmente fuertes en los espectros debido a las diferencias en las condiciones cercanas a la superficie de la instalación del geófono.

Sección de velocidades de onda longitudinal y atenuación de la energía de las olas superficiales a lo largo del perfil aguas abajo de la presa de la central hidroeléctrica Plavinas (Letonia)

El resultado del cálculo es un escaneo bidimensional de la profundidad y la distancia a lo largo del perfil de la matriz (cuasi-sección) de los valores del coeficiente de absorción de la energía de las olas superficiales. La profundidad a la que se refiere el valor calculado del coeficiente de absorción está determinada por la profundidad de confinamiento de la energía máxima del componente de frecuencia correspondiente, que, a su vez, depende de su velocidad de fase.Por lo tanto, lo más efectivo es la interpretación conjunta de los datos del análisis multicanal de ondas superficiales (MASW) y el cálculo del coeficiente de absorción dependiente de la frecuencia. La relación entre el coeficiente de absorción y las velocidades de las ondas longitudinales es menos significativa, pero también aquí se pueden observar ciertas correspondencias cualitativas entre las características de la sección en estudio utilizando dos métodos independientes.

Sección de velocidades de onda longitudinales y atenuación de la energía de las ondas superficiales en la zona de hundimiento local de la superficie del campo minado por encima de las explotaciones salinas subterráneas.

Los resultados del cálculo de las secciones de velocidades de propagación de ondas longitudinales y atenuación de la energía de las ondas superficiales que se presentan a continuación se realizaron con base en materiales obtenidos por el Departamento de Acústica Sísmica Activa del Instituto de Minería de la Rama Ural de la Academia de Ciencias de Rusia (Perm, Rusia).Los valores positivos del coeficiente de absorción (colores azules) corresponden a zonas con bajas velocidades de onda longitudinal en zonas de hundimiento superficial. Las áreas anómalas con valores negativos del coeficiente de absorción (colores rojos) corresponden a lugares donde la energía de la onda superficial se “recarga” debido a la reflexión y dispersión en posibles límites de zonas de fracturamiento vertical y aplastamiento del macizo rocoso.

Secciones de velocidades de ondas longitudinales basadas en datos VSP invertidos y atenuación de la energía de las ondas superficiales

На данных разрезах проявляются зоны повышения энергии поверхностных волн за счет отражения на возможных участках вертикальной трещиноватости и дробления породного массива на границах низкоскоростной зоны ускоренного оседания поверхности шахтного поля над отработанными соляными выработками.

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Secciones geoeléctricas de suelos de relleno y morrena en la franja de aliviadero de reserva de diseño de la presa de la central hidroeléctrica

Arriba se muestra una sección con una capa de alta resistencia de arena seca a granel en el área de la subestación, cubriendo una capa de margas morrénicas saturadas de agua en la parte media del aliviadero diseñado. A continuación se muestra una sección con una capa de arena aluvial húmeda y marga morrénica que se encuentra sobre las dolomías del lecho rocoso en el área de la cuenca amortiguadora diseñada en la piscina inferior de la presa. En esta zona se han desarrollado manifestaciones de karst activo y enterrado, lo cual se puede rastrear en la sección de resistencias aparentes en forma de zonas de sus valores reducidos, así como en las secciones de velocidades Vp y Vs según datos de exploración sísmica realizada aquí. Durante la perforación de pozos geotécnicos, se reveló la presencia de dolomitas meteorizadas y harina de dolomita cerca del límite de la morrena y la superficie del lecho de roca.

Sección geoeléctrica a lo largo del perfil a lo largo del fondo de un valle glaciar sobreprofundizado lleno de margas morrénicas y depósitos fluvioglaciares de grano grueso.

Arriba se muestra una sección con una capa de alta resistencia de arena seca a granel en el área de la subestación, cubriendo una capa de margas morrénicas saturadas de agua en la parte media del aliviadero diseñado. A continuación se muestra una sección con una capa de arena aluvial húmeda y marga morrénica que se encuentra sobre las dolomías del lecho rocoso en el área de la cuenca amortiguadora diseñada en la piscina inferior de la presa. En esta zona se han desarrollado manifestaciones de karst activo y enterrado, lo cual se puede rastrear en la sección de resistencias aparentes en forma de zonas de sus valores reducidos, así como en las secciones de velocidades Vp y Vs según datos de exploración sísmica realizada aquí. Durante la perforación de pozos geotécnicos, se reveló la presencia de dolomitas meteorizadas y harina de dolomita cerca del límite de la morrena y la superficie del lecho de roca.

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Visualización de grandes objetos extraños de origen natural (cantos rodados) en una sección de georradar

La interpretación de las características y anomalías del patrón de ondas en los registros del georradar permite identificar objetos de origen natural en el macizo del suelo: inclusiones densas en forma de grandes rocas y lentes de suelo denso o debilitado. La figura muestra las manifestaciones de rocas individuales y sus grupos en una sección de georradar de depósitos estratificados heterogéneamente de un lago glacial. Los objetos aparecen como aumentos bruscos en la amplitud de la señal reflejada a una profundidad de 1 a 5 m.

Ondas longitudinales

Para obtener las velocidades de propagación de ondas longitudinales se utilizan datos del método de ondas refractadas. En las figuras siguientes se muestran un ejemplo de registro de este tipo de ondas en las primeras llegadas, la interpretación de su hodógrafa en el marco de un modelo de tres capas utilizando el método de ondas refractadas y un gráfico de cambio continuo de la velocidad Vp con la profundidad utilizando el método de ondas refractadas.

Un ejemplo de registro de una onda refractada en las primeras llegadas

Ondas transversales

Las velocidades de propagación de las ondas transversales Vs se pueden obtener utilizando la tecnología de campo más simple, el método de análisis multicanal de ondas superficiales de Rayleigh (MASW). En este caso se utiliza la misma disposición de campo de geófonos verticales que en el método de onda refractada. Las ondas superficiales se caracterizan por frecuencias y velocidades de fase bajas, por lo que para registrarlas se suelen utilizar duraciones de registro entre 2 y 4 veces mayores.

Muestreadores para extracción de muestras de suelo mediante métodos de impacto y rotación.
a) - un muestreador de accionamiento tipo ventana, b) - un muestreador de accionamiento con una zapata de corte extraíble y un manguito de inserción de pared delgada, c) - un muestreador con una corona de carburo extraíble para recoger muestras no perturbadas por rotación.

Dependencias estadísticas de la velocidad de propagación de ondas transversales Vs y parámetros de sondeo estático para diferentes tipos de suelos morrénicos.

Objetivo

El complejo de métodos geofísicos y geotécnicos utilizado se aplica en la etapa de estudios preliminares de las propiedades y el estado de los suelos en los objetos de la primera y segunda categoría de construcción. En el caso de fundamentar el tipo de cimentación para edificios de pequeñas superficies, de una o dos plantas, de la segunda categoría de construcción (LVS EN ISO 1997-1:2008), los resultados de la investigación se pueden utilizar también en la fase de elaboración del diseño técnico del edificio que se está construyendo.Se realizan estudios geofísicos superficiales con el objetivo de obtener información geológica general sobre la estructura del macizo del suelo y su variabilidad dentro del sitio de construcción designado. Como regla general, en esta etapa se determina el espesor total de los suelos hasta el techo de la roca madre, se detecta la presencia de zonas peligrosas y desfavorables para la construcción en los suelos, como karst, capas de suelos débiles y turbosos, y se estima la profundidad aproximada de la superficie del agua subterránea.En la segunda etapa se realizan estudios geotécnicos para determinar las propiedades físico-mecánicas y de resistencia a la deformación del suelo base de la estructura a partir de perforaciones con selección de muestras de suelo para análisis de laboratorio, y se realizan diversos métodos de campo para estudiar las propiedades del macizo del suelo in situ.

Diagramas de perfiles geofísicos

Los métodos geofísicos incluyen el sondeo de perfiles o áreas mediante georadar utilizando antenas receptoras y emisoras en diferentes rangos de frecuencia. Los perfiles individuales están dispuestos en forma de cruz con una intersección en el centro del área, o en forma de red paralela entre sí. La distancia entre perfiles individuales suele ser de 5 a 20 m o más, dependiendo del tamaño del sitio y las tareas a realizar.
En el trabajo de área, es necesario engrosar la red de perfiles a una distancia de 2 a 3 m entre ellos. En este caso, es posible construir un modelo tridimensional de la estructura del macizo edáfico. Los perfiles sísmicos individuales también se pueden especificar como una cruz con la intersección en el centro de la sección, o en diagonal, o como una serie de perfiles paralelos.

Medios técnicos de los métodos geofísicos

Los medios técnicos de los métodos geofísicos incluyen el radar de penetración terrestre Zond-12E con un conjunto de antenas dipolo aéreas multifrecuencia y antenas de contacto blindadas. La configuración de antenas dipolo permite el uso de frecuencias del pulso emitido de 37,5 MHz, 75 MHz y 150 MHz, lo que posibilita
En teoría, se alcanza una profundidad de la sección estudiada de 25 a 15 m. La profundidad teórica de las antenas blindadas de alta frecuencia con frecuencias de pulso de sondeo de 900 MHz y 1,5 GHz es de 6 m y 3 m, respectivamente. Sin embargo, en la práctica, la profundidad de la investigación suele estar limitada por el grado de saturación hídrica de los suelos y la salinidad de las aguas subterráneas. En casos favorables, en suelos arenosos secos, la profundidad puede superar los valores teóricos indicados anteriormente.Los estudios de exploración sísmica superficial se llevan a cabo utilizando un sistema de registro sísmico telemétrico, que incluye módulos remotos de 16 canales para registrar señales sísmicas causadas por vibraciones de partículas de suelo, unidades de interfaz para recolectar y transmitir señales en forma digital, una computadora de campo de registro y cables seccionales de 8 canales con geófonos - receptores de señales sísmicas. El número de módulos remotos conectados a la computadora y, en consecuencia, las secciones de geófonos dependen de la complejidad del problema a resolver, la profundidad de investigación requerida y el tamaño del área a estudiar. Por lo general, en obras pequeñas se utiliza un conjunto de geófonos lineales de 32 canales, de 31 o 62 m de longitud, con una separación entre canales de 1 o 2 m. Las vibraciones se generan mediante golpes de martillo sobre una placa de acero en la superficie del terreno, sin romper la continuidad de la masa de suelo.

Equipos para métodos geotécnicos

Para la referencia de profundidad de la estructura del macizo del suelo obtenido a partir de datos geofísicos, en particular, la posición espacial de los límites entre suelos con diferentes propiedades físicas, la determinación del tipo de suelo, así como la evaluación de la confiabilidad de las propiedades físicas y mecánicas previstas de varias capas en los puntos de referencia del sitio, se realiza la perforación de pozos con la recolección de muestras de suelo y sondeo dinámico de suelos para dividir la sección en capas. Para realizar este tipo de trabajos se utiliza una plataforma portátil universal UDPL-8, que combina una plataforma de perforación y una plataforma de sondeo dinámico ligero (DPL).La perforación de pozos de hasta 8 m de profundidad se realiza mediante un método rotatorio con la herramienta de perforación accionada por un motor eléctrico monofásico o trifásico con una caja de cambios con una potencia de 1,5-3,0 kW. Es posible utilizar motores eléctricos reemplazables. El motor eléctrico es alimentado por un generador de gasolina o un generador diésel con una capacidad de 2,0-4,0 kW. La herramienta de perforación utilizada es una barrena de 1 m de longitud con un diámetro de 47-69 mm, o un sacatestigos con una broca en forma de corona de carburo y varillas con un diámetro de 20 mm. La longitud del tramo está limitada por el tamaño de las barras de perforación (1 m). El uso de barras cortas se debe a la baja altura de instalación (2,2 m) y permite reemplazar fácilmente el sinfín inferior por un muestreador de núcleos y viceversa después de cada tramo. Después de perforar el siguiente intervalo con la barrena, se toma una muestra de suelo a la siguiente profundidad.

Unidad de sondeo dinámico compacto y portátil según ASTM D6951-03 con un alimentador de suelo accionado de pequeño diámetro.

En algunos casos es necesario realizar pruebas de suelo en lugares donde el acceso no es posible incluso con una instalación universal ligera como DPL. Para este fin se utiliza un conjunto de equipos portátiles entre los que se encuentran una unidad de perforación manual con barrena para pozos de hasta 3-4 m de profundidad y una unidad de sondeo dinámico portátil y ligera fabricada según la norma ASTM D6951-03.Al realizar un sondeo dinámico, la altura de caída de un martillo que pesa 8 kg es de 575 mm, el diámetro de la base de la punta cónica es de 20 mm, el área de la base es de 3,14 cm2, el ángulo en el vértice del cono es de 60° y el diámetro de las varillas es de 16 mm. El martillo se eleva manualmente hasta la altura de caída. La profundidad máxima de sondeo es de 6 m.

Problemas resueltos mediante métodos geofísicos

Radar de penetración terrestre

Una de las principales tareas del sondeo georradar es identificar objetos extraños en el macizo edáfico que impiden la construcción, tales como restos de estructuras anteriores, grandes trozos de residuos de construcción, así como grandes objetos naturales – cantos rodados, a menudo presentes en suelos morrénicos y fluvioglaciares, a veces aluviales. La figura muestra un ejemplo de una sección de georradar con una zona anómala claramente visible en forma de una serie de difracciones con un pico a una profundidad de aproximadamente 1 m.Dado que la investigación se llevó a cabo en un sitio con un edificio demolido de los años 60, se asumió que la zona anómala está asociada a los restos de una cimentación de hormigón enterrada, lo que se confirmó durante la excavación del suelo durante la preparación de la cimentación del nuevo edificio.En la siguiente página de esta sección se muestra otro ejemplo de localización de un objeto extraño de gran tamaño en una masa de suelo. La sección del georradar registra una intensa reflexión a una profundidad de 2,0-2,4 m desde un objeto denso y extendido de 30 x 60 m en planta. El objeto se identificó como una losa de cimentación de hormigón o el suelo del sótano de una estructura preexistente en este lugar. La excavación del suelo confirmó la presencia de una losa de hormigón de 30-40 cm de espesor en el suelo con restos de comunicaciones por cables y tuberías.

Visualización de la erosión de la base del suelo del relleno del terraplén bajo la influencia de la sufusión en una sección de georradar.

TLa figura muestra una representación de un área de hundimiento del macizo de suelo a granel debajo del pavimento asfáltico del terraplén. En la superficie asfáltica, solo se registra una ligera desviación del revestimiento, de hasta 5-10 cm. Sin embargo, a juzgar por el registro, se ha formado una zona de debilitamiento en el macizo de suelo a una profundidad de unos 70-80 cm, aparentemente debido a la sufusión (la extracción de pequeñas fracciones de tierra a través del muro lateral del muelle hacia el río). Por lo tanto, existe el riesgo de un colapso mucho más significativo de la superficie del terraplén.

Exploración sísmica superficial

Los principales objetivos de la exploración sísmica superficial en el sitio de estudio son dividir la sección de la parte cercana a la superficie del macizo del suelo en capas que difieren en sus propiedades físicas, mecánicas y de resistencia a la deformación. Las propiedades elásticas de los suelos, como el módulo elástico (módulo de Young), el módulo de corte transversal y el coeficiente de Poisson, se calculan a partir de las velocidades de propagación de las ondas longitudinales y transversales.

Resultados del cálculo de velocidades de onda longitudinales Vp utilizando modelos de velocidad de tres capas y de gradiente

Durante el procesamiento, se realiza una transformada de Fourier bidimensional del sismograma de campo en una matriz de velocidades de fase, se toman curvas de dispersión y se invierten para uno o varios modos de la onda superficial en un modelo en capas de las velocidades de propagación de las ondas transversales, que representa un gráfico del cambio capa por capa de la velocidad Vs con la profundidad.
Los parámetros geomecánicos – densidad, porosidad, módulo de deformación total, ángulo de fricción interna y adhesión específica también se estiman utilizando las velocidades de las ondas longitudinales Vp y transversales Vs, pero ya sobre la base de dependencias de correlación empírica local obtenidas de antemano y correspondientes a las condiciones locales y tipos de suelo.

Perforación y muestreo de suelo para pruebas de laboratorio

La perforación se puede realizar en varios modos utilizando herramientas de corte de barrena y de anillo. La tecnología más preferible para obtener información más completa sobre las propiedades de la base del suelo es una tecnología similar al procedimiento de sondeo de penetración estándar (norma SPT - EN ISO 22476-3). Según este esquema, primero se perfora un pozo con una herramienta barrena hasta una profundidad de 1,5 m desde la superficie, y el suelo extraído se recoge y describe en una cinta espiral. Luego se levanta la herramienta barrena y se baja un muestreador de suelo del tipo impulsor o rotatorio hasta el fondo del pozo.Cuando se utiliza un muestreador de accionamiento, el motor eléctrico con la caja de engranajes se aleja del cabezal del pozo y en su lugar se mueve una unidad de impacto de sondeo dinámico. En la parte superior de la varilla de perforación se atornilla una cabeza con un yunque, que se golpea con un martillo de 10 kg de peso, cayendo libremente desde una altura de 500 mm. El muestreador se inserta en el suelo hasta una profundidad de 15 cm y no se contabiliza el número de impactos. Con una mayor penetración del muestreador hasta una profundidad de 30 cm, se calcula el número total de impactos N30 a esta profundidad del depósito. Este número es análogo al valor de cálculo inicial utilizado en el método SPT para obtener algunas características geomecánicas del intervalo de suelo de 30 cm.Para convertir el número N30 al valor especificado por la norma SPT, se utilizan coeficientes locales apropiados, teniendo en cuenta el peso del martillo, la altura de su caída y el diámetro del muestreador. Se describe el suelo extraído a la superficie y se utiliza para recolectar muestras para pruebas de laboratorio.

Sondeo dinámico con instalación ligera (DPL)

El sondeo dinámico del suelo se realiza en combinación con la perforación, ya sea en forma de perforación alternada a intervalos de 1,5 m y muestreo a intervalos de 0,5 m de profundidad, o se realiza en modo de sondeo continuo en puntos individuales. En particular, el punto de sondeo dinámico puede situarse cerca de un pozo geotécnico a una distancia de al menos 30 cm de su boca. Con base en los resultados del sondeo dinámico se identifican capas con diferente capacidad portante en la sección y estos datos se vinculan con las características litológicas de las capas según los datos de perforación.Ejemplo de gráfico del número de golpes N10L obtenido con una instalación ligera (DPL) y calculado reduciendo el número N10L al índice de resistencia específica del suelo qc durante el sondeo estático (CPT), gráficos del módulo de deformación total y del ángulo de fricción interna para una sección de suelos principalmente arenosos.

Uso integrado de datos geofísicos y geotécnicos

Los datos de sondeo dinámico en forma de gráfico del número estandarizado de impactos N10 por 10 cm de inmersión de la sonda tienen vínculos de correlación bastante bien probados con la velocidad de propagación de las ondas transversales Vs, una de las características principales para calcular las propiedades físicas y mecánicas de los suelos, principalmente sus módulos elásticos. Así, en el paquete de software SeisImager, ampliamente utilizado para procesar datos sísmicos de OYO, Geometrics (EE.UU.), se propone una dependencia promedio para todos los tipos de suelos: Vs=97,0*Nexp(0,314) entre la velocidad Vs y el número de impactos N (a la izquierda de la figura).Sin embargo, un gran número de investigadores señalan la existencia de diferentes valores constantes en la expresión anterior para diferentes tipos de suelos. Así, las dependencias que obtuvimos para los suelos de morrena en los valles glaciares y de canales profundizados de Letonia se caracterizan por valores más altos de las velocidades Vs con un número similar de impactos en comparación con la dependencia de OYO-Geofísica. Al mismo tiempo, en los suelos sueltos arenosos lacustres-glaciales, eólicos y aluviales del Cuaternario tardío de Letonia, se observan valores significativamente más bajos de las velocidades Vs con un número similar de impactos.En varios casos, con un tipo de suelo conocido, es posible obtener estimaciones predictivas de la magnitud de la resistencia a la penetración del cono qc durante el sondeo estático utilizando las velocidades Vs, así como la relación fs/qc de la fricción lateral a la resistencia frontal, que es un buen factor indicador para dividir la masa del suelo en capas arenosas y arcillosas.

Como muestra la práctica, los gráficos del número de impactos N10 y las características del suelo calculadas a partir de ellos permiten separar bastante bien capas con diferentes propiedades físicas en una sección de un macizo edáfico, aunque sin la posibilidad de distinguir variedades arenosas y arcillosas. Las capas resaltadas en los gráficos se muestran en las secciones del georradar como intervalos separados por límites reflectantes.Normalmente, el límite reflectante fuerte en arenas homogéneas asociado con la superficie de saturación completa de agua y la superficie del lecho rocoso denso son más claramente visibles. Los gráficos N10 en la figura muestran un aumento gradual de la densidad dentro de la zona de transición de meteorización de las rocas carbonatadas del lecho rocoso.A la izquierda se muestra un ejemplo de una comparación de una columna litológica basada en datos de perforación, una sección de radar de penetración terrestre y un gráfico del número de impactos N10L con parámetros geotécnicos calculados para un macizo de suelo arenoso aluvial con presencia superficial de dolomías de lecho rocoso meteorizado.

El resultado final de estudios geofísicos y geotécnicos exhaustivos en el sitio de construcción es una sección geotécnica consolidada. En la sección se muestran columnas litológicas de suelos, gráficos de los principales parámetros de deformación obtenidos durante el sondeo dinámico, valores promedio de estos parámetros para elementos geológicos-ingenieros seleccionados, ubicaciones de muestras de suelo para análisis de laboratorio, así como marcas del relieve superficial de la tierra y niveles de aguas subterráneas. De ser necesario, se muestran gráficos de los parámetros calculados de resistencia y deformación de los suelos obtenidos a partir de las dependencias empíricas locales de las velocidades de propagación de las ondas longitudinales y transversales.La sección se acompaña de tablas de parámetros de suelo medidos y promediados para cada elemento ingenieril-geológico, así como sus valores estándar en función de los tipos de suelo reales. Estos datos sirven como base para seleccionar el tipo de cimentación, determinar su profundidad y, en algunos casos, para evaluar los parámetros arquitectónicos generales de la estructura diseñada, como el número de plantas y el tipo de materiales de construcción.

Colocación de una cimentación de tira prefabricada en el sitio de estudio

Un ejemplo de diseño de la cimentación prefabricada más simple y económica en un sitio examinado utilizando una combinación de métodos geofísicos, sondeo dinámico y perforación de pozos poco profundos. Los resultados del estudio de la estructura geológica en esta zona se muestran en la figura anterior.En el lugar de construcción se seleccionó una capa superior de suelos débiles con baja capacidad portante a una profundidad de 1,2 m, cuyo módulo de deformación, según datos de sondeo dinámico, no es más de 4 MPa. Los bloques de cimentación inferiores se colocan sobre la superficie de suelos arenosos densos con un módulo de deformación de 10 MPa y un ángulo de fricción interna de 28°. Los suelos con tales parámetros, según la norma LVS EN ISO 1997-1:2008, son capaces de soportar la carga de los muros de hormigón celular de un edificio de dos plantas. Tampoco se observaron manifestaciones de aguas subterráneas en el sitio, cuya superficie horizontal, según datos geofísicos, se estableció a una profundidad de 1,9 m.

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Confirmación del objeto encontrado en el suelo como resultado de la apertura posterior

Al realizar obras de construcción, a menudo surge la tarea de localizar restos de cimentaciones de estructuras anteriores en cimentaciones de suelo. Esta tarea es especialmente relevante cuando se diseñan cimentaciones de pilotes sin preparar fosos adecuados en el sitio de construcción. A menudo, al demoler edificios antiguos, no es posible eliminar por completo las partes más profundas y macizas de los cimientos antiguos. Estos restos, en su mayoría de hormigón, presentan propiedades físicas muy contrastantes con los suelos circundantes. Sus superficies representan límites donde ocurren cambios bruscos de impedancia acústica y electromagnética, lo que permite mapearlas mediante métodos de sondeo sismoacústico y georradar.

Ejemplo de localización de los restos de una antigua cimentación en el lugar de construcción de una instalación deportiva.

TEl método más utilizado para localizar objetos extraños en macizos de suelo es el sondeo georradar. Es la tecnología más sencilla en términos de trabajo de campo y permite el levantamiento rápido de áreas bastante extensas. El procesamiento de datos también es bastante sencillo, pero requiere mucho más tiempo. La simplicidad de la tecnología de campo permite desarrollar una red bastante densa de perfiles en el área de estudio, lo que posibilita la transición posterior de secciones bidimensionales a lo largo de los perfiles a una visualización tridimensional de la masa de suelo en estudio.En el sitio se ha desarrollado una red de perfiles georradar utilizando varios tipos de antenas receptoras y emisoras con frecuencias de pulso de sondeo de 75 MHz, 150 MHz y 900 MHz. A continuación, en la Figura 1, se muestran ejemplos de visualización de un objeto extraño extendido a una profundidad de 1,8 a 2,2 m en secciones de georradar obtenidas a diferentes frecuencias del pulso de sondeo.

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El diseño de la presa de montaña sobre el río Inambari (Perú)

Secciones de velocidad CDP y Vp a través del sitio de la presa en el río Inambari (Perú)

El estudio de macizos de suelo y cimentaciones rocosas durante los estudios de grandes instalaciones de ingeniería hidráulica industrial se lleva a cabo utilizando el conjunto más completo de métodos de exploración sísmica de ingeniería de múltiples ondas: sobre ondas reflejadas, refractadas y superficiales. La figura muestra una sección CDP que muestra el perfil de la superficie de la base de la roca y una sección de velocidades de onda longitudinales que caracterizan las propiedades del macizo de la corteza meteorizada a lo largo del perfil a lo largo de la sección de la presa diseñada en el río. Inambari (Perú). Se ha trazado una amplia zona de bajas velocidades, correspondiente al afloramiento de una capa de argilitas meteorizadas y destruidas entre areniscas de cuarzo metamorfoseadas.

Exploración sísmica multionda en combinación con tomografía de resistividad eléctrica, perforación y sondeos de penetración

Las secciones de velocidades de onda longitudinal (arriba), transversal (medio) y la sección geoeléctrica (abajo) que caracterizan la saturación de agua de los suelos, junto con los datos de perforación geotécnica, sondaje estático (CPT) y estándar (SPT), se utilizaron para evaluar la estabilidad de los muros del canal aliviadero de emergencia y la categoría de los suelos durante su excavación. Central hidroeléctrica de Plavinas en el río Daugava (Letonia).

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Sección transversal del relleno de balasto obtenida por radar de penetración terrestre en el lugar del derrumbe del terraplén

Identificación de posibles zonas de hundimiento de la superficie dura del terraplén del atracadero de pasajeros del puerto marítimo de Riga. Una sección de georradar obtenida con una antena blindada de alta frecuencia (900 MHz) muestra una sección de la base del suelo del terraplén en la zona donde se observan intensos procesos de infusión con remoción de fracciones de arena fina al río.

Investigación y monitoreo del estado del macizo edáfico de la protección costera de la terminal petrolera

En las zonas de mayor hundimiento de las losas de hormigón en el borde superior de la protección del talud, se perforaron pozos de 8 a 10 m de profundidad. Para evaluar la distribución espacial de las inhomogeneidades de velocidad del macizo edáfico, se realizó un barrido acústico con excitación de vibraciones en pozos en el talud de la protección del talud y recepción en pozos revestidos con tuberías de polietileno.
Las distancias desde el eje del pozo hasta los pozos en los puntos de excitación de vibraciones variaron de 6 a 40 m. Por lo tanto, para cada pozo fue posible escanear una sección del talud costero de hasta 60-70 m.Se obtuvieron secciones de velocidad vertical a lo largo de planos verticales que corren paralelos al eje del paso elevado del oleoducto de distribución de petróleo. Los planos de sección vertical están espaciados a intervalos de 1 m. El eje de los soportes del oleoducto corresponde a una sección a lo largo del plano que pasa por la ordenada de 301,0 m. Para cada polígono, se obtuvieron secciones para planos con ordenadas de 299, 300, 301 y 302 m. Debido a las peculiaridades de las trayectorias de propagación y la disposición espacial de los puntos de refracción de los rayos sísmicos, las secciones en diferentes planos presentan diferentes limitaciones en profundidad y en la coordenada X. Una serie de secciones muestra claramente una zona anómala de baja velocidad a una profundidad de más de 3-4 m, que se expande hacia el mar.

Estudio de la estructura de cimentaciones de suelos de terraplenes

Un ejemplo de la detección de cráteres de bombas en la superficie del antiguo terraplén del puerto de pasajeros de Riga, destruido durante la Segunda Guerra Mundial.La estructura del macizo de suelo y la base del antiguo terraplén se muestran en una sección de georradar obtenida con una antena dipolo de baja frecuencia (150 MHz).

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Análisis de anomalías de atenuación de la energía de las ondas superficiales

Los registros sísmicos utilizados en esta página fueron obtenidos por el equipo de campo del Departamento de Acústica Sísmica Activa del Instituto de Minería de la Rama Ural de la Academia de Ciencias de Rusia (Perm, Rusia).Las ondas superficiales de Rayleigh más intensas registradas en estudios sísmicos superficiales a menudo exhiben una variabilidad significativa en amplitud y frecuencia a lo largo del perfil de observación. Una de las razones de este fenómeno puede ser la falta de homogeneidad lateral de la parte cercana a la superficie del macizo del suelo, incluidas zonas de fracturación subvertical, que representan límites reflectantes para las ondas que se propagan a lo largo de la superficie terrestre.En los lugares donde aparecen dichos límites surgen zonas de “recarga” de energía de las olas superficiales debido a su reflexión.

Detección de anomalías en los tiempos de propagación de ondas elásticas en zonas de subsidencia

Uno de los signos del aflojamiento del espesor de la masa del suelo y del posible hundimiento de su superficie es un aumento brusco del tiempo de propagación de las ondas elásticas en una zona determinada.Los métodos para detectar tales anomalías pueden variar. Uno de los más efectivos es el VSP invertido con la ubicación de las líneas receptoras en la superficie y la excitación de pulsos de ondas elásticas a diferentes profundidades en el pozo. Se ilustra una anomalía en el lugar de una posible falla del suelo en un campo minado.

Manifestación de zonas anómalas de baja velocidad en perfiles VSP no longitudinales

En la sección vertical de las velocidades de las ondas longitudinales a lo largo del perfil del VSP invertido, en el lugar de manifestación de la anomalía de los tiempos de propagación aumentados, se puede trazar una zona amplia y definida de velocidades de propagación reducidas de las ondas longitudinales Vp, con un límite oriental nítido y casi vertical.Se puede rastrear una amplia zona anómala a profundidades de unos 20-25 m. A mayor profundidad, se observa su estrechamiento, que posiblemente representa un canal de filtración de aguas superficiales hacia el espesor del suelo y el lecho rocoso sobre las salinas.

Visualización de la distribución espacial de zonas anómalas en secciones horizontales

La distribución superficial de las zonas anómalas de baja velocidad se muestra en secciones horizontales de la muestra espacial de velocidades Vp obtenidas con VSP invertido.
La forma alargada y compleja de las anomalías de velocidad Vp indica su posible asociación con un sistema ortogonal de fallas y con antiguos canales y valles enterrados desarrollados en el espesor del lecho rocoso y rellenos con suelos débiles y materiales de corteza meteorizada.

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Identificación de zonas con mayor contenido de agua en el cuerpo de presas mediante georradar

La expansión del paleokarst en los valles fluviales que atraviesan lechos rocosos de composición sulfato-carbonato y los procesos acelerados de formación de karst a lo largo de las orillas de embalses artificiales contribuyen a la aparición de canales de filtración de agua a través de presas y cimentaciones de presas. El desarrollo de procesos de filtración afecta también a los suelos de relleno de las presas de protección, lo que aumenta la probabilidad de su erosión y destrucción en caso de inundaciones extremas.
En las secciones del georradar, las zonas de mayor saturación y filtración de agua en el cuerpo y la base de las presas se muestran mediante mayores amplitudes de señales reflejadas.

Método sísmico de ondas refractadas para identificar zonas de posible filtración

Los métodos sísmicos para identificar y localizar canales de filtración se utilizan habitualmente en los casos en que es necesario estimar la profundidad de su penetración en el lecho rocoso en la base de una presa, ya que la profundidad del método de radar de penetración terrestre suele estar limitada por la superficie de saturación completa de agua.El método de ondas refractadas permite caracterizar con suficiente detalle la estructura de la superficie meteorizada del lecho rocoso halogenado y determinar las zonas de desarrollo de cavidades paleokarst en las que habitualmente se confinan los canales de filtración de agua del yacimiento.

Método sísmico de ondas reflejadas para identificar zonas de posible filtración

El método sísmico de ondas reflejadas en la modificación del CDP (punto de profundidad común) con acumulación múltiple de señales reflejadas desde una sección del límite permite mapear no solo la superficie del lecho rocoso, sino también los límites reflectantes en su espesor.El método CDP requiere más mano de obra y es más costoso en comparación con el método de onda refractada y requiere un procesamiento de datos más complejo. Pero al mismo tiempo, nos permite identificar manifestaciones de paleokarst y, en consecuencia, potenciales canales de filtración a profundidades significativamente mayores de decenas de metros.

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Presa de la margen izquierda del embalse de la central hidroeléctrica de Plavinas (Letonia)

Las laderas de los valles preglaciares enterrados se caracterizan por una estructura de bloques, la presencia de planos de desplazamiento subverticales y un desarrollo generalizado del karst. Con el cambio de las condiciones hidrodinámicas después del llenado de los embalses en estas zonas, aumenta la tasa de filtración de las aguas subterráneas, se activan los procesos de formación kárstica y por tanto aumenta la relevancia del monitoreo geofísico del estado de las presas protectoras y los diques en las intersecciones de paleovalles.

Un ejemplo de una sección de tiempo sísmico del CDP obtenida por el método de onda reflejada y una sección de las velocidades de propagación de ondas longitudinales según el método de onda refractada en un intervalo de depósitos de morrena que llenan un valle preglacial enterrado (Vangazi, Letonia).

Sección del valle preglacial en el lugar de la toma de agua proyectada en el pueblo de Vangaži (Letonia)

Los depósitos de morrena de grano grueso que llenan las partes más profundas de los paleovalles se caracterizan por una mayor permeabilidad y tasa de filtración del agua subterránea. Son de interés como fuentes de suministro de agua de alto caudal. La exploración sísmica superficial utilizando el método de ondas reflejadas, junto con datos de perforación de referencia, proporciona una imagen de la estructura de los depósitos de morrena que llenan el paleovalle y permite optimizar las ubicaciones de los pozos de toma de agua en áreas con el mayor espesor de columnas de sedimentos de grano grueso.

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Las partes de los bloques y muros de hormigón más susceptibles a la erosión son aquellas ubicadas cerca de niveles de agua frecuentemente cambiantes, en juntas de dilatación cuando su impermeabilización está comprometida.

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Transiluminación de pozo cruzado

La forma más eficaz de identificar áreas de erosión en bloques de hormigón macizo y deterioro de sus propiedades de resistencia es la transiluminación transversal. Para realizar este tipo de investigaciones es necesario preparar al menos dos pozos para colocar en ellos fuentes y receptores de pulsos acústicos.La figura muestra un ejemplo de identificación de zonas debilitadas en la pared de la presa de la central eléctrica de almacenamiento por bombeo de Kruonis en función de la velocidad de propagación de las ondas elásticas.

Perfil vertical no longitudinal en un pozo de una central eléctrica de almacenamiento por bombeo basado en la velocidad de propagación de ondas elásticas.

Si sólo se dispone de un pozo, la investigación se puede realizar utilizando el método de perfilado sismoacústico vertical con la ubicación de fuentes de ondas elásticas a lo largo de perfiles no longitudinales en la superficie del bloque de hormigón, y receptores en el pozo.A pesar de ciertas limitaciones, este método permite identificar la ubicación espacial de zonas de descompresión en el hormigón, o bien localizar posibles cavernas y cavidades en zonas de acción agresiva de lixiviación del agua.

Perfilado en la parte superior de una presa mediante ondas reflejadas

La forma más sencilla y accesible de estudiar las propiedades del hormigón en bloques de grandes dimensiones es perfilándolo mediante ondas reflejadas desde la superficie. Generalmente en este caso las secciones transversales muestran una estructura estratificada del hormigón, asociada a su vertido capa a capa y a la presencia de armaduras. En algunos casos, las características del patrón de onda en los tramos permiten identificar la presencia de zonas anómalas asociadas a aflojamientos.Para identificar inhomogeneidades en la capa cercana a la superficie del hormigón, se puede utilizar el perfilado mediante el método de ondas refractadas y superficiales en la superficie y las paredes de los bloques de hormigón.

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Visualización de una cavidad kárstica en el fondo de un canal de drenaje en una ecografía de vista lateral de la ubicación.

El karst enterrado en los cimientos de las presas hidroeléctricas y de los embalses supone un grave peligro para estas estructuras. Los cambios en el régimen de filtración de las aguas subterráneas cerca de los embalses, el aumento de la presión estática debido a un aumento significativo de los niveles de agua y los altos caudales en los canales de drenaje activan los procesos de formación kárstica y erosión de antiguas cavidades kársticas en los cimientos de las estructuras.En el fondo de los embalses, se pueden identificar manifestaciones kársticas mediante ecosondeos, sonares de barrido lateral y perfiles sismoacústicos.

Perfiles sismoacústicos para el mapeo de cavidades submarinas

El perfilado sismoacústico con emisores de alta frecuencia permite identificar una imagen en el lugar de erosión de una cavidad paleokarst en las dolomitas debajo del delantal flexible del canal de drenaje de una central hidroeléctrica.El resultado del perfilado en una red densa de perfiles se puede presentar en forma de secciones verticales, secciones horizontales o en forma de una reconstrucción tridimensional de la cavidad.La sección vertical a lo largo del perfil muestra las losas de hormigón que sobresalen del borde destruido de la plataforma flexible del canal de drenaje de la central hidroeléctrica Kegums HPP-2 en el río Daugava.

Monitoreo de la erosión de una cavidad kárstica submarina

Los resultados de estudios repetidos con ayuda de perfiles sismoacústicos permiten seguir los cambios en el perfil de la cavidad kárstica submarina, evaluar la velocidad de su erosión y el grado de peligrosidad para la estructura hidráulica.La forma identificada de la cavidad, sus dimensiones, las características del estado de sus paredes y fondo, así como la distribución del suelo removido, permiten estimar la cantidad y el tipo de balasto necesario para rellenarla, así como planificar la tecnología óptima para los trabajos de reparación.

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Mapeo de la superficie de saturación total de agua con radar de penetración terrestre

La superficie de saturación completa de agua en la masa del suelo es un fuerte límite reflectante para las ondas electromagnéticas de alta frecuencia, por lo que normalmente se muestra claramente en las secciones del radar de penetración terrestre.Dependiendo del tipo y la frecuencia de funcionamiento de las antenas receptoras y emisoras en suelos arenosos, es posible rastrear la posición del nivel del agua subterránea en el rango de profundidad de 1 a 15 m.Las secciones también muestran áreas de mayor saturación de agua en heterogeneidades litológicas lenticulares y estratificadas con mayor porosidad.

Evaluación de la saturación de agua de las cimentaciones del suelo del atracadero

Los procesos de sufusión en los cimientos del suelo de los atracaderos y terraplenes de los puertos, que se producen bajo la influencia de las fluctuaciones de los niveles de agua y el impacto de las hélices de los barcos amarrados, suponen un peligro real de fallos y destrucción de superficies duras y las consiguientes y costosas obras de reparación.Las secciones del georradar muestran zonas de mayor saturación de agua en los suelos arenosos de la cimentación, los límites entre suelos de relleno de diferentes composiciones, posibles huecos bajo la cubierta rígida en lugares de hundimiento del suelo debido a la sufusión y la eliminación de pequeñas fracciones de arena a través de los muros del pilar.La superficie de saturación total de agua es a menudo el último límite geológico reflectante en una sección de GPR.

Determinación de niveles de aguas subterráneas por métodos sísmicos

El método sísmico de ondas refractadas permite en muchos casos establecer la posición del nivel freático en macizos homogéneos de suelos arenoso-arcillosos, como por ejemplo margas morrénicas espesas. El método georadar no es muy efectivo en suelos que contienen un gran porcentaje de material arcilloso.Un aumento brusco de la velocidad de propagación de las ondas longitudinales en el límite de la saturación completa del agua forma un fuerte límite refractivo, que se traza bien en las secciones de velocidad. Los límites sísmicos asociados con la superficie de saturación de agua tienen una clara correlación con los datos CPT: arrastre de cono, fricción lateral y presión de poro.

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Exploración sísmica de ingeniería superficial mediante ondas reflejadas

La tarea de determinar la profundidad de la superficie de los suelos rocosos o de morrena densa surge al evaluar la profundidad de los pilotes de cimentación, determinar el límite inferior de los suelos arenosos o de grava al evaluar las reservas de materiales de construcción en las canteras.La parte superior de los suelos de morrena densa o del lecho rocoso generalmente aparece en las secciones de reflexión sísmica como un reflector distintivo y bien correlacionado.El perfil sísmico se realiza utilizando el método de superposición múltiple con acumulación de señales reflejadas desde un punto de profundidad común en el límite (CDP).

Radar de penetración terrestre de baja frecuencia

La estructura de un macizo de suelos sueltos, la configuración de los límites reflectantes en su espesor, la forma de contacto con los margas morrénicas subyacentes o la roca madre se muestran con el mayor detalle en las secciones de sondeo con georadar. La profundidad de la investigación en suelos arenosos secos con antenas dipolo de baja frecuencia puede alcanzar los 10-15 m.En combinación con la exploración sísmica superficial utilizando ondas reflejadas, es posible aumentar significativamente la profundidad de la investigación del macizo del suelo y del lecho rocoso.

Perfil sísmico mediante el método de ondas refractadas

Uno de los métodos más simples y económicos para estudiar la estructura de la superficie del lecho rocoso es el método de exploración sísmica superficial utilizando ondas refractadas. El método generalmente no permite rastrear interfaces débiles en el espesor de suelos sueltos, pero da una idea clara de la profundidad y configuración de un límite refractivo fuerte asociado con la superficie del lecho rocoso.
Además, el método proporciona información sobre la variabilidad lateral de las propiedades físicas tanto de la capa de suelo suelto como de la capa superficial meteorizada del lecho de roca.

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Sección de velocidades de ondas longitudinales en una zona de cantera de dolomita

La forma de la superficie de las dolomías del lecho rocoso y el espesor de los suelos cuaternarios sueltos que las recubren, que determinan el volumen de las operaciones de extracción en las canteras de dolomita, se determinan de forma bastante fiable utilizando el método de exploración sísmica superficial sobre ondas refractadas. Un aumento brusco de las velocidades de las ondas longitudinales en el techo de las dolomitas permite mapear su forma incluso en condiciones de saturación completa de agua de los suelos sueltos de recubrimiento y optimizar las direcciones de expansión de los límites de la cantera.

Sección transversal georradar de la estructura del suelo de la cantera de arena del proyecto

Para aclarar la estructura del macizo de suelo que se va a explotar en una cantera de arena, se utiliza un sondeo por radar de penetración terrestre. Las secciones de georadar generalmente proporcionan una imagen de la distribución de áreas saturadas de agua y capas de arcilla en el espesor de suelos arenosos, y nos permiten aclarar la forma de la superficie de depósitos de lecho rocoso o margas morrénicas. La sección se obtuvo con una antena dipolo de 75 MHz.

Interpretación de la sección del radar de penetración terrestre

En presencia de pozos de referencia, la posición de los límites reflectores obtenidos a partir de secciones de georadar permite estimar el espesor de capas productivas con arenas que presentan diferentes propiedades físicas, identificar las ubicaciones de capas de arcilla de balasto sujetas a desarrollo, así como los límites de áreas anegadas del macizo edáfico.

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Detección de suelos contaminados mediante sondeo eléctrico (VES)

La contaminación de los suelos con productos derivados del petróleo se puede evaluar mediante un fuerte aumento de la resistencia eléctrica tanto de los suelos secos como de los saturados de agua. Para la localización de zonas contaminadas, el método óptimo en términos de tecnología y costes es el uso combinado de métodos de exploración eléctrica de corriente continua (mini-VES y tomografía eléctrica) y sondeos con georradar. Los datos VES proporcionan una característica capa por capa de los intervalos con valores de resistencia eléctrica anormalmente altos.

Visualización en capas de la contaminación del suelo con productos derivados del petróleo en registros de radar de penetración terrestre

El estudio georradar de área permite obtener secciones horizontales de la intensidad de reflexión en los límites de áreas contaminadas con productos petrolíferos poco permeables a las ondas electromagnéticas y evaluar su distribución de área cerca de la fuente de contaminación.

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Canales de asfixia en la cimentación del muelle de carga según datos de radar de penetración terrestre

El sondeo por radar de penetración terrestre con antenas blindadas de alta frecuencia (900 MHz, 1,5 GHz) a lo largo de una densa red de perfiles permite identificar canales de sufusión en la capa cercana a la superficie de las cimentaciones de terraplenes arenosos. Los canales y áreas de descarga de depósitos de sufusión se mapean como áreas de mayores amplitudes de reflexiones desde los límites inferiores de descompresión o vacíos bajo una cubierta rígida.

Zona de mayor filtración y desprendimiento de rocas bajo los cimientos de una antigua iglesia

Se pueden identificar áreas más profundas de desarrollo de procesos de sufusión en la base de las estructuras utilizando métodos sísmicos de VSP no longitudinal y escaneo entre pozos. Un ejemplo es la identificación de una gran zona de bajas velocidades de ondas longitudinales en el espesor de rocas de carbonato halogenado a una profundidad de 15-20 m debajo del hundimiento del edificio de una antigua iglesia. La anomalía de baja velocidad revelada por los datos VSP no longitudinales está asociada con procesos de lixiviación en la zona de alta velocidad de filtración de agua subterránea.

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Evaluación del nivel de vibración admisible durante la voladura y el hincado de pilotes de cimentación

Para evaluar el nivel permisible de impacto de vibración en edificios residenciales, edificios industriales y servicios subterráneos, varias normas internacionales (DIN 4150-3:1999, BS 7835-2:1993, etc.) definen los límites de la velocidad de desplazamiento permisible en varios rangos de frecuencia de vibración. Por ejemplo, la tabla de desplazamientos admisibles está tomada de la norma nacional alemana DIN 4150-3:1999.En algunos casos, cuando la profundidad de una cimentación monolítica o la profundidad de hincado de pilotes es grande, la distribución de estos dos valores según la profundidad de la masa de suelo es de gran importancia. Dependiendo de las propiedades físicas de la masa del suelo, el nivel de estrés durante las vibraciones en sus partes profundas puede ser significativamente mayor que en la superficie.Para evaluar el impacto de la vibración en las partes enterradas de las cimentaciones, se utilizan valores de aceleración, para lo cual se calcula un acelerograma a partir de diagramas de velocidad, o bien se miden las aceleraciones directamente mediante acelerómetros.Además, para evaluar el nivel de vibraciones a diferentes profundidades, es necesario conocer la distribución de las velocidades de propagación de las ondas transversales en la masa de suelo, para lo cual se realizan sondeos especiales en los sitios de medición de vibraciones mediante estudios sísmicos someros con ondas superficiales utilizando una instalación de geófono multicanal de un solo componente para registrar el componente vertical del desplazamiento.

Vibraciones de elementos de construcción y espectros de modos de vibración fundamentales

Las mediciones de vibraciones dentro de edificios y estructuras se realizan para evaluar la aparición de vibraciones resonantes en partes de la estructura bajo la influencia de influencias externas.Para las mediciones se utilizan sensores de desplazamiento de tres componentes (geófonos) o acelerómetros instalados en diversas partes de los edificios. Las frecuencias predominantes de los espectros de vibración registrados durante el impacto, los impactos periódicos o el ruido de transporte se comparan con las frecuencias de resonancia calculadas de las estructuras.

Vibraciones del suelo bajo la influencia de vehículos de motor

El tipo más común de impacto de vibración es el ruido de transporte.La composición espectral de los componentes verticales y horizontales de las vibraciones en el macizo del suelo cuando pasan a través de él las ondas de los vehículos a motor difiere significativamente.Los espectros de los componentes horizontales están significativamente enriquecidos con frecuencias bajas, que son las más peligrosas para los cimientos de las estructuras. Sin embargo, la amplitud de los desplazamientos en los componentes horizontales suele ser varias veces menor que en el componente vertical.

Vibraciones en suelos por transporte ferroviario

Los espectros de vibración de los trenes de mercancías y eléctricos que pasan están notablemente desplazados hacia frecuencias más bajas en comparación con los espectros de vibración del tráfico rodado. Las frecuencias predominantes se sitúan en el rango de 6 a 40 Hz. También se observa un enriquecimiento de los espectros de componentes horizontales con frecuencias bajas y ultrabajas (desde fracciones hasta 3-4 Hz).En los espectros se destacan varios modos estrechos distintos, aparentemente debido a las características estructurales de la vía del tren y al paso de las ruedas a lo largo de las juntas.
La mayor intensidad de vibraciones se observa durante el frenado y la aceleración del tren.

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Investigación geofísica integrada de aguas someras

Un conjunto de métodos geofísicos superficiales junto con la perforación de pozos geotécnicos a una profundidad de 4-6 m con muestreo de suelo proporciona información completa para la elaboración de un informe de ingeniería y geológico para la construcción de edificios de categoría 1 (edificios residenciales, edificios industriales de una sola planta). Incluyendo el diseño de sistemas de puesta a tierra eléctrica.El complejo incluye:
- exploración sísmica multionda,
- electrometría mediante el método VES,
- sondeo por radar de penetración terrestre.

Mediciones sismoacústicas en pozos

Los métodos sismoacústicos de pozos para evaluar las propiedades físicas y mecánicas de suelos y rocas se utilizan en estudios realizados en grandes sitios de construcción industrial y civil.El principal método de investigación es el perfil sismoacústico vertical (VSP) con la excitación de pulsos en la superficie terrestre y la recepción de vibraciones mediante sondas hidrófonas en pozos entubados y llenos de agua hasta 35-40 m de profundidad.A partir de la medición de las velocidades de propagación de ondas longitudinales y transversales, se determinan la densidad del suelo, los módulos elásticos y el coeficiente de Poisson.

Métodos de perforación en combinación con la exploración sísmica

Los métodos de registro microsísmico (MSL) y VSP se utilizan para estudiar las velocidades de las ondas elásticas en la parte superior de la sección (UPCS) durante la exploración sísmica convencional, para evaluar las propiedades físicas y mecánicas de suelos y rocas al diseñar pozos de toma de agua, y para aclarar la estructura geológica de la sección de depósitos de minerales no metálicos y materiales de construcción (arena, grava, dolomita, marga).La profundidad de la disección detallada de la sección es de 100 metros o más. Se realiza una evaluación de las propiedades de deformación y resistencia previstas de los suelos: el módulo de deformación total, el ángulo de fricción interna y la adhesión específica. La aplicación más efectiva de VSP es en combinación con datos de exploración sísmica de ingeniería.

Ejemplo de cálculo de propiedades físicas previstas a partir de datos sísmicos

Esta sección de la densidad prevista del suelo y la masa rocosa se obtuvo con base en datos del método sísmico de ondas refractadas en el sitio de diseño de una central hidroeléctrica en el río de montaña Carpapata (Perú) cuando era imposible realizar operaciones de perforación en las condiciones de difícil acceso de una quebrada de alta montaña.

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Ejemplos de grabaciones de radar de penetración terrestre multifrecuencia

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El radar de penetración terrestre Zond-12e es un radar de sondeo subterráneo, digital, portátil y para un solo operador, diseñado para resolver una amplia gama de problemas geotécnicos, geológicos, ambientales, de ingeniería y otros donde existe la necesidad de un monitoreo ambiental no destructivo y operativo. Durante el sondeo, el operador recibe información en tiempo real en la pantalla en forma de los llamados perfil de radar. Al mismo tiempo, los datos se graban en un disco magnético para su uso posterior (procesamiento, impresión, interpretación, etc.).Un kit completo de georadar incluye una unidad central con un ordenador tipo portátil montado en una plataforma especial, un conjunto de antenas para diferentes frecuencias de sondeo, software y varios accesorios.

Principales características técnicas

• VERSIÓN: Monocanal o bicanal
• RANGO DE TIEMPO: seleccionable por el usuario de 1 a 2000 ns en incrementos de 1 ns.
• FRECUENCIA DE REPETICIÓN DE PULSOS DEL TRANSMISOR: 115 kHz.
• NÚMERO DE PISTAS POR SEGUNDO: 56 (para canal único), 80 (para canal doble) o 320/160/80/40 (para mejorado).
• NÚMERO DE PUNTOS POR RUTA: 512 (para versiones de canal único y doble)
• REPRESENTACIÓN DE DATOS DIGITALES: 16 bits
• FILTRO PASO ALTO: Seleccionable por el usuario: Suave, Duro, Súper Duro, Digital ajustable. filtrar.
• TRANSFERENCIA DE DATOS: Wi-Fi (para actualizado) o Ethernet.
• FUENTE DE ALIMENTACIÓN: 10,5-13 V 0,4 A (desde una batería portátil para canal único y doble) o desde una batería incorporada (para versión mejorada).
• DIMENSIONES: 35x50x5,5 cm.
• PESO: 3,2 kg.

Antenas receptoras y emisoras

Las antenas son resistentes al polvo y a las salpicaduras e incluso pueden sumergirse en agua durante un breve periodo. Las antenas de superficie tienen un respaldo hecho de fluoroplástico resistente a la abrasión. Todos los parámetros de radiación y recepción están controlados por un ordenador. La antena dipolo se puede sintonizar para generar pulsos con una frecuencia de 150, 75 y 37,5 MHz aumentando la longitud de las varillas radiantes de 1,0 a 3,0 m.Antena dipolo de baja frecuencia 37,5/75/150 MHz (izquierda), antena blindada de alta frecuencia 900 MHz (centro) y antena blindada de alta frecuencia 1,5 GHz (derecha)

Esquemas de distribución de campos
Esquema típico del sistema de observación para trabajos mediante el método de ondas reflejadas y refractadas (a) y ondas superficiales (b)

Комплект сейсмоакустического регистратора IS128.03 с одним удаленным модулем

Objetivo

• Estudios sismoacústicos en el rango de frecuencia de 2 Hz a 8 kHz.
• Perfilado en superficie y en pozos poco profundos.
• Estudio de la parte superior de la sección mediante métodos de ondas refractadas, reflejadas y superficiales.
• ingeniería e investigación geofísica
• Monitoreo del estado técnico y monitoreo geológico y geofísico de estructuras hidráulicas y otras estructuras de ingeniería.
• Estudios acústicos de superficies de carreteras, cimentaciones y bases de estructuras.
• Perfiles sismoacústicos continuos en áreas de agua en modos monocanal y multicanal.Al trabajar con fuentes de excitación de señales de potencia relativamente baja, el grabador asegura la acumulación de efectos débiles. La suma de hardware de las señales sismoacústicas se realiza antes de transferir los registros a la memoria a largo plazo en el disco duro. Se pueden conectar módulos de telemetría económicos de 16 canales al grabador con transmisión de datos al módulo central a través de una interfaz USB-RS485 de alta velocidad de dos cables o a través de una interfaz de radio WiFi.

Principales características técnicas del complejo

La opción más conveniente en términos de tecnología de trabajo de campo e inmunidad al ruido de las señales grabadas es el esquema de conectar módulos remotos a una computadora portátil Notebook normal a través de un puerto USB utilizando un convertidor USB-RS485 de alta velocidad especializado y una unidad de sincronización de grabación.En este caso, las secciones individuales del geófono se conectan directamente a módulos remotos en el perfil, que están conectados entre sí y se conectan al módulo de interfaz mediante una línea de comunicación digital de dos cables, lo que reduce significativamente el nivel de interferencia electromagnética en los cables de señal de conexión y los cables de extensión. La transmisión de datos desde el módulo de interfaz al ordenador se realiza a través de una línea de dos cables o, a distancias de hasta 100-120 m, por radio utilizando la interfaz WiFi.

Especificación

1) Número de complementos (establecido por el usuario): 1-16
2) Número de canales del módulo remoto 16
3) Resistencia de entrada (establecida entre 0,001 y 100 MOhm)
por el usuario)
4) Rango de frecuencia en el nivel de - 3 dB 2-8000 Hz
5) Rango dinámico en dt=1ms 130 dB
6) Profundidad de bits de conversión, delta/sigma 24 bits
7) El período de muestreo de amplitud es de 0,03 - 4,0 ms
8) Número de acumulaciones, código de salida de 32 bits 256
9) Etapas de ganancia inicial 6,12,18,24,30,36 dB
10) Frecuencia de envío de pulsos de excitación hasta 2 por segundo.
11) Frecuencias de corte superiores de los filtros 125 - 8000 Hz
12) Pendiente del filtro paso alto 36 dB/oct
13) Filtro de muesca 50, 100, 150 Hz, 48 dB
14) Número de muestras para cada canal (opcional) 8192/16384
15) Nivel de ruido referido a la entrada a 1 ms 1,3 µV
16) Rango de señal de entrada +/- 5 V
17) Coeficiente de influencia mutua a 100 Hz < -100 dB
18) Profundidad de rechazo del modo común >110 dB
19) El formato del código de salida es un entero de 32 bits.
20) Fuente de alimentación primaria 12V21) Procesador de control, mín. Notebook/Pentium
22) Transferencia de datos USB, RS485
23) RAM, mínimo 2 GB
24) Disco duro, mín. 30 GB
25) Pantalla, mín. LCD TFT 12,3”, SVGA 800x600
26) Grado de protección contra influencias ambientales IP65
27) Protocolo GPS NMEA-183
28) Dimensiones del módulo central 378x330x178 mm
29) Peso del módulo central 8,0 kg
30) Dimensiones del módulo remoto 171x121x55 mm
31) Peso del módulo remoto 1,1 kg
32) Temperatura de trabajo:
módulo central 0 °C - +40 °C
módulo remoto -20 °C +50 °C

Programa de servicios de registro y recopilación de datos

El programa de servicio funciona en el entorno del sistema operativo Windows/XP-Windows-7/10. El módulo de pruebas del programa permite comprobar los principales parámetros técnicos de los canales de registro sísmico, ver y calcular las características estadísticas de las señales canal por canal y realizar análisis espectrales de las grabaciones.Un conjunto de menús de ventana proporciona al operador la posibilidad de configurar de forma fácil y clara los parámetros de registro y la geometría de la ubicación del receptor.La ventana de trabajo del programa de recolección muestra un sismograma resumen obtenido después de enviar registros desde un conjunto de módulos remotos, el nivel de carga de las baterías incorporadas de los módulos remotos, el número de excitación actual en la serie de acumulación, el número del registro actual y el proceso de transmisión de la señal. La barra de desplazamiento le permite ver entradas largas con el nivel de detalle que elija.Al realizar un perfil sismoacústico continuo, la pantalla puede mostrar opcionalmente un sismograma multicanal de la excitación anterior, o una sección de tiempo a lo largo de un canal arbitrario pero preestablecido de cualquier sección. Además, se muestra el número del registro actual desde el inicio del perfil y las coordenadas recibidas del receptor GPS sin tener en cuenta los desplazamientos de las secciones de los hidrófonos.

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Objetivo

El equipo digital portátil ERP-1 está diseñado para realizar observaciones geofísicas utilizando los siguientes métodos:
- exploración eléctrica mediante el método de resistencia en corriente continua y alterna (VES, EP, SG, MZ, así como mediciones del vector completo del campo eléctrico - MDS, levantamiento vectorial)
- campo eléctrico natural (CNE)
- polarización inducida (en la variante INFAZ-VP)

Características principales

Temperaturas de funcionamiento: de -30 a +40 C
Diseño a prueba de salpicaduras y golpes.
Calibración desde una fuente de referencia interna
Posibilidad de calibración conjunta del generador y del medidor en una resistencia patrón
El equipo está construido mediante microcontroladores y está controlado por software.
La sincronización del generador y del contador se realiza mediante cable.

Generador ERP-1

Voltaje máximo de salida 300 V
Potencia máxima de salida 30W
Forma de onda de corriente de salida "meandro" y corriente continua
Frecuencias de funcionamiento: 0, 1,22, 2,44, 4,88 Hz
Corriente de salida 1, 2, 5, 10, 20, 50 y 100 mA
La estabilidad del ajuste de la corriente de salida no es peor que el 1%.
Tensión de alimentación ~ 12 V (mínimo 9,5 V, máximo 15,5 V)
Peso (con pilas) 3,5 - 4,4 kg (dependiendo de la batería)
Capacidad de la batería 2 o 4 Ah (a elección del cliente)
Posibilidad de utilizar una fuente de alimentación externa de 12 V
Salida de voltaje de calibración de una resistencia de 1 ohmio

Dispositivo de medición ERP-1

Frecuencias de funcionamiento 0, 1,22, 2,44, 4,88 Hz
Resistencia de entrada no inferior a 10 MOhm
Señal de entrada máxima 5 V
Factor de calidad del filtro analógico 18
Supresión de interferencias de 50 Hz no inferior a 80 dB
El nivel de ruido intrínseco no es más que 0,2 µV
Sensibilidad 1 µV
tipo de interfaz RS232C
Capacidad de memoria incorporada de 8 MB (hasta 70 mil mediciones)
Peso con pilas 3,2 kg
Retroiluminación de la pantalla LCD

Electrodos no polarizables para mediciones en tierra y agua

Conmutador de canal y cable multielectrodo para tomografía de resistividad eléctrica

El equipo también incluye un conmutador de canal mecánico y un conjunto de cables multielectrodo que proporcionan conexión a través del conmutador de canal a las salidas del generador y entradas del medidor de hasta 48 canales sin cambiar la disposición de los electrodos. La trenza multielectrodo consta de dos secciones con un paso de electrodos de 5 m, lo que permite el movimiento alternativo de las secciones a lo largo de la línea de perfil si su longitud excede la longitud de una disposición.

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Objetivo

LMS-337C es una ecosonda compacta de doble frecuencia con pantalla LCD a color para instalación en embarcaciones pequeñas. Se utiliza con fines de navegación para el control de la profundidad operativa y para trabajos de estudio en aguas poco profundas y costeras. La pantalla muestra en forma gráfica el relieve del fondo, las lecturas de profundidad y las coordenadas horizontales recibidas del receptor GPS.
Emisor HS-50/200-DX
Poder instantáneo
2400 W a 200 kHz
3000 W a 50 kHz
Potencia media (distribuida) 375 W

Navegación y posicionamiento

LGC-2000 - Antena de ecosonda GPS con receptor incorporado de corrección diferencial del satélite del sistema de servicio WAAS (izquierda) y panel de navegación de ecosonda con visualización de la amplitud de la señal de los satélites activos

Breves características técnicas del LMS-337C:

• rango de medición - 0,75 m - 762 m;
• grabación de datos digitales;
• Sensor de temperatura del agua incorporado;
• rango de frecuencia – 50, 200 kHz o ambas frecuencias simultáneamente;
• potencia máxima 3000 W;
• potencia de salida promedio (distribuida) 375 W;
• tensión de alimentación 10-15 VCC;
• consumo de corriente 600 mA, con GPS 700 mA;
• Protocolo de interfaz de entrada-salida – NMEA-2000, NMEA 0183;
• período de actualización 1 segundo;
• el volumen de grabación de la imagen gráfica del escaneo en una tarjeta flash es de hasta 1 GB;
• dimensiones 13,8 x 17,6 x 8,6 cm;
• Pantalla a color de 5” (12,7 cm), resolución 480x480 píxeles;
• zoom de imagen x2 o x4, seleccionable desde el menú;
• seis rangos de profundidad seleccionables desde el menú;
• transductor de doble frecuencia HS-50/200-DX
• ancho del haz (a nivel de -3 dB) 35° (50 kHz), 12° (200 kHz);
• GPS – Receptor de 12 canales LGC-2000 con antena externa;
• recepción de correcciones diferenciales del satélite geoestacionario WAAS;
• rango de temperatura de funcionamiento -10°С - +55°С.

Ejemplo de mapeo de la liberación de gas en la capa de agua

El ecosondaje es uno de los principales métodos para estudiar el estado del fondo de un yacimiento. A partir de sus datos se determinan las deformaciones del relieve del fondo del río como resultado de procesos litodinámicos activos e impactos antrópicos en las vías de comunicación submarinas. El procesamiento de los registros de la ecosonda mediante un software especializado permite identificar posibles fugas de gas en la capa de agua.

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Geófono ST-4,5 Hz 3D

El geófono tridimensional (3D) de la serie ST es un tipo de transductor electromecánico. Dentro del geófono tridimensional, tres elementos del geófono mutuamente perpendiculares están dispuestos en coordenadas cartesianas, lo que significa que el elemento vertical del geófono tiene la dirección Z, el elemento horizontal del geófono orientado al este tiene la dirección X y el elemento horizontal del geófono orientado al norte tiene la dirección Y, de acuerdo con la fórmula donde las señales sísmicas en tres direcciones X, Y y Z se recibirán simultáneamente y se convertirán en señales eléctricas de salida.Los geófonos 3D de la serie ST son totalmente compatibles con los sismógrafos profundos para la exploración sísmica profunda. Además, son una opción ideal para la predicción y detección de terremotos naturales, mediciones microsísmicas pulsadas de puentes y carreteras y otras aplicaciones sísmicas de baja frecuencia.
- Alta sensibilidad, baja distorsión, buena consistencia, buena respuesta lineal y factor de amortiguación razonable.
- Construcción duradera, buen sellado y excelente rendimiento a prueba de agua.
- Se instala un dispositivo de ajuste horizontal y un indicador de dirección.
- Caja metálica impermeable. También se incluyen tornillos de ajuste, un conector de 7 pines y un cable de salida de 1,5 metros de largo.

Geófono: ST-4,5 Hz 3C (ST-4,5N)

Geófonos Ц10T y GS-20 DX OYO

Además, para estudiar las propiedades físicas del suelo y la masa rocosa en los puntos de medición de vibraciones y las condiciones de propagación de vibraciones elásticas a lo largo de las direcciones seleccionadas en el sitio, se utilizan geófonos de 3 componentes C-10T y geófonos verticales GS20 DX OYO Geospafce con una frecuencia de resonancia natural de 10 Hz.

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Perfilado de radar de penetración terrestre con antena dipolo de baja frecuencia de 150 MHz y receptor GPS LS2303x-G

Al realizar obras de construcción, a menudo surge el problema de localizar restos de cimentaciones de estructuras antiguas en las cimentaciones del suelo. Esta tarea es especialmente relevante cuando se diseñan cimentaciones de pilotes sin preparar los pozos adecuados en el sitio de construcción. A menudo, al demoler edificios antiguos, no es posible eliminar por completo las partes profundas y macizas de los cimientos antiguos.Al realizar trabajos de perfilado con antenas de georradar de baja frecuencia de 150–75 MHz, el intervalo de registro es de 200–300 ns, lo que corresponde a una profundidad de sondeo de 10–17 m en el entorno sondeado, representado por arena saturada de agua con una constante dieléctrica promedio de 15–16. La ganancia de señal al principio y al final de la grabación es de 12/54 dB. Durante la grabación se utilizó un filtro de paso de banda suave. El número total de implementaciones para una pista es de 4 a 8.

Lugar de ejecución de la obra. Esquema de perfiles de radar de penetración terrestre

El estudio se realizó en el siguiente volumen:
- antena dipolo con una frecuencia de funcionamiento del pulso emitido de 75 MHz, el número de perfiles realizados es 12, la longitud total es de 720 m,
- antena dipolo con una frecuencia de funcionamiento del pulso emitido de 150 MHz, el número de perfiles realizados es 23, la longitud total es de 1380 m,
- Antena blindada con una frecuencia de funcionamiento del pulso emitido de 900 MHz, número de perfiles 66, longitud total 3960 m.

Un ejemplo de procesamiento de un perfil de georradar obtenido con una antena blindada de 900 MHz utilizando el paquete de software RadExPro.

La mayoría de los residuos de hormigón en los suelos tienen propiedades físicas muy contrastantes en relación con los suelos circundantes. Sus superficies representan límites donde se producen cambios bruscos de resistencia acústica y electromagnética, lo que permite cartografiarlas mediante métodos de sondeo sismoacústico y de radar de penetración terrestre.

TRepresentación de heterogeneidades locales en un cubo de datos GPR

Un conjunto de perfiles ortogonales, desarrollados en una cuadrícula suficientemente densa con un paso de 2-3 m, permite combinar secciones bidimensionales en un cubo de datos GPR. En este caso, se pueden obtener cubos de diversas transformaciones de la señal reflejada, cubos de los llamados atributos dinámicos: amplitud instantánea, frecuencia dominante, relación señal-ruido y otros.

Secciones horizontales a 2 m de profundidad del cubo de atributos de la señal GPR reflejada: amplitud RMS (izquierda) y relación señal-ruido.

Los contornos del objeto en planta se determinaron basándose en el análisis de secciones horizontales del cubo de datos del georradar. Anteriormente, las amplitudes del pulso electromagnético reflejado en el cubo de datos se transformaban en varios atributos dinámicos: características de la señal como amplitudes instantáneas y de pico, frecuencias dominantes, relación señal-ruido, etc. La figura de la izquierda muestra las secciones transversales de amplitud RMS y la relación señal-ruido a una profundidad de 2 m.La elección de la profundidad media de la sección y el ancho de la ventana de procesamiento de señales tienen un gran impacto en la apariencia de las secciones. Así, en la sección de amplitud RMS, los contornos del objeto tienen un carácter irregular y el valor del parámetro en sí disminuye bruscamente en la parte norte del objeto, lo que está asociado con la inmersión del límite reflectante y su desviación más allá de la ventana de procesamiento de señal a lo largo del plano horizontal. Los contornos de un objeto rectangular son más claramente visibles en la sección transversal del parámetro de relación señal-ruido.El objeto mide 60 x 32 m dentro del área de escaneo GPR y bien podría continuar más allá de su límite norte. Como no era posible seguir perforando a más de 1,8-2,0 m de profundidad en dos pozos geotécnicos ubicados dentro del contorno del objeto identificado, era natural suponer que el objeto era un gran fragmento del piso de concreto del sótano, que quedó en el suelo después del desmantelamiento del antiguo edificio de la pista de hielo.

Interpretación de la estructura del suelo que rellena el pozo a partir de datos de secciones de georradar de diferentes frecuencias.

La heterogeneidad de la masa de suelo anfitriona se evidencia en la gran cantidad de límites reflectantes de forma compleja en un rango de profundidad de hasta 2 m. Esto es especialmente evidente en secciones obtenidas con una antena de alta frecuencia de 900 MHz. La interpretación más efectiva desde el punto de vista del estudio de la estructura del macizo edáfico es la utilización de pozos geotécnicos de referencia.
En este caso, es posible correlacionar los horizontes reflectantes de las secciones con los límites de las columnas litológicas de los pozos. Por otra parte, en las secciones se distinguen de forma más convincente capas y lentes de suelos de diferentes composiciones. Y en función de la composición del suelo, es posible una cierta corrección de la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas y, en consecuencia, aclarar la profundidad del objeto subterráneo.

Procesamiento de datos sísmicos superficiales

Para aclarar las características de los objetos identificados por el radar de penetración terrestre, se requirieron mediciones adicionales utilizando exploración sísmica a lo largo de líneas individuales. Este método permite estimar la velocidad de propagación de las ondas elásticas en la masa del suelo y determinar la densidad de los objetos detectados. Los perfiles se realizaron utilizando un sistema de recolección de datos de telemetría basado en módulos sísmicos remotos IM2416 y una instalación de geófonos de 32 canales. La duración de la grabación fue de 2000 muestras para cada canal con un período de muestreo de 500 μs, el tiempo de grabación fue de 1 segundo. Los pulsos sísmicos se generaron al golpear una placa de acero sobre la superficie del suelo con un mazo de 8 kg.

Interpretación de las grabaciones de ondas superficiales de Rayleigh

El procesamiento de registros sísmicos en el paquete RadExPro utilizando el método MASW (Multichannel Analysis Surface Waves) nos permite estimar la velocidad de propagación de ondas transversales. En la figura (izquierda) se muestra un ejemplo de procesamiento MASW.La siguiente figura muestra secciones bidimensionales (2D) de velocidades de propagación de ondas transversales. Estas secciones muestran más claramente la estructura en capas de la masa del suelo. Aunque la naturaleza general de la distribución transversal de velocidades y los valores absolutos de las velocidades Vs obtenidos por estos programas son próximos entre sí. Además, en la sección dentro del pozo identificada por los datos del radar de penetración terrestre, a una profundidad de aproximadamente 2,0 m, se distingue más claramente una capa de mayor velocidad Vs con un espesor de 1-1,5 m, representada por arena y grava triturada.Las figuras siguientes muestran ejemplos de las dependencias de la N calculada en las velocidades de las ondas transversales (Vs) y longitudinales (Vp) en los extremos de los perfiles 1 y 2. Debe tenerse en cuenta que los gráficos de la velocidad Vp en este caso también se calculan sobre la base de los gráficos iniciales de la velocidad Vs. Se calculan teniendo en cuenta el nivel añadido de las aguas subterráneas a una profundidad de 5,3 m y tienen un salto brusco en el límite de la saturación completa de agua. En la parte superior del macizo rocoso hasta el nivel freático, las velocidades Vp presentan valores bajos en el rango de 300-400 m/s, a veces comparables a las velocidades Vs.

Un ejemplo de una sección del módulo de deformación general de un suelo a granel y un macizo sedimentario cuaternario.

Para interpretar los datos de perfiles sísmicos, se calcularon los parámetros geomecánicos del suelo previstos basándose en secciones de velocidad de onda longitudinales y transversales.
Los datos obtenidos sobre las velocidades de propagación de las ondas longitudinales y transversales permiten obtener características integrales de los parámetros elásticos del macizo del suelo y proporcionan una profundidad de investigación significativamente mayor.

Confirmación del hallazgo de un objeto en el suelo como resultado de la autopsia posterior

Excavaciones posteriores confirmaron la presencia de una losa de hormigón con restos de comunicaciones a las profundidades indicadas, así como la diferente composición del suelo de balasto que rellenaba el foso, desde arena hasta una mezcla de arena y grava con fragmentos de distintos tamaños. Esto permitió seleccionar de forma más inteligente el tipo y configuración de la cimentación para la nueva construcción en el área de estudio.

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Perfilado por radar de penetración terrestre utilizando una antena dipolo de 150 MHz con un receptor GPS LS2303x-G.

Para determinar la profundidad de la superficie del suelo aluvial y morrénico y evaluar el espesor del limo suprayacente en el área de agua del estanque Dzirnavu en Gulbene, se realizó un sondeo con radar de penetración terrestre desde el hielo en áreas con un espesor de hielo seguro y sin agua superficial.Debido a la presencia de agua en la superficie del hielo en algunas zonas del estanque, y también teniendo en cuenta la poca profundidad de penetración prevista del pulso electromagnético de sondeo, el sondeo se llevó a cabo utilizando una antena georadar dipolo sin contacto de baja frecuencia con una frecuencia de pulso de sondeo de 150 MHz. La profundidad de la investigación sobre el espesor del hielo, el agua, el limo y el suelo fue de unos 15-20 m.

Esquema de perfiles completados

El sondeo se realizó a lo largo de 27 perfiles, cuya longitud total fue de aproximadamente 2500 m. La densidad de la malla de perfiles, con orientación aleatoria, permitió construir mapas de la estructura de la superficie del limo y de los suelos densos subyacentes.Los perfiles se ubicaron en la zona de agua del estanque, que durante los estudios estaba cubierta de hielo de 25 a 30 cm de espesor. En algunos puntos, había una capa de agua de 5 a 10 cm de espesor sobre la superficie del hielo, por lo que los perfiles se desarrollaron en lugares accesibles sobre una cuadrícula arbitraria, de ser posible a través de los lugares donde se tomaron muestras de suelo del fondo.Al realizar trabajos de perfil con una antena dipolo de baja frecuencia a 150 MHz, el intervalo de registro fue de 300 ns, lo que corresponde a una profundidad de sondeo de 18-20 m. La ganancia de señal al inicio y al final del registro fue de 12/36 dB. Durante la grabación se utilizó un filtro de paso de banda duro. El número total de implementaciones para una pista es 4.

Un ejemplo de procesamiento de un perfil de georradar utilizando el paquete de software RadExPro

TDe acuerdo con las recomendaciones metodológicas para el sondeo radar, el valor de la constante dieléctrica del medio estudiado es de 3-5. El procesamiento de datos determinó que el valor de permeabilidad debe ser aproximadamente 3,5, lo que corresponde a hielo, agua contaminada, limo fluido y plástico y arena saturada de agua.En el área de trabajo no se realizaron mediciones especiales de la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas. Como criterio para evaluar el valor de la constante dieléctrica, que determina la velocidad de propagación de la onda electromagnética, se utilizaron registros de reflexiones provenientes de la superficie de limos fluidos, del límite entre limos fluidos y limos minerales plásticos, así como de la superficie de depósitos aluviales y morrénicos.Para obtener una correlación más precisa de la profundidad de los reflectores rastreados con los límites litológicos entre los diferentes tipos de suelo recolectados en los sitios de muestreo, se compararon en un conjunto de perfiles GPR y se colocaron cerca de los sitios de muestreo. Un ejemplo de tal comparación se muestra en la figura de la izquierda. De esta figura se desprende que en la zona del punto GP-9, donde la profundidad del fondo supera los 2 m, existe una coincidencia bastante buena de las fases de reflexión con los límites litológicos.

Mapa del espesor de la capa de limos fluidos

Un análisis combinado de datos de muestreo y una sección de radar de penetración terrestre en la parte inferior de la cuenca del estanque reveló tres límites reflectantes que estaban correlacionados con bastante regularidad entre sí en toda el área de estudio. Se limitan, respectivamente, a la superficie de los limos fluidos, al límite de los limos minerales fluidos y plásticos, y a la superficie de los suelos aluviales y morrénicos. Los resultados de profundidad a lo largo de estos reflectores se ingresaron en una base de datos.Utilizando la base de datos se construyeron 3 mapas de superficie y mapas de espesor correspondientes de limos minerales fluidos y plásticos. Los mapas muestran la posición del perfil longitudinal a lo largo del eje del estanque.

Mapa del espesor total de las capas de limo fluido y plástico

A partir de los resultados del sondeo se trazaron los límites reflectantes en la capa de limo y el límite inferior de su distribución. Se realizó una evaluación del volumen total de limo en el área del estanque, así como una evaluación de los volúmenes de la capa superior de limo de flujo débil y la capa inferior de limo mineral plástico.

Perfil longitudinal a lo largo de la línea media del estanque.

La sección calculada para este perfil se obtuvo a escala horizontal de 1:5000 y vertical de 1:100. La posición de los límites reflectantes en este perfil se muestra teniendo en cuenta la elevación absoluta de la superficie del hielo de +117,00 m.

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El objetivo principal del estudio

El objetivo principal del estudio fue identificar cuerpos extraños en las áreas estudiadas del macizo edáfico del sitio planificado para la reconstrucción y construcción de una base petrolera. Un signo diagnóstico de la presencia de cuerpos extraños densos u objetos naturales (grandes rocas, capas de suelo de alta densidad) en los registros del georradar es una zona de fuerte aumento en la amplitud del pulso electromagnético reflejado. Esto se debe a los saltos bruscos de la resistencia electromagnética en los límites de los cuerpos de diferentes densidades.Se realizaron estudios de geoescaneo en un terreno de 138x116 m con un área de ~16.000 m2.

Perfilado de radar de penetración terrestre utilizando una antena blindada de 900 MHz con un receptor GPS LS2303x-G.

Un ejemplo de procesamiento de un perfil de georradar obtenido con una antena blindada de 900 MHz utilizando el paquete de software RadExPro.Al perfilar con una antena blindada de alta frecuencia a una frecuencia de 900 MHz, el intervalo de registro es de 200 ns, lo que corresponde a una profundidad de sondeo de 13,5-7,5 m en el entorno sondeado, que está representado por arena prácticamente seca de la parte superior de la sección geológica con una constante dieléctrica promedio de 5-16. Ganancia de señal al inicio y final de la grabación 18/60 dB. Durante la grabación se utilizó un filtro de paso de banda suave. El número total de implementaciones para una pista es 4.

Interpretación de datos y análisis de resultados

La interpretación de los datos georradar obtenidos se realizó en tres etapas. En primer lugar, se recogieron los denominados cubos de datos de los registros de perfil: grandes muestras de pistas escaneadas, un ejemplo de las cuales se muestra a la izquierda. Utilizando el programa RadExPro, que permite mover y visualizar planos ortogonales de la sección del cubo de datos en tres dimensiones, se realizó la identificación y localización de zonas anómalas de varios parámetros dinámicos del pulso de barrido reflejado en modo iterativo.En la segunda etapa se preparan y procesan secciones horizontales y verticales del cubo de datos a lo largo de planos que intersecan zonas anómalas, lo que permite obtener contornos de zonas anómalas en planta y a lo largo de planos verticales.

Sección transversal horizontal del parámetro de amplitud de la raíz cuadrada media (RMS) a una profundidad de 2,5 m

Para identificar y localizar posibles objetos creados por el hombre ubicados en el macizo del suelo, se seleccionaron tres parámetros del conjunto de parámetros utilizados en el cálculo que reflejan más claramente las características anteriores de las señales reflejadas: RMS, FRQ y SNR.
Para la localización espacial de posibles objetos creados por el hombre en el terreno, los registros de todos los perfiles obtenidos utilizando la antena de 900 MHz se combinaron en un cubo de datos. Posteriormente se obtuvieron secciones horizontales con los parámetros especificados a lo largo de planos a diferentes profundidades desde 0,1 m hasta 3,0 m de la superficie terrestre. El espesor de la capa para el cual se calculó el valor medio del parámetro correspondiente fue de 20 cm.Los cortes horizontales de amplitudes RMS sobre un área de estudio generalmente producen una imagen muy compleja y no uniforme con muchas pequeñas anomalías.

Sección transversal del parámetro SNR a 2,0 m de profundidad

El parámetro de relación señal-ruido (SNR) describe el grado de identidad de las pistas de exploración adyacentes. Así, valores aumentados de este parámetro corresponden a intervalos del mismo macizo edáfico que son homogéneos en dirección horizontal. Por otro lado, se observan valores más bajos del parámetro en aquellos lugares donde la forma de grabación de las pistas adyacentes cambia bruscamente, es decir, en presencia de una marcada heterogeneidad de la masa del suelo.La sección transversal del parámetro SNR sobre el área en la parte superior de la antena terrestre difiere significativamente de la sección transversal de las amplitudes de la raíz cuadrada media (RMS).

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Relieve de los horizontes reflectantes del macizo edáfico

En muchos perfiles, en la parte superficial, a una profundidad de 30-40 cm, se observa un límite reflectante, que aparentemente corresponde a la base de la capa arenosa superior del suelo artificial. Más abajo se observa un patrón de olas complejo con horizontes reflectantes de diferentes pendientes y distintas características de reflexión. Valores elevados del coeficiente de reflexión corresponden a capas de mayor densidad o superficies de objetos extraños.En la mayoría de las secciones de georradar, la superficie de un horizonte reflectante complejo, ubicado a una profundidad de 0,5 a 2,2 m, es claramente visible. En el sitio, se pueden rastrear varias depresiones con una profundidad de 1,0 a 2,5 m desde la superficie sobre esta superficie reflectante. El más profundo de ellos tiene el aspecto de un estrecho barranco de entre 6 y 15 m de ancho y se extiende desde el borde suroeste del área de investigación hasta su centro en dirección noreste.La imagen de la izquierda muestra un mapa estructural de la superficie de las depresiones. La profundidad de estas depresiones alcanza en ocasiones los 2,5 m. Se puede observar una amplia depresión de este límite reflectante que se extiende hacia el noroeste, con una configuración compleja en planta cerca del límite noreste del yacimiento. A juzgar por la gran cantidad de inhomogeneidades locales en la capa por encima de este límite, representa el límite del relleno de suelo creado por el hombre desde la superficie de depósitos arenosos y arcillosos marinos (o aluviales).

Detección de objetos artificiales en el macizo del suelo

En la tercera etapa se realizó el procesamiento detallado de las secciones verticales a lo largo de los perfiles más representativos con el fin de evaluar más completamente los objetos identificados, su configuración y origen.
Los signos de objetos extraños de gran tamaño, cuya densidad supera significativamente la densidad del suelo circundante, son áreas con un fuerte aumento en la amplitud de la señal reflejada. Los objetos más pequeños, cuyo tamaño es comparable a la longitud de onda (a una determinada frecuencia del pulso de sondeo de 900 MHz, el tamaño es de 15-20 cm o más), están representados por paquetes de ondas de difracción con una forma hiperbólica de ejes de fase.
Se observaron áreas extendidas de reflejos de límites duros a lo largo de los perfiles cerca de muchas partes del sitio. Considerando la presencia de varias fases de reflexión, la anomalía puede interpretarse como restos de una pequeña cimentación de un edificio y de un pavimento asfáltico.

Esquema de localización de objetos subterráneos creados por el hombre.

Casi todos los perfiles procesados mostraron señales de pequeños objetos locales en el suelo. En total se identificaron 157 objetos de este tipo. La ubicación de los objetos se muestra en la figura. A cada objeto identificado se le asigna un número y la profundidad de su superficie superior se marca en el mapa. Los contornos de objetos enterrados de gran superficie, como superficies de asfalto y hormigón, losas de hormigón y relleno de escombros, se indican en el mapa sin números. La base de datos contiene las coordenadas de los objetos identificados, su cantidad y profundidad, así como el número de perfiles y puntos de escaneo.En la esquina suroeste del área de estudio, se identificaron dos campos ampliamente enterrados de pavimento de asfalto o concreto a profundidades que oscilan entre 0,4 m y 1,0 m. La presencia de una capa de asfalto en el suelo a una profundidad de 0,6 m fue confirmada mediante datos de perforación de un pozo geotécnico.

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Monitoreo del estado del macizo edáfico de la protección costera de la terminal petrolera

Los trabajos se realizaron con el objetivo de diseñar medidas preventivas para reforzar la parte superior del macizo rocoso, principalmente en los lugares donde se instalan los apoyos del paso elevado del oleoducto de distribución de petróleo. El objetivo del trabajo fue determinar la distribución de las velocidades de propagación de las ondas longitudinales en los suelos de la cimentación del paso elevado en una franja de 3-4 m hasta una profundidad de 4-5 m por debajo del nivel de las cimentaciones de los soportes del oleoducto de distribución de petróleo.

Esquema de escaneo sismoacústico de un macizo de suelo y un ejemplo de registro sísmico

La cantidad de hundimiento de la superficie del suelo debajo de las losas de protección del banco de hormigón se determinó visualmente perforando agujeros en el hormigón con un diámetro de 150 mm. Los pozos fueron perforados por el cliente a intervalos de 4-6 m a lo largo de toda la costa del puerto petrolero. En un número significativo de huecos en las zonas donde se habían hundido las losas, se encontraron huecos entre la superficie inferior de las losas de hormigón y el relleno de piedra triturada en la superficie de la masa de suelo.En las zonas de mayor hundimiento de las losas de hormigón en el borde superior de la protección del talud, el cliente perforó pozos de 8 a 10 m de profundidad. Para evaluar la distribución espacial de las inhomogeneidades de velocidad en la masa del suelo, se realizó un escaneo acústico con excitación de vibraciones en pozos en el talud de la protección del talud y recepción en pozos revestidos con tuberías de polietileno.Las distancias desde el eje del pozo hasta los pozos en los puntos de excitación de las oscilaciones variaron entre 6 y 40 m. Sin embargo, por regla general, a distancias superiores a 30 m rara vez fue posible obtener registros claros de ondas longitudinales en las primeras llegadas debido al alto nivel de ruido generado por las máquinas de los buques cisterna y las estaciones de compresión, así como a la insuficiente energía de impacto durante la excitación de las oscilaciones elásticas. De esta forma, para cada uno de los pozos fue posible realizar un escaneo en un tramo del talud costero hasta 60-70 m.

Secciones verticales de velocidades de onda longitudinal en una de las zonas de hundimiento de las losas de protección costera

Se obtuvieron secciones de velocidad vertical a lo largo de planos verticales que corren paralelos al eje del paso elevado del oleoducto de distribución de petróleo. Los planos de sección verticales están espaciados a intervalos de 1 m. El eje de los apoyos del oleoducto corresponde a una sección según el plano que pasa por la ordenada de 301,0 m. Para cada polígono se obtuvieron secciones para planos con ordenadas de 299, 300, 301 y 302 m. Debido a las peculiaridades de las trayectorias de propagación y la disposición espacial de los puntos de refracción de los rayos sísmicos, las secciones en diferentes planos tienen diferentes limitaciones en profundidad y en la coordenada X. Una serie de secciones muestra claramente una zona anómala de baja velocidad hasta una profundidad de más de 3-4 m, que se expande hacia el mar.

Monitoreo de la distribución de velocidades de ondas longitudinales en uno de los sitios de trabajo de reparación y mantenimiento

Algunos de los agujeros perforados en el hormigón se utilizaron para inyectar mortero de cemento plastificado en huecos y en intervalos de aflojamiento del suelo. La otra parte de los agujeros se conservó y se utilizó para realizar mediciones repetidas de las velocidades de propagación de las ondas elásticas en la masa de suelo de la protección del banco durante los dos años posteriores a la reparación.A la izquierda se muestra un mapa de los huecos bajo las losas al inicio de los trabajos de reparación y secciones verticales de velocidades antes de las inyecciones (a), 2-3 días después de bombear el hormigón plastificado (b) y 15 meses después de las reparaciones (c). Las secciones muestran claramente la compactación de la capa superficial de la masa de suelo. La zona residual de bajas velocidades cerca de la proyección del pozo de observación está asociada con el aflojamiento de la masa de suelo en el espacio cercano al pozo, que ocurrió durante el proceso de perforación.

Manifestaciones de focos de sufusión de suelos de la parte alta del talud costero en secciones de tomografía de resistividad eléctrica y velocidades de onda longitudinal

Las áreas locales de posible manifestación de procesos de sufusión corresponden a valores reducidos de resistencia eléctrica y velocidades de propagación de ondas longitudinales.

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Propósito de la investigación

Se realizaron estudios geofísicos luego de operaciones de dragado a gran escala en las aguas del puerto. Como resultado de la profundización del fondo a lo largo de los muelles, aumentó la pendiente del talud costero y los ángulos del fondo en los límites de las obras de profundización. Con el aumento del tonelaje de los buques petroleros recibidos, los procesos litodinámicos en el fondo de los remansos y, en gran medida, en la vertiente costera se han intensificado drásticamente.

Formación de zonas de descompresión y vacíos en el talud costero

Los suelos de la ladera costera bajo la capa de arenas a granel están representados por arenas marinas débiles, margas lacustres-marinas y depósitos lacustres-glaciales, que son fácilmente sujetos a la sufusión y a los impactos mecánicos de los flujos turbulentos de las hélices de trabajo de los grandes petroleros. Uno de los resultados negativos de esto fue la eliminación de fracciones de arena fina de la base del suelo de la protección costera, la formación de extensas zonas de desprendimiento y huecos debajo de las losas de hormigón. Durante tormentas severas y aumentos en los niveles de agua debido a marejadas, ha habido casos más frecuentes de hundimiento de losas de hormigón.

Deformaciones del relieve de la zona de agua y del talud costero

Para evaluar las deformaciones del fondo se utilizaron datos del ecosondeo y del canal de alta frecuencia del sonar de barrido lateral. El estudio se realizó a lo largo de perfiles orientados principalmente a lo largo de los atracaderos. Los perfiles a lo largo de la orilla se utilizaron como estructuras de amarre. La velocidad de las ondas acústicas en el agua se tomó de tablas de calibración, teniendo en cuenta la temperatura del agua y su salinidad. Durante los trabajos de investigación, la temperatura del agua era de +6 grados y la velocidad del sonido en el agua era de 1436 m/s.La precisión de la determinación de la profundidad es de +/- 0,1 m. La distancia entre perfiles es de 20 m. El paso de los puntos de determinación de profundidad a lo largo del perfil es en promedio de 4 m. El detalle de la medición corresponde a la escala topográfica de 1:500.Los datos obtenidos se compararon con los datos del trabajo de investigación realizado un año antes, inmediatamente después del trabajo de dragado en los remansos. Las deformaciones más notorias del signo opuesto se revelaron a lo largo de los lados de los pozos de excavación y a lo largo de la vertiente costera. Como se puede observar en el mapa de deformaciones del relieve del fondo que aparece a continuación, a lo largo de los límites de las fosas se produjo un deslizamiento de sus lados y un aumento de las marcas del fondo de las depresiones. La altura de los sedimentos acumulados a lo largo de los lados superó en algunos lugares 1 m.A lo largo del pie del talud costero se observó un descenso del nivel del fondo marino debido principalmente al arrastre de sedimentos por las hélices en funcionamiento de los buques petroleros. En el remanso sur, en la parte inicial del segundo muelle, se identificó una gran deformación positiva: la acumulación de una capa de suelos removidos de la pendiente costera hasta 1,5 m de altura. Posteriormente, de acuerdo con los datos de perforación de un conjunto de 3 pozos en la sección adyacente de la costa y la ejecución de un VSP no longitudinal en ellos, se identificó una anisotropía significativa de las velocidades de las ondas elásticas en la masa del suelo con una fuerte disminución en la dirección de la pendiente costera. En años posteriores, durante los estudios del estado del talud costero bajo las losas de protección costera en esta zona, se confirmó la alta tasa de procesos de sufusión.

Perfiles sismoacústicos en remansos y exploración sísmica superficial en la costa

El complejo de trabajos sobre el estudio de las propiedades del suelo incluyó la ubicación de la vista lateral y el perfil sismoacústico en el área de agua. En tierra se realizaron sondeos estáticos, perforación de pozos geotécnicos, perfilación sísmica vertical en los mismos y elaboración de perfiles de exploración sísmica mediante el método de ondas de reflexión (CWM). A pesar de la diferencia significativa en el rango de frecuencia de las ondas elásticas durante el trabajo en tierra y en el área del agua, fue posible realizar la vinculación de los principales horizontes reflectores en el rango de profundidad de hasta 85 m. Perfilado acústico en los remansos del área de agua y exploración sísmica superficial en la costa

Sondeo estático y perfil sismoacústico vertical

En los registros de VSP no longitudinales en pozos entubados con tubería de polietileno, junto a los primeros arribos de una onda longitudinal directa, se aprecian claramente intensas hidroondas descendentes y ascendentes, cuyas fuentes son armónicos de una onda superficial de baja frecuencia provenientes de la fuente de impacto hasta la cabeza del pozo a lo largo de la superficie de la masa de suelo. La velocidad de una onda hidráulica está estrechamente relacionada con la velocidad de propagación de las ondas transversales en el espacio cercano al tronco y puede utilizarse para calcular los módulos elásticos de un macizo de suelo.La anisotropía de las velocidades de las ondas superficiales en la capa de suelos a granel y arenas marinas subyacentes es claramente evidente en los registros VSP no longitudinales de dos fuentes remotas ubicadas en direcciones perpendiculares desde el pozo con receptores: a lo largo de la costa a una distancia de aproximadamente 25 m desde el comienzo de la pendiente y en la dirección desde el pozo hacia la pendiente costera. Los registros de sondeo muestran claramente la atenuación de la energía y el retraso en la llegada de los armónicos de las olas superficiales a la boca del pozo en dirección perpendicular a la costa.

Referencia estratigráfica de secciones sismoacústicas

Los datos del sondeo estático y del VSP se utilizaron como referencia estratigráfica de las reflexiones de los límites de capas trazados en secciones de perfiles sismoacústicos en remansos. Se produce un levantamiento de capas de suelos cuaternarios y morrena hacia el mar abierto con suelos de morrena más densos que ingresan al fondo en partes del área de agua alejadas de la costa.

Reconstrucción del relieve del fondo de los remansos de la zona de aguas y su reflectividad

El mapa de la reflectividad de los suelos del fondo, en función del valor de su impedancia acústica y, en consecuencia, de su densidad, superpuesto a la reconstrucción volumétrica del relieve del fondo, da una idea de que en la vertiente costera y en la mayor parte costera de la superficie acuática el fondo está representado por suelos cuaternarios débiles. En estas zonas del área de agua se deben esperar deformaciones significativas del relieve del fondo asociadas a la erosión y redeposición de sedimentos del fondo. Esto puede manifestarse en la reducción de secciones profundas del fondo a lo largo de los muelles y en la erosión del pie del talud costero en áreas de intenso impacto de flujos turbulentos provenientes de las hélices en funcionamiento de los buques petroleros.

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Propósito de la obra
Sondeo por radar de penetración terrestre multifrecuencia

Realizar investigaciones y determinar el estado técnico del macizo rocoso del muelle, registrando posibles zonas de desprendimiento de suelos, cavernas y vacíos. Realizar una evaluación del estado del suelo. Realizar estudios georradar terrestres de la base del puerto utilizando un complejo de antenas dipolares y de blindaje de diferentes frecuencias, lo que proporciona una profundidad de estudio de hasta 3-4 metros.En los materiales de informe, las secciones de radar de penetración terrestre de los sitios deben mostrar el posible aflojamiento y hundimiento del suelo, huecos, cavernas y condiciones de inundación, macizo de suelo, determinado por procesos de sufusión, inclusiones de grandes residuos de construcción en el macizo de suelo del terraplén del muelle.

Secciones de radar de penetración terrestre obtenidas de un perfil en frecuencias de 150 MHz, 900 MHz y 1,5 GHz

El radar de penetración terrestre en diferentes frecuencias da resultados significativamente diferentes cuando se trabaja en el mismo perfil. Dependiendo de la energía y frecuencia del pulso de sondeo, la profundidad de penetración de la señal y las características de su reflexión desde los límites de áreas de macizos de suelo con diferentes propiedades físicas, litología y grado de saturación de agua cambian significativamente.La interpretación de secciones de georradar multifrecuencia proporciona información mutuamente complementaria sobre la estructura y las propiedades de los suelos estudiados.La apariencia de las secciones obtenidas con antenas dipolo de baja frecuencia se ve afectada significativamente por la presencia de objetos difractores en el suelo, especialmente estructuras metálicas, cerca del perfil. En la parte izquierda de la sección superior se pueden rastrear intensas ondas difractadas desde soportes metálicos cercanos.

Sección vertical GPR y secciones horizontales de amplitudes RMS basadas en datos de estudio GPR 3D a 900 MHz

El desarrollo del sondeo georradar sobre una red densa de perfiles permite la creación de un cubo de datos representado por muestras de las amplitudes de las señales reflejadas, que pueden transformarse en cubos de diversos parámetros dinámicos de las señales reflejadas. Los mapas de la distribución de estos parámetros en secciones horizontales del cubo proporcionan una idea de la distribución de diversas inhomogeneidades en el macizo del suelo que afectan el paso y la reflexión de los pulsos electromagnéticos. Uno de los factores más importantes que influyen en la amplitud del pulso de sondeo reflejado es el grado de saturación de agua del suelo.En zonas de mayores amplitudes de reflexión, es posible rastrear los canales de filtración de las aguas subterráneas, a través de los cuales se produce la infusión de la base del suelo y la eliminación de pequeñas fracciones de arena en el área de descarga.Las secciones horizontales que se muestran aquí muestran la forma de un canal de filtración en suelo arenoso a una profundidad de aproximadamente 0,5 m debajo del pavimento de adoquines del terraplén de la terminal de carga del puerto. El canal se forma en el punto donde el agua superficial penetra cerca de la viga bajo la borda de la grúa portuaria y se descarga en el río en el muro del atracadero. Las bajas amplitudes de reflexión a lo largo de la viga del subsuelo a una profundidad de 12 cm corresponden a huecos y espacios sueltos formados como resultado del hundimiento de la superficie del subsuelo.

Fallo del pavimento del muelle

Falla del pavimento del muelle en la zona de intensos procesos de sufusión y formación de una cavidad en el macizo del suelo.

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Estudio de la cimentación del suelo del atracadero de la terminal de pasajeros del Puerto de Riga

El trabajo se realizó con el objetivo de identificar las heterogeneidades y la estructura de la base del suelo del muelle de pasajeros y delinear las ubicaciones de los procesos de sufusión con remoción de pequeñas fracciones de suelo al río, que son causa de fallas y hundimientos de la superficie asfáltica dura del terraplén. Las secciones obtenidas con diferentes frecuencias del pulso de sondeo y con diferentes tipos de antenas muestran de forma ambigua los rasgos característicos de la estructura del macizo de suelo de la base del terraplén.

Sección transversal del georradar a lo largo del muro del muelle, obtenida con una antena de 150 MHz.

El límite reflectante a una profundidad de 70 cm es más claramente visible en cortes de baja velocidad y se puede identificar con la capa superior del relleno, en cuya base se coloca una capa de geotextil. Es visible en todos los perfiles dentro de los límites de los apoyos JPS-1 y JPS-2 (mientras que los tiempos de registro de reflexión son prácticamente los mismos en todas partes), y esto, a su vez, hace dudar de la posibilidad de su conexión geológica con alguna superficie divisoria de las propiedades físicas del suelo principal. Se puede interpretar de forma más fiable si se tienen en cuenta datos a priori sobre las características estructurales de los soportes de los pilares.

Sección de radar de penetración terrestre a lo largo del muro del muelle obtenida utilizando una antena de 900 MHz.

En la sección se pueden distinguir con bastante claridad tres horizontes reflectantes. El primero, a una profundidad de 40-80 cm, corresponde al límite entre el cojín de piedra triturada y el macizo de suelo arenoso. El segundo horizonte está separado por un límite reflectante claramente definido a una profundidad de 1,6 m en el pilar JPS-1 hasta un límite a una profundidad de 2,1 m en la parte sur del pilar JPS-2, donde este horizonte no está trazado en áreas. A juzgar por el brusco salto en la velocidad de propagación de las ondas longitudinales a esta profundidad (hasta 2,7-2,9 km/s), esto puede deberse al revestimiento de hormigón asfáltico o de piedra de la antigua orilla.

Sección de radar de penetración terrestre a lo largo del centro del muelle de la terminal de pasajeros obtenida utilizando una antena de 150 MHz y una sección de velocidad de onda longitudinal.

Comparando los datos del radar de penetración terrestre y comparándolos con los resultados del sondeo sísmico superficial, podemos concluir que existe una correspondencia visible entre las zonas anómalas en el radar de penetración terrestre y las secciones sísmicas, que se interpretan como áreas de baja densidad de suelo y velocidad de propagación de ondas longitudinales.La disminución de las velocidades de las ondas de corte en estas mismas zonas está asociada a una disminución de la cohesión y densidad del esqueleto sólido, o más precisamente, de la fase sólida del suelo no ligado en lugares donde ocurre un fraccionamiento de grano fino, y no depende de la saturación de agua del suelo.En los lugares donde se produce la propagación de ondas elásticas de baja velocidad, la porosidad y la saturación de agua aumentan y la constante dieléctrica de los suelos lixiviados disminuye. En las secciones de radar esto se manifiesta como un aumento en el tiempo de viaje de la onda electromagnética y “retrasos” en los tiempos de registro de las ondas en el suelo reflejadas desde los límites subyacentes.

Exploración sísmica superficial

El grabador sismoacústico multicanal portátil IS128.03 está diseñado para registrar señales basadas en el registro de vibraciones sismoacústicas mediante módulos de telemetría IM2416 (los parámetros técnicos se detallan en la sección "Equipo").Los pulsos sísmicos se generaron golpeando una placa de goma de 15 x 15 cm con un mazo de 8 kg. Para mejorar la relación señal-ruido, se acumularon señales de tres pulsos acústicos en cada punto de excitación.Las señales se recibieron mediante un cable de geófono de 32 canales, paso de canal de 2 m y longitud total de 62 m. Cada canal contenía un geófono OYO-GEOIMPULSE-20.
Todas las observaciones sísmicas se realizaron en un perfil paralelo a la línea del cordón, ubicado a 7,0 m de ella. Se realizó un perfilado mediante los métodos de ondas refractadas y superficiales en un perfil de 380 m de longitud.

Interpretación de datos sísmicos superficiales

Para la interpretación preliminar de los datos del perfil sísmico, se calcularon los parámetros geomecánicos previstos del suelo a lo largo del perfil basándose en secciones de velocidad bidimensionales longitudinales y transversales.
Utilizando las velocidades Vp y Vs, las secciones iniciales obtenidas como resultado del procesamiento de datos mediante los paquetes de software SeisOptim y SeisImager/MASW, las secciones con los módulos de suelo calculados se muestran en la figura de la izquierda:
- coeficiente de Poisson (deformación transversal);
- Módulo de elasticidad de Young;
- módulo de corte.
Luego se calcularon los parámetros del suelo previstos.
- módulo de deformación total;
- ángulo de fricción interna;
- adhesión específica;
- capacidad portante del suelo.

Cálculo de la capacidad portante del suelo

Las figuras muestran el cálculo de la capacidad portante del suelo en comparación con algunas áreas predichas por parámetros geomecánicos y secciones de radar. El cálculo se realizó utilizando la fórmula (cláusula 2.41 de SNiP 2.02.01-83 “Fundamentos de edificios y estructuras”).
Aunque el cálculo de la capacidad portante, al igual que otros parámetros geomecánicos, se realizó a lo largo de una línea de perfil ubicada a 7 m del cordón, los valores calculados en dirección horizontal caracterizarán el volumen de suelo, que es comparable en tamaño al radio de la primera zona de Fresnel, determinada por la relación (1):
R = ½(λh0)0,5 (1), donde:
R es el radio de la primera zona de Fresnel, λ es la longitud de onda,
h0 – profundidad de exploración.
En nuestro caso, los cálculos se realizaron sobre la base de vibraciones sísmicas, cuya frecuencia central del espectro de pulso es de 50 Hz, y la velocidad de propagación de las ondas longitudinales y transversales en la capa superficial es de 130-130-400 m/s. La longitud de onda λ en arena seca es de 2,5-20,0 m. Según la relación (1), el radio de la primera zona de Fresnel a una profundidad de 5 m será de 2,5-4,5 m, a una profundidad de 10 m - 3,5-6,3 m. Los valores correspondientes caracterizarán la franja estudiada del macizo edáfico, para la cual serán relevantes los parámetros de cálculo.

Mapeo del relieve superficial del antiguo terraplén

El trabajo reveló una marcada diferencia en la estructura y las propiedades físicas del macizo de suelo de la cimentación en las partes sur (antigua) y norte (nueva) del muelle de pasajeros. Bajo la superficie llena de cráteres de bombas del antiguo muelle, en la parte sur del mismo, hay densos suelos aluviales y morrénicos naturales, mientras que la base de la parte norte del muelle está formada por suelos de relleno. La sección del georadar muestra fuertes ondas difractadas asociadas a pozos tecnológicos y a la cimentación de la galería de aterrizaje peatonal.

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Estudio de la erosión de muros de presas de hormigón y zona de fugas de agua del embalse

Los estudios se llevaron a cabo en un pozo de 32 m de profundidad perforado en el muro de hormigón de la presa del embalse superior de la central hidroeléctrica de Kruonis (Lituania) con el fin de identificar y determinar el tamaño de una posible zona de aflojamiento del hormigón en el lugar de la fuga de agua del embalse superior a lo largo de la junta de expansión.

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Esquema de obras por el método de VSP no longitudinal desde la superficie de la presa

El estudio de las propiedades del hormigón mediante el método VSP no longitudinal se realizó excitando vibraciones elásticas con golpes de martillo de 1 kg sobre la superficie de un bloque de hormigón de la presa a lo largo de una red de perfiles paralelos con una distancia de 2 m entre ellos. El paso de los puntos de excitación a lo largo de los perfiles también fue de 2 m. La sonda del piezohidrófono de 16 canales se colocó en un pozo lleno de agua y se movió hacia arriba por el eje 25 cm mientras se trabajaban todos los puntos de excitación en la superficie. De este modo, el paso entre los canales de recepción en los sismogramas compilados fue igual a 25 cm.

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Esquema de obras por el método de transiluminación acústica desde el pozo de inspección

El estudio de las propiedades del hormigón por el método de escaneo sismoacústico se realizó excitando vibraciones elásticas con golpes de un martillo de 1 kgf en un pozo de inspección ubicado paralelo al pozo de observación a una distancia de 2,6 m. Se colocó una sonda piezohidrófono de 16 canales en un pozo lleno de agua.

Ejemplos de registros de VSP no longitudinales y sondeos sismoacústicos

En los registros obtenidos del VSP no longitudinal (izquierda) y del escaneo sismoacústico desde el pozo de inspección hasta el pozo (derecha), fueron claramente visibles las primeras llegadas de ondas a lo largo del refuerzo de acero de los muros con una velocidad de aproximadamente 5300 m/s y a lo largo del hormigón con una velocidad de 3100-3200 m/s. La frecuencia central del espectro de oscilación en ambos casos fue de aproximadamente 1600 Hz.

Mapa del espesor del hormigón suelto de los muros de bloques de la presa en la zona de fuga

Con base en las hodógrafas de las primeras llegadas de ondas al hormigón a una profundidad de 28-32 m en el muro del bloque cassette de la presa adyacente a la junta de temperatura entre bloques, se identificó una zona de descompresión en la que la velocidad de propagación de la onda longitudinal fue inferior a 2700 m/s. El espesor de esta zona cercana a la pared era de más de 4,5 m, disminuyendo gradualmente hacia la superficie interior de la pared del bloque de casete. Esta zona corresponde en profundidad al intervalo en el cual se filtra agua del depósito superior a lo largo de la junta de dilatación, provocando lixiviación y desprendimiento del muro de hormigón del bloque.

Reconstrucción volumétrica de la zona de hormigón suelto y de la cavidad en la zona de fuga

Las secciones transversales de velocidad obtenidas a partir de una red suficientemente densa de perfiles en planos verticales se utilizaron para construir una distribución de velocidad volumétrica en el bloque de la presa y reconstruir la posición espacial de la zona de aflojamiento del hormigón y la cavidad en la pared del bloque que surgió como resultado de la acción de lixiviación del flujo de agua.

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Vista del sitio de construcción durante los estudios de ingeniería

Los objetivos del trabajo fueron:
- realización de un escaneo sismoacústico entre pozos en un grupo de tres pozos geotécnicos de 35 m de profundidad y ubicados a una distancia de 3 m entre sí;
- medición de la resistencia eléctrica de la parte superior del macizo terrestre en 12 puntos;
- Medición de la resistencia eléctrica de partes profundas del macizo terrestre en líneas diagonales de 200 m de longitud.
Se realizaron estudios adicionales en el siguiente volumen:
- perfil sismoacústico vertical longitudinal (VSP) en el pozo geotécnico central;
- perfil sismoacústico vertical no longitudinal desde el punto del pozo geotécnico sur hasta el pozo central del grupo B-3 a una distancia de 3 m;
- perfilación sísmica mediante el método de punto de profundidad total (FDP) utilizando ondas reflejadas a lo largo de un perfil orientado de oeste a este;
- perfilación sísmica mediante el método de ondas refractadas y superficiales;
- perfilado de impedancia de múltiples electrodos (electrotomografía)

Perfilación sísmica y electrometría de la capa superior del suelo

Se realizaron trabajos de perfilación geofísica mediante exploración sísmica superficial y tomografía de resistividad eléctrica en combinación con escaneo acústico y VSP en tres pozos ubicados en el centro del área de estudio. Los resultados de perforaciones geotécnicas y pruebas de penetración estática se utilizaron para interpretar los datos sísmicos.

Evaluación predictiva de propiedades físicas de suelos en función de velocidades de ondas longitudinales y transversales.

Las velocidades obtenidas Vp y Vs se utilizaron para calcular los parámetros geotécnicos previstos de suelos y lechos de roca. Se calcularon la densidad y la relación de Poisson para todos los intervalos de profundidad. Para suelos cuaternarios no cohesivos, se calculó el módulo de deformación total, el ángulo de fricción interna y la cohesión específica. Para el lecho de roca se calcularon constantes elásticas: módulo de Young, módulo de corte y módulo volumétrico.

Mapeo de la superficie de depósitos de morrena y lecho rocoso utilizando el método de ondas reflejadas y tomografía de resistividad eléctrica.

El perfilado sísmico se realizó utilizando los métodos de ondas reflejadas, refractadas y superficiales. Se utilizaron las velocidades promedio de las ondas elásticas de los datos VSP en el centro para construir secciones sísmicas a escala de profundidad.

Cálculo de valores predichos de parámetros de densidad y deformación del suelo y lecho de roca.

Los cálculos de parámetros físicos, parámetros de deformación y elasticidad se realizaron utilizando las siguientes relaciones:
Masa volumétrica: ρ = 1,2475 + 0,399 Vp – 0,026 Vp2
Para margas aluviales y deluviales:
Módulo de deformación E = 83,53 - 145,7 Vp + 64,15 Vp2
Ángulo de fricción interna φ = -151,5 + 194,5 Vp – 52,05 Vp2
Adherencia específica C = 0,03944 – 0,06583 Vp + 0,2861 Vp2
Porosidad m= 0,6482+ 0,05569 Vp - 0,1307 Vp2

Mapa de valores de resistividad del suelo a una profundidad de 4,5 m basado en datos micro-VES

Para localizar óptimamente las puestas a tierra eléctricas, se construyeron mapas de resistencia eléctrica a profundidades de 1,5, 3,0, 4,5 y 6,0 m. Se obtuvieron datos de resistencia en varios puntos de la obra utilizando el método micro-VES con una distancia del electrodo de suministro de hasta 18 m. Para vincular los datos de tomografía eléctrica obtenidos a lo largo de perfiles con los datos de exploración sísmica superficial, se realizaron VES a lo largo de dos líneas perpendiculares de hasta 200 m de largo.

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Exploración sísmica, radar de penetración terrestre y estudio de campos naturales

Trabajos en el lugar donde se planea instalar el intercambiador de transporte del Puente Sur sobre el río. El estudio sísmico del río Daugava en la margen derecha de Riga se realizó mediante métodos de exploración sísmica de ondas reflejadas y refractadas, sondeo por georradar y electrometría mediante el método de campo natural. Para interpretar los datos se utilizaron los resultados de las perforaciones geotécnicas realizadas por JSC Ceļuprojekts. Como resultado de los estudios realizados en los lugares donde se instalaron varios soportes para el intercambiador de transporte de tres niveles, se descubrieron manifestaciones de karst enterrado en las dolomías del lecho rocoso que se encuentran bajo una capa de margas morrénicas densas.

Manifestaciones paleokarst en georradar y secciones sísmicas en una de las líneas de intercambio de transporte

Las dolomías kársticas en el lugar de construcción se encuentran a una profundidad de unos 6 m y están cubiertas por depósitos aluviales y suelo de relleno con un espesor de 4-5 m, sobre el que se encuentra una capa de margas morrénicas densas con un espesor de hasta 1,5 m. La figura muestra una manifestación típica de zonas kársticas en secciones sísmicas y georradar.

Interpretación de manifestaciones paleokarst en secciones de tiempo sísmico

Para interpretar los datos se obtuvo lo siguiente:
- secciones sísmicas en la escala de tiempo del barrido;
- secciones de radar en la escala de profundidad;
- secciones de velocidades medias a lo largo de perfiles sísmicos en una escala del doble del tiempo de viaje de las ondas reflejadas;
- secciones sismogeológicas profundas;
- secciones de velocidades de propagación de ondas longitudinales a lo largo de perfiles sísmicos en una escala de profundidad.Todos los materiales antes mencionados y los datos de perforación geológica e ingenieril se utilizaron para interpretar el complejo de datos geofísicos. A partir del análisis simultáneo de estudios sismogeológicos, ingenieriles-geológicos y secciones litológicas de pozos, se identificaron complejos sismoestratigráficos, cuyos límites se presentan en las secciones sísmicas en forma de ejes de fase correlacionados.

Mapa del potencial del campo eléctrico natural y posibles ubicaciones de manifestaciones kársticas enterradas

Se identificaron manifestaciones de paleokarst a profundidades de 6-8 m y 10-12 m en una franja de 30-40 m de ancho, que se extiende a través de todo el sitio de construcción en dirección meridional. Además, una de las anomalías claras, mostrada en la figura de la derecha, se localiza en el lugar de instalación de uno de los soportes más altos del paso elevado del segundo nivel.Un estudio adicional del potencial del campo eléctrico natural reveló una anomalía alargada de valores de gradiente positivos en la zona de manifestación paleokarst, cuyo eje se dirige hacia el lago en la llanura de inundación del río. Se interpreta que la anomalía está asociada a un flujo de filtración subterránea a nivel de la superficie del lecho rocoso. Según datos históricos, en este lugar había un pequeño afluente del río Daugava, que actualmente se encuentra bloqueado por la masa de tierra del desarrollo urbano.

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Gráficas de las relaciones entre la velocidad de la onda transversal y los parámetros de sondeo estático obtenidos en la sección del aliviadero

Aliviadero de respaldo - sección de la toma de agua

En la sección de diseño del aliviadero de emergencia de la central hidroeléctrica Plavinas se realizaron estudios de sísmica somera y electrometría por el método de tomografía de resistividad eléctrica, perforaciones geotécnicas, sondeos de suelos estáticos y dinámicos (estándar). La exploración sísmica se realizó mediante métodos de ondas reflejadas, refractadas y superficiales utilizando todo tipo de vibraciones elásticas registradas en sismogramas por geófonos verticales y obtenidas con un solo arreglo de 32 o 64 geófonos de canal con una distancia entre canales de 2 m.

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Patrón de ondas en los registros sísmicos

En la parte superior del aliviadero de emergencia, la sección está representada por una gruesa capa de margas morrénicas que rellenan un ramal de un valle preglacial enterrado, y una capa de suelos de relleno de la presa de protección y su cimentación con un espesor de hasta 16-18 m. En este sentido, los registros muestran claramente una onda refractada propagándose a lo largo de la superficie de las dolomías del lecho rocoso, ondas reflejadas desde los límites en los depósitos devónicos y un tren de ondas superficiales intensas de baja velocidad y baja frecuencia.

Sección de valores previstos del módulo de deformación general de suelos morrénicos a lo largo del eje de la parte media del aliviadero de emergencia

Se realizaron cálculos directos de las constantes elásticas del macizo del suelo (módulo de elasticidad de Young, módulo de corte y coeficiente de Poisson) en función de las velocidades de propagación de las ondas longitudinales y transversales. Los parámetros físicos y mecánicos previstos (densidad del suelo, módulo de deformación total, ángulo de fricción interna y adhesión específica) se calcularon utilizando relaciones de correlación empírica conocidas para ciertos tipos de suelos, ajustadas mediante el procesamiento conjunto de datos de exploración sísmica y sondeo estático en el sitio de investigación.

Correlación de las gráficas de la dependencia entre la velocidad de las ondas transversales y el número estandarizado de impactos N durante el sondeo dinámico en suelos morrénicos

Secciones temporales del método de ondas longitudinales reflejadas (a) y transversales (b)

En algunas secciones de los perfiles sísmicos, con el fin de aumentar el detalle de la visualización de la parte inferior de la sección del suelo morrénico, representada por crestas de material de grano grueso y cantos rodados, se realizó un perfilado utilizando receptores de vibraciones elásticas horizontales. Las secciones transversales de onda obtenidas a partir de estos registros muestran con un mayor grado de detalle la estructura del intervalo inferior de depósitos morrénicos con un espesor de hasta 10-12 m.

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Sección de velocidades de onda longitudinal a lo largo del eje del aliviadero de emergencia a través del lecho del canal

Para determinar la profundidad de ocurrencia de dolomías del lecho rocoso, se utilizaron secciones de velocidad de propagación de ondas longitudinales calculadas utilizando el método de ondas refractadas. La posición de la superficie de la dolomita en la parte no drenada del canal con un ancho de aproximadamente 105 m se obtuvo a partir de registros sísmicos de un conjunto receptor ubicado en la isla y la excitación de vibraciones en la orilla.

La sección inferior del aliviadero de la reserva es un estanque amortiguador.

El trabajo se llevó a cabo mediante métodos de exploración sísmica de ingeniería y tomografía de resistividad eléctrica en un tramo insular en la parte central del lecho del río, que era inaccesible para la perforación y se secó cuando la central hidroeléctrica dejó de funcionar y se agotó el nivel del embalse de la central hidroeléctrica de Kegums ubicado debajo de ella.

El objetivo principal del trabajo fue determinar los contornos de los lados del valle preglacial sobreprofundizado del río Daugava, que corta las dolomías del lecho rocoso de la suite Plavinas del Devónico Superior en el sitio de construcción de la central hidroeléctrica de Plavinas. Las laderas empinadas de los valles, a lo largo de las cuales se producen deslizamientos y procesos kársticos y aumenta la tasa de filtración de aguas subterráneas, son desfavorables para la construcción de cimientos de hormigón pesado y muros de contención de cuencas amortiguadoras.

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Sección de velocidades de onda longitudinales en una sección insular del lecho de un río seco

En el lado del paleovalle se observa un hundimiento del techo de las dolomitas de más de 6 m.

Sección de velocidades de onda longitudinales a lo largo de un perfil orientado en ángulo con respecto al rumbo de la pared del valle

La profundidad del techo de dolomita en la parte inicial del perfil alcanza los 20 m. La parte más profunda del valle, rellena de margas morrénicas saturadas de agua, también se muestra en la sección geoeléctrica obtenida por el método de tomografía de resistividad eléctrica.

Evaluación de las propiedades físicas de los suelos morrénicos

Como fue imposible obtener datos de sondeo estático y muestreo de suelo para pruebas de laboratorio en el sitio de la isla, se utilizó un nomograma de Olsen modificado, teniendo en cuenta las condiciones locales y relaciones estadísticas ajustadas de acuerdo a datos geofísicos y geotécnicos de la costa, para clasificar los tipos y evaluar las propiedades físicas de los depósitos de morrena que llenan el valle.

Sección de valores predichos del módulo de deformación total de suelos morrénicos a lo largo de uno de los perfiles en el sitio de la isla

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Colocación de geófonos para elaboración de perfiles mediante métodos de ondas refractadas y superficiales

Las especificaciones técnicas incluían:
- estudio sismoacústico del estado del macizo de suelo en la base del atracadero del Puerto Libre de Ventspils utilizando un conjunto de métodos de ondas refractadas, superficiales y reflejadas hasta una profundidad de 10-15 m.- probar el método de sondeo por radar de penetración terrestre.
Volumen de investigación realizada:- perfilación sísmica mediante el método de ondas refractadas, superficiales y reflejadas a lo largo de un perfil de 126 m de longitud;
- sondeo radar de las capas del subsuelo utilizando dos tipos de antenas receptoras y emisoras con una frecuencia de funcionamiento del pulso emitido de 150 MHz y 900 MHz a lo largo de cuatro perfiles de 160 m de longitud;Al perfilar mediante el método de onda refractada, el paso de los canales de recepción fue de 2 m, el paso de los puntos de excitación fue de 8 m, los puntos de excitación se procesaron con el punto de excitación movido 16 m desde los puntos inicial y final de la disposición de los geófonos.

Detección de remoción de suelo de cimentación de pilares mediante perfiles sísmicos y radar de penetración terrestre

El parámetro más informativo que caracteriza las zonas de baja densidad debe considerarse la velocidad de propagación de las ondas transversales. De acuerdo con este parámetro y el cálculo estrechamente relacionado del ángulo de fricción interna en la capa superficial del suelo seco a granel, se distinguen con bastante claridad cuatro zonas anómalas que se extienden hasta una profundidad de 2-4 m. El valor de este parámetro no se ve afectado por la saturación de agua del suelo, por lo tanto, puede describir las propiedades de la masa de suelo tanto por encima del nivel del agua como en la parte anegada del intervalo del suelo.De acuerdo con el parámetro de velocidad de onda transversal por encima de una profundidad de 8 m en el intervalo PK 30-PK-40, se distingue una amplia anomalía de velocidades reducidas, que probablemente está asociada con el lavado de la fracción finamente dispersa de arena acumulada y su eliminación hacia el río. Esta anomalía merece especial atención ya que se encuentra junto a la zona del derrumbe del muelle liquidado.

Sección de georadar con antena de 900 MHz y sección de velocidad de onda longitudinal

La desviación de los horizontes reflectantes en el techo de la masa del suelo puede estar asociada con el asentamiento de la capa de piedra triturada y la inundación de la arena, lo que provoca un “retraso” en el tiempo de registro de la reflexión de los horizontes subyacentes.Los perfiles de radar con penetración limitada del pulso de sondeo en el suelo por debajo del nivel del agua subterránea caracterizan principalmente la capa de suelo drenado hasta 2 m de profundidad desde la superficie de sondeo. Estas áreas reflejan principalmente inundaciones de la capa de arena, que pueden ser de corta duración.

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Tanque de sedimentación de residuos de flotación de la planta de hierro Choclon-II de Show Gang (Perú)

El objetivo del trabajo fue identificar posibles fallas tectónicas en el macizo cuaternario a una profundidad de hasta 50 m, a través de las cuales los residuos tóxicos del enriquecimiento del mineral de flotación podrían terminar en el océano.

Perfil sísmico en el valle intermontano, en el lugar donde se planea instalar el estanque de sedimentación de residuos de flotación.

El trabajo se llevó a cabo sobre una red ortogonal dispersa de perfiles ubicados a intervalos de 500-700 m entre sí. Orientación de los perfiles a lo largo y transversal del valle intermontano, en cuyo punto más bajo se ubica la sección de la cuenca de sedimentación diseñada. La metodología del trabajo se centra principalmente en el registro de ondas refractadas excitadas por explosiones de cargas de amonites en fosas de 0,6-0,8 m de profundidad con un intervalo de 120 m a lo largo del perfil.

Sismograma de ondas refractadas y superficiales obtenido durante la explosión de una carga de amonita de 3 kg con una longitud de matriz de geófonos de 360 m

Los geófonos se instalan sobre una gruesa capa de arena suelta, lo que representa un entorno con fuerte atenuación de la energía de las olas elásticas. Se utilizaron registros de 800 a 1600 ms de longitud, obtenidos con una resolución de 400 y 800 μs con un paso de canal de recepción de 5 m, para construir secciones de velocidades de onda longitudinales y transversales.

Preparación de cargas de amonita

Debido a las características de los suelos superficiales (una gruesa capa superficial de suelos sueltos - arenas de concha secas), en los que la energía de las ondas elásticas se debilita rápidamente, para obtener una hodógrafa de ondas refractadas en el caso de una primera llegada con una longitud de línea de base receptora de 250-400 m, se utilizaron fuentes suficientemente potentes de ondas elásticas: explosiones de cargas de amonita (con permiso de las autoridades de protección ambiental).

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Trabajos utilizando el método de ondas refractadas y reflejadas en el valle del río Inambari (Departamento de Puno, Perú)

El trabajo incluyó la elaboración de perfiles utilizando el método de onda refractada en los lados del valle montañoso, a lo largo de los bordes de las orillas y a lo largo del lecho del río, así como el desarrollo de un perfil CDP utilizando el método de onda reflejada a lo largo de la carretera en la margen derecha a través del sitio de la presa.

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Perfiles sísmicos de los ríos a lo largo de las alineaciones de diseño de la presa hidroeléctrica

Para registrar ondas elásticas en áreas terrestres, se utilizaron conjuntos de geófonos de 48 canales con un paso de canal de 5 m. En el lecho del río, se recibieron señales mediante trenzas de hidrófonos flotantes o colocados en el fondo con sensores de presión piezoeléctricos. Para provocar vibraciones se utilizaron explosiones de cargas de dinamita de entre 200 y 600 g.

El resultado del procesamiento de las primeras llegadas de ondas refractadas

Sección de las velocidades de propagación de las ondas longitudinales a lo largo del perfil transversal a lo largo de la parte de la margen derecha de la presa diseñada

Afloramientos rocosos y sección transversal del módulo de compresión universal basado en datos sísmicos a través del sitio de diseño de la presa

Por debajo de la sección de diseño de la presa, aparece en la sección una amplia zona de argilitas nativas meteorizadas con propiedades de resistencia debilitadas.

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Apoyo metodológico de trabajos mediante métodos de VSP no longitudinal y escaneo interpozo

Los trabajos se llevaron a cabo en el territorio del mayor depósito de sales de potasio y magnesio de Europa, el depósito Verkhne-Kama. El yacimiento se viene explotando desde los años 30. Los campos minados cubren vastas áreas de desarrollo urbano e industrial, en cuyas bases de suelo, bajo la influencia de trabajos subterráneos, recientemente han comenzado a desarrollarse peligrosos procesos artificiales. El Instituto de Minería de la Academia de Ciencias de Rusia lleva varias décadas identificando y monitoreando estos procesos. Uno de los métodos de monitoreo más prometedores es la investigación sísmica en la superficie y en puntos internos del entorno.Nuestra tarea fue brindar apoyo metodológico para el trabajo geofísico utilizando métodos de perfilación sísmica vertical y escaneo sismoacústico entre pozos, y desarrollar software para procesar e interpretar datos.

Software para procesamiento e interpretación de datos

El desarrollo de programas únicos de procesamiento de datos se llevó a cabo en paralelo con el desarrollo de métodos de trabajo de campo utilizando VSP no longitudinal y escaneo sísmico entre pozos. Casi cada nuevo objeto de investigación, debido a las diferencias significativas en las condiciones sismogeológicas, el área y la profundidad de la investigación, requirió el desarrollo de nuevos algoritmos y estructuras de módulos de procesamiento. El núcleo del algoritmo era un módulo para el modelado adaptativo de un medio de alta velocidad con capas heterogéneas minimizando la función del tiempo de viaje de una onda elástica desde una fuente a un receptor. En la figura de la izquierda se muestra un ejemplo de construcción de un modelo de velocidad del entorno basado en el método de escaneo entre pozos y utilizando el principio de desviaciones mínimas de una serie de hodógrafas teóricas con respecto a las observadas.

Identificación de zonas con propiedades de resistencia debilitadas en áreas de hundimiento de la masa del suelo utilizando el método VSP no longitudinal

En muchas zonas de desarrollo residencial e industrial de la ciudad de Berezniki se produjeron fallas de la capa suprasal. En un número aún mayor de zonas se observa hundimiento de la capa de suelo por encima de las explotaciones mineras. La tasa de hundimiento puede alcanzar hasta 40 cm por año en algunos lugares. En muchas áreas de subsidencia identificadas se han perforado pozos de monitoreo, en los cuales se realizan estudios periódicos utilizando métodos de exploración sísmica de pozos junto con observaciones de perfiles terrestres. Las observaciones mediante el método VSP no longitudinal se realizan a lo largo de una red de perfiles ubicados aleatoriamente (en función de las características del relieve y de los obstáculos). En la VSP directa, las fuentes de excitación de ondas elásticas están ubicadas en la superficie y los receptores de señales están en el pozo. En el caso del VSP inverso se produce la disposición opuesta.La figura de la izquierda muestra el resultado de las mediciones de las velocidades de las ondas elásticas a lo largo de tres perfiles paralelos ubicados a una distancia de 10, 12 y 14 m del pozo con receptores. En el área de observación, la tasa de hundimiento de la superficie terrestre es de 11 cm por año. La zona de hundimiento más intenso se refleja en los perfiles mediante velocidades de propagación de ondas elásticas muy reducidas cerca del pozo de monitoreo.

Método de transiluminación entre pocillos

Tres años después se perforaron dos pozos de observación más en esta zona, en los que se realizaron estudios mediante el método de escaneo sismoacústico. Las mediciones se realizaron excitando pulsos con una fuente de chispa eléctrica y recibiendo señales con hidrófonos en sentido directo y reverso entre tres pozos de 60 m de profundidad ubicados en la misma línea. La buena convergencia de los resultados del escaneo en las direcciones directa e inversa confirma la disminución general de las velocidades de propagación de las ondas elásticas en la zona del pozo 17ig (en la parte derecha de la sección). La disminución más marcada de la velocidad se observa en la parte inferior de la sección, a una profundidad de más de 35 m.En la parte izquierda de la sección cercana al pozo 17A, se registra una zona de bajas velocidades en la parte cercana a la superficie del macizo rocoso, lo que puede indicar la formación de una nueva área de hundimiento de la superficie terrestre.

Localización de la zona de intenso hundimiento de la superficie terrestre

La investigación en un área con una alta tasa de hundimiento de la superficie terrestre (hasta 40 cm por año) utilizando métodos de VSP no longitudinal y transiluminación entre pozos reveló una zona local de una fuerte disminución en las velocidades de las ondas elásticas con un ancho de aproximadamente 40-50 m. La zona de destrucción del macizo rocoso se extiende hasta una profundidad de 40-45 m desde la superficie. Este ejemplo muestra claramente las ventajas de los métodos geofísicos de observación en puntos internos del entorno, revelando cambios espaciales en las propiedades físicas y mecánicas del macizo rocoso, en comparación con la perforación de pozos en puntos individuales.

Falla de macizo rocoso en desarrollo industrial sobre labores mineras

El monitoreo geofísico de áreas de intenso hundimiento de la superficie terrestre permite la identificación oportuna de ubicaciones de posibles fallas catastróficas dentro de desarrollos residenciales e industriales y, cuando sea posible, la provisión de medidas preventivas para eliminar consecuencias peligrosas.

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Falla provocada por el hombre en la capa suprasal en el campo minado de SKRU-2

El 18 de noviembre de 2014, en el territorio de la cooperativa de dacha Klyuchiki, a 3,5 km al este de la ciudad de Solikamsk, se produjo un gran colapso de la capa suprasal en el campo minado de la administración minera Solikamsk-2. Se considera que la causa principal del derrumbe fue el terremoto de origen humano ocurrido en 1995 con epicentro en la misma zona, la penetración de aguas subterráneas en las capas de carnalita más susceptibles a la disolución y la formación de huecos. La falla se amplió rápidamente desde sus dimensiones originales de 20x30 m a 120x125 m con una profundidad de 50 m en septiembre de 2015.A pesar de las múltiples medidas de liquidación, al finalizar los trabajos de emergencia las dimensiones de la falla principal eran de 170x190 m, y teniendo en cuenta la nueva falla que se formó en 2018 al noreste de la misma, las dimensiones totales de la zona de colapso alcanzaron los 170x230 m.

Esquema de proyecciones de trayectorias de rayos sobre la superficie terrestre durante el perfilado sismoacústico vertical de área en pozos de un campo de pruebas geofísicas.

Para organizar el monitoreo geofísico del estado del suelo y del macizo rocoso en la zona del campo minado adyacente a la falla, el Instituto de Minería de la Rama Ural de la Academia de Ciencias de Rusia comenzó varios trabajos geofísicos casi inmediatamente después de la formación de la falla. Se instaló una red de sensores sísmicos en la superficie para monitorear microterremotos las 24 horas del día. Para realizar observaciones en los puntos internos del entorno se organizó un polígono de pruebas que incluye 6 pozos geofísicos de 200 m de profundidad, es decir prácticamente hasta la superficie de la capa de sal. Periódicamente se llevó a cabo un complejo de perfiles sismoacústicos verticales y escaneo entre pozos. Al mismo tiempo, se estaban desarrollando perfiles de exploración sísmica de ingeniería en la superficie alrededor de la falla.Nuestra tarea fue brindar apoyo metodológico para el monitoreo mediante observaciones en puntos internos del entorno (en pozos geofísicos), desarrollar algoritmos y programas para procesar las observaciones y evaluar los cambios en el estado del suelo y del macizo rocoso de la capa suprasal. A continuación se presentan ejemplos de procesamiento e interpretación de datos de monitoreo geofísico.

Cálculo de una sección de velocidad detallada basada en datos de perfiles sismoacústicos verticales no longitudinales (areales)

En una de las variantes se realizó un perfilado vertical no longitudinal con receptores ubicados en el pozo y la excitación de las oscilaciones se realizó a lo largo de perfiles en la superficie mediante cargas de pólvora. Los perfiles fueron posicionados de manera que las trayectorias de los rayos sísmicos cubrieran, en la medida de lo posible, todo el volumen del macizo rocoso del sitio.
El monitoreo se realizó utilizando 6 pozos dentro del área de pruebas geofísicas. Para cada plano de transmisión se construyeron hodógrafas de las primeras llegadas de ondas directas (a la izquierda); Para cada hodógrafa observada, se seleccionó una hodógrafa teórica (en el centro) correspondiente a un modelo de velocidad detallado (a la derecha) utilizando el método de modelado adaptativo.

Sección transversal vertical del cubo de velocidades de propagación de ondas longitudinales Vp según datos de área VSP

A partir del conjunto de modelos de velocidad seleccionados para cada punto de excitación, se recopiló una muestra de velocidades coordinadas espacialmente, que tenía la forma de una pirámide invertida en el espacio. La muestra de compilación para todos los pozos en el sitio de prueba fue un conjunto espacial de puntos con valores de velocidad, similar al cubo de velocidad obtenido al procesar datos sísmicos terrestres en 3D. El análisis posterior de la distribución de velocidades en el macizo se realizó utilizando una serie de secciones verticales y horizontales orientadas aleatoriamente de la muestra espacial obtenida.
Se puede obtener una sección transversal vertical del cubo de velocidad a partir de un conjunto de planos orientados arbitrariamente a través del volumen de muestra espacial. En este ejemplo, las proyecciones de los planos de sección discurren a lo largo de un perfil curvilíneo dado, al principio y al final del cual se ubican pozos de monitoreo.

Ejemplo de una sección horizontal de velocidades a una elevación absoluta de +100 m (aproximadamente a una profundidad de 100 m desde la superficie)

La sección horizontal se puede establecer en cualquier nivel absoluto dentro de la muestra de volumen de velocidades. Debido a las peculiaridades de la geometría de la propagación de los rayos sísmicos con la profundidad, el área total de desplazamiento horizontal disminuye y los fragmentos de las secciones son “arrastrados” hacia los puntos de los pozos de monitoreo.

Construcción de un cubo de velocidad Vp basado en datos de perfiles sismoacústicos verticales no longitudinales

Para una interpretación interactiva, la muestra volumétrica resultante de velocidades se puede representar como un cubo de velocidad. Se pueden mover interactivamente tres planos de sección ortogonales para proporcionar una imagen más clara de la distribución espacial de las anomalías de velocidad.

Interpretación conjunta de observaciones de pozos y estudios sísmicos de superficie utilizando el método de ondas superficiales

Un ejemplo de localización de zonas potencialmente peligrosas de fracturación vertical en el macizo de estratos suprasalinos.Más arriba se muestra una sección del coeficiente de atenuación de las ondas superficiales basado en registros de estudios sísmicos terrestres; A continuación se muestra una sección de las velocidades de propagación de ondas longitudinales basadas en datos de perfiles sismoacústicos verticales no longitudinales en pozos.

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Procesamiento e interpretación de datos de monitoreo acústico sobre congelamiento de rocas en áreas de excavación de pozos en la Planta Minera y de Procesamiento de Nezhinsky

El objetivo del trabajo es controlar el régimen de temperatura del macizo rocoso durante la formación de una barrera de hielo y roca en la zona de congelación de los pozos de la mina Nezhinskaya GOK basándose en métodos de control ultrasónicos (acústicos). El trabajo de medición de campo fue realizado por el Departamento de Acústica Sísmica Activa del Instituto de Minería de la Academia de Ciencias de Rusia.Nuestra tarea fue brindar soporte metodológico, procesamiento e interpretación de datos de perfiles sismoacústicos verticales no longitudinales en pozos control.

Sistemas de observación

El perfil sísmico vertical no longitudinal (VSP) en el área de hundimiento del pozo de mina se realizó utilizando el método de escaneo directo con fuentes de excitación de pulsos sísmicos ubicadas a lo largo de perfiles no longitudinales en la superficie y sondas hidrófonas receptoras ubicadas en el pozo. La disposición de las líneas fuente y los pozos de control se muestra en la figura de la izquierda. El paso de desplazamiento de los puntos de excitación a lo largo de los perfiles es de 4 m, el paso de recepción de las sondas de hidrófonos en el pozo es de 1 m. Debido a la aparición de nuevos objetos en el sitio durante la construcción, la disposición de las líneas de fuente de excitación difirió significativamente en las diferentes etapas de la investigación.

Análisis de patrones de ondas

La figura a continuación muestra una sección de tiempo típica obtenida en la 3ª etapa del trabajo (después de la congelación del suelo a lo largo del contorno del anillo de la pared de hielo). El patrón de olas hasta una profundidad de 150 m se caracteriza por un gran número de olas longitudinales descendentes y ascendentes bien correlacionadas. En las primeras olas que llegan se ven claramente zonas anómalas de velocidades aumentadas a intervalos de profundidades de congelación más completa de la masa del suelo.

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Sección de velocidades de onda longitudinales basadas en datos VSP no longitudinales y gráfico de velocidad basado en datos de escaneo entre pozos antes de la congelación

Los trabajos se realizaron en tres etapas: antes del inicio de la congelación, en la etapa intermedia de la congelación y después del final de la congelación de la pared de hielo después del inicio de la excavación de los pozos de la mina. La congelación se logró bombeando nitrógeno a baja temperatura a través de pozos de congelación ubicados en un anillo alrededor del contorno de las paredes del pozo. Se realizaron mediciones acústicas en tres pozos de control ubicados a 2-3 m fuera del contorno exterior de los pozos de congelación.Las observaciones se llevaron a cabo utilizando el método VSP no longitudinal a lo largo de perfiles ubicados fuera del contorno de los pozos de congelación, y utilizando el método de escaneo entre pozos entre cada pozo de control a través de la masa rocosa del pozo de diseño.

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Sección de velocidades de onda longitudinales según datos VSP no longitudinales antes del inicio de la congelación

La parte superior del tramo se caracteriza por valores de velocidad relativamente bajos (1200-1500 m/s) correspondientes a la zona de aireación y suelos arenoso-arcillosos saturados de agua. Se observan pequeñas inclusiones en forma de lente de variedades litológicas más densas. A partir de una profundidad de 95-100 m, se observa un fuerte aumento de las velocidades, correspondiente a rocas carbonatadas-terrígenas densas.

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Sección de velocidades de onda longitudinales basadas en datos VSP no longitudinales durante la congelación

En la segunda etapa de la investigación, durante el proceso de congelación, aparecen zonas verticales de velocidades aumentadas en la parte superior de la sección cerca del contorno de los pozos de congelación. Una clara manifestación de congelación se observa también en la parte profunda del tronco, en el intervalo de aparición del lecho rocoso. En la parte media, a profundidades de 55-80 m, permanece una zona de bajas velocidades, lo que presumiblemente está asociado a un grado insuficiente de congelación debido a la manifestación de procesos hidrodinámicos activos en los suelos.

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Sección transversal horizontal de velocidades de ondas longitudinales basadas en datos VSP no longitudinales durante la congelación a una profundidad de 110 m desde la superficie.

Las secciones horizontales de la muestra volumétrica obtenida de velocidades a diferentes profundidades permitieron caracterizar la distribución de velocidades y vincularlas con las características de la litología y el régimen hidrodinámico del macizo rocoso. Esto permitió evaluar el grado y la calidad de la congelación de la pared de hielo en distintos intervalos de excavación del pozo.

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1997 Instituto de Minería de la Rama Ural de la Academia Rusa de Ciencias (Perm). Desarrollo y fabricación de un conjunto de estación sísmica de ingeniería de 48 canales IS-48 y un conmutador de canal de 96 canales para trabajos en explotaciones salinas subterráneas y en campos minados del depósito de sal de potasio Verkhnekamskoye

1997 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь) Разработка и изготовление комплекта инженерной 48-канальной сейсмостанции IS-48 и 96-ти канального коммутатора каналов для работ в подземных соляных выработках и на шахтных полях Верхнекамского месторождения калийных солей

1998 Instituto de Minería de la Rama Ural de la Academia Rusa de Ciencias (Perm). Desarrollo y producción de un conjunto de localizador geoacústico de minas de 32 canales IS-32.01 y software para la recopilación y procesamiento de datos

1998 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь) Разработка и изготовление комплекта шахтного 32-х канального геоакустического локатора IS-32.01 и программного обеспечения сбора и обработки данных

1999 Fundación "Kaliningradgeofizika" (Kaliningrado). Desarrollo y producción de dos conjuntos de estaciones sísmicas de ingeniería de 32 canales IS-32.02 y software para la recopilación y procesamiento de datos MSC y MPV

1999 г. Трест "Калининградгеофизика" (г.Калининград) Разработка и изготовление 2-х комплектов 32-х канальных инженерных сейсмостанций IS-32.02 и программного обеспечения сбора и обработки данных МСК и МПВ

2000 AS "Ceļuprojekts" (Riga). Estudios de ingeniería y geofísica en la obra de construcción de un nuevo puente sobre el río Dubna en la localidad de Livani (Letonia).

2000 г. AS "Ceļuprojekts" (г.Рига) Инженерно-геофизические исследования на участке строительства нового моста через р.Дубна в п.Ливаны (Латвия)

2000 "Rigas HES" (Riga). Trabajo experimental utilizando métodos de exploración sísmica de ingeniería y sondeo por radar de penetración terrestre en el sitio de la presa de la central hidroeléctrica de Riga.

2000 г. "Rigas HES" (г.Рига) Опытные работы методами инженерной сейсморазведки и георадарного зондирования на участке дамбы Рижской ГЭС

2000 UI "L.Konstante" (Riga). Estudios geofísicos del fondo del canal de drenaje en la parte inferior de la plataforma de la central hidroeléctrica Kegums-2

2000 г. IU "L.Konstante" (г.Рига) Геофизические исследования дна водоотводного канала в нижней части рисбермы Кегумской ГЭС-2

2001 SIA "Balt-Ost-Geo" (Riga). Estudios geofísicos del fondo del sitio de dragado en la calle del puerto de Salacgriva (Letonia)

2001 г. SIA "Balt-Ost-Geo"(г.Рига) Геофизические исследования дна участка дноуглубительных работ на фарватере порта Салацгрива (Латвия)

2001 IU "L-Konstante" (Riga). Seguimiento de estudios geofísicos en el lugar de las obras de reparación y mantenimiento en la parte inferior de la plataforma del canal de drenaje de la central hidroeléctrica Kegums-2.

2001 г. IU "L-Konstante" (г.Рига) Мониторинговые геофизические исследования на участке ремонтно-профилактических работ в нижней части рисбермы водоотводного канала Кегумской ГЭС-2

2001 Instituto de Minería de la Rama Ural de la Academia Rusa de Ciencias (Perm). Desarrollo y producción de un conjunto de estación sísmica de mina de 64 canales IS-32/64.03

2001 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь) Разработка и изготовление комплекта шахтной 64-х канальной сейсмостанции IS-32/64.03

2002 JSC Uralkali (Berezniki,Rusia). Desarrollo y fabricación de un conjunto completo de estación sísmica minera de 64 canales IS-32/64.04

2002 г. ОАО "Уралкалий" (г.Березники) Разработка и изготовление комплекта шахтной 64-х канальной сейсмостанции IS-32/64.04

2002 SIA "Balt-Ost-Geo", (Riga) Investigación geofísica en la zona acuática y el territorio costero del puerto exterior de Ventspils (sección portuaria AS "Ventbunkers")

2002 г. SIA "Balt-Ost-Geo", (г.Рига) Геофизические исследования на акватории и прибрежной территории аванпорта Вентспилс (участок порта AS "Ventbunkers")

2002 Instituto de Minería de la Rama Ural de la Academia de Ciencias de Rusia (Perm) Desarrollo y producción de un conjunto de bloques para la estación sísmica de ingeniería telemétrica de 128 canales IS-128.01

2002 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь) Разработка и изготовление комплекта блоков 128-канальной телеметрической инженерной сейсмостанции IS-128.01

2003 SIA "Balt-Ost-Geo" (Riga) Perfil sísmico acústico en el lugar de las obras de dragado previstas del puerto de Paldiski (Estonia).

2003 г. SIA "Balt-Ost-Geo"(г.Рига) Сейсмоакустическое профилирование на участке проектируемых дноуглубительных работ порта Палдиски (Эстония)

2003 SIA "Meridianos" (Daugavpils) Realización de trabajos de perfilación sísmica en el tramo 2 de la presa de la margen izquierda de la central hidroeléctrica de Plavinas

2003 г. SIA "Meridians" (г.Даугавпилс) Выполнение работ по сейсмическому профилированию на участке 2 левобережной дамбы Плявиньской ГЭС

2003-2004 SIA "Iženieri" (Riga) Trabajos de ingeniería y geofísica para el estudio de las propiedades físicas del macizo edáfico de la ladera costera del puerto petrolero de Ventspils (Letonia) mediante métodos de sismicidad espacial cercana a la superficie.

2003-2004 г. SIA "Iženieri" (г.Рига) Инженерно-геофизические работы по изучению физических свойств грунтового массива берегового склона Вентспилсской нефтегавани методами приповерхностной пространственной сейсмики

2004 Instituto de Minería de la Rama Ural de la Academia Rusa de Ciencias, CN "Intromag" (Perm) Desarrollo y producción de un conjunto de bloques de la estación sísmica de ingeniería telemétrica de 160 canales IS-128.02

2004 г. Горный Институт УрО РАН, НПП "Интромаг" (г.Пермь) Разработка и изготовление комплекта блоков 160-канальной телеметрической инженерной сейсмостанции IS-128.02

2004 SIA "Meridianos" (Daugavpils) Realización de trabajos de perfilación sísmica en el emplazamiento de los pozos de drenaje de la cuenca baja de la central hidroeléctrica de Plavinas (Letonia).

2004 г. SIA "Meridians" (г.Даугавпилс) Выполнение работ по сейсмическому профилированию на участке расположения дренажных скважин в нижнем бьефе Плявиньской ГЭС

2004 AS "Ceļuprojekts" (Riga) Estudios de ingeniería y geofísica en el tramo de la margen derecha del cruce del Puente Sur sobre el río Daugava (Riga)

2004 г. AS "Ceļuprojekts" (г.Рига) Инженерно-геофизические исследования на участке правобережной транспортной развязки Южного моста через р.Даугава (г.Рига)

2005 SIA "Iženieri" (Riga) Estudios de ingeniería de seguimiento y geofísicos para evaluar el estado del macizo edáfico de la ladera costera del puerto petrolero de Ventspils tras las obras de reparación y mantenimiento.

2005 г. SIA "Iženieri" (г.Рига) Мониторинговые инженерно-геофизические исследования по оценке состояния грунтового массива берегового склона Вентспилсской нефтегавани после ремонтно-профилактических работ

2006 KU PP "Meridianos" (Daugavpils), Central Eléctrica de Almacenamiento por Bombeo de Kruonis. Estudios sísmico-acústicos en la zona de fuga de agua en la junta de expansión de la Central Eléctrica de Almacenamiento por Bombeo de Kruonis (PSPP, Lituania).

2006 г. KU PP "Meridians" (г.Даугавпилс), Круонисская ГАЭС Сейсмоакустические исследования в зоне протечки воды в деформационном шве водоприемника Круонисской гидроаккумуляционной электростанции (ГАЭС, Литва)

2006-2007 JSC "Morinzhgeologia" (Riga) Desarrollo de software para la recopilación y el procesamiento de datos de estudios instrumentales de cruces submarinos de gasoductos principales a través de ríos y embalses (Rusia)

2006-2007 г.г. АО "Моринжгеология" (г.Рига) Разработка программного обеспечения сбора данных и обработки материалов приборного обследования подводных переходов магистральных газопроводов через реки и водохранилища

2008 GEOEXPLOR S.R.L (Perú) Montaje de equipos, desarrollo de software, ejecución de trabajos mediante el método de onda refractada, procesamiento e interpretación de datos sísmicos obtenidos en la presa de sedimentación de residuos de flotación Choclon-2, provincia de Marcona, departamento de Ica y Santiago de Chuco (Perú)

2008 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Комплектация аппаратуры, разработка программного обеспечения, выполнение работ методом рефрагированных волн, обработка и интерпретация сейсмических данных полученных на плотине отстойника флотационных отходов Choclon-2, провинция Marcona, департамент Ica и Santiago de Chuco (Перу)

2008 SIA "Meridianos" (Daugavpils), OJSC "Gidroproekt" (Moscú). Realización de trabajos de exploración sísmica mediante ondas refractadas y reflejadas (mini-CDP), tomografía de resistividad eléctrica y ecosondeo en el aliviadero de reserva de la central hidroeléctrica de Plavinas (Letonia).

2008 г. SIA "Meridians" (г.Даугавпилс), ОАО "Гидропроект" (г.Москва) Выполнение сейсморазведочных работ методами рефрагированных и отраженных волн (мини-ОГТ), электротомографии и эхолотного промера на участке резервного водосброса Плявиньской ГЭС

2009 GEOEXPLOR S.R.L (Perú) Investigación geofísica mediante métodos de exploración sísmica superficial en el sitio de estudio para la construcción de una presa de gran altitud para una central hidroeléctrica en el río Inambari, departamentos de Cuzco, Madre de Dios y Puno (Perú), procesamiento e interpretación de datos.

2009 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Геофизические исследования методами малоглубинной сейсморазведки на участке изысканий под строительство высотной плотины ГЭС на р.Инамбари, департаменты Cuzco, Madre de Dios и Puno (Перу), обработка и интерпретация данных.

2009 SIA "Balt-Ost-Geo", SIA "L-4" (Riga). Realización de trabajos geofísicos para el estudio de las propiedades del suelo en la obra de la unidad TPP-2 (Riga).

2009 г. SIA "Balt-Ost-Geo", SIA "L-4" (г.Рига) Выполнение геофизических работ по исследованию свойств грунтов на площадке строительства блока ТЭЦ-2 (г. Рига)

2009 SIA "Meridianos" (Daugavpils), OJSC "Gidroproekt" (Moscú). Realización de trabajos mediante sísmica superficial y tomografía eléctrica en la zona de amortiguamiento del aliviadero de reserva de la central hidroeléctrica de Plavinas Letonia).

2009 г. SIA "Meridians" (г.Даугавпилс), ОАО "Гидропроект" (г.Москва) Выполнение работ методами малоглубинной сейсморазведки и электртомографии на водобойном участке резервного водосброса Плявиньской ГЭС

2009 GEOEXPLOR S.R.L (Perú) Trabajos de exploración sísmica mediante el método de ondas refractadas en el sitio de la cantera planificada Mazuko en el valle del río. Inambari, Departamento de Madre de Dios (Perú).

2009 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Сейсморазведочные работы методом рефрагированных волн на участке проектируемого карьера Mazuko в долине р. Инамбари, департамент Madre de Dios (Перу).

2010 GEOEXPLOR S.R.L (Perú) Procesamiento de datos sísmicos superficiales para el estudio de las propiedades del suelo en el sitio de la proyectada central hidroeléctrica Carpapata, departamento de Junín (Perú)

2010 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных малоглубинной сейсморазведки по исследованию свойств грунтов на площадке проектируемой гидроэлектростанции Carpapata, департамент Junin (Перу)

2010 GEOEXPLOR S.R.L (Perú) Procesamiento de datos sísmicos superficiales para el estudio de las propiedades del suelo en el sitio de la proyectada central hidroeléctrica Carpapata-2, departamento de Junín (Perú)

2010 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных малоглубинной сейсморазведки по исследованию свойств грунтов на площадке проектируемой гидроэлектростанции Carpapata-2, департамент Junin (Перу)

2010 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных малоглубинной сейсморазведки по исследованию свойств грунтов на площадке моста Puente Nana (Лима, Перу)

2010 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных малоглубинной сейсморазведки по исследованию свойств грунтов на площадке моста Puente Nana (Лима, Перу)

2011 SIA "ATVV Aka" (Riga) Trabajo experimental mediante exploración sísmica superficial en una toma de agua en la localidad de Vangaži (Letonia)

2011 г. SIA "ATVV Aka" (г.Рига) Опытные работы методом малоглубинной сейсморазведки на участке водозабора в п.Вангажи (Латвия)

2011 GEOEXPLOR S.R.L (Perú) Procesamiento de datos de exploración sísmica mediante el método MASW en el yacimiento de oro placer de alta montaña Chucapaca-1, departamento de Moquegua (Perú)

2011 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных сейсморазведки методом MASW на участке высокогорного месторождения россыпного золота Chucapaca-1, департамент Moquegua (Перу)

2011 GEOEXPLOR S.R.L (Perú) Procesamiento de datos sísmicos MASW en el sitio del deslizamiento de San Gabán en la parte sur de la Carretera Interoceánica, Departamento de Puno, Perú

2011 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных сейсморазведки методом MASW на оползневом участке San Gaban в южной части автотрассы Интерокеаника , департамент Puno, Перу

2012 GEOEXPLOR S.R.L (Perú) Procesamiento de datos sísmicos mediante métodos MASW y ondas refractadas en el yacimiento aurífero de placer de gran altitud Chucapaca-2, departamento de Moquegua, (Perú)

2012 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных сейсморазведки методами MASW и рефрагированных волн на участке высокогорного месторождения россыпного золота Chucapaca-2, департамент Moquegua, (Перу)

2012 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных сейсморазведки методами MASW и рефрагированных волн на участке ирригационных сооружений Chinecas, департамент Ancash, (Перу)

2012 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных сейсморазведки методами MASW и рефрагированных волн на участке ирригационных сооружений Chinecas, департамент Ancash, (Перу)

2013 SIA "GTL" (Ventspils) Realización de trabajos geofísicos mediante georradar y métodos de exploración sísmica para estudiar las propiedades de los suelos en la base del muelle de pasajeros n.º 18 del puerto franco de Ventspils (Letonia).

2013 г. SIA "GTL" (г.Вентспилс) Выполнение геофизических работ методами георадарного зондирвания и сейсморазведки по исследованию свойств грунтов в основании пассажирского причала № 18 свободного порта Вентспилс

2013 GEOEXPLOR S.R.L (Perú) Procesamiento e interpretación de datos sísmicos mediante métodos MASW y ondas refractadas en el sitio del Puente Las Lomas, departamento de Piura, (Perú)

2013 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка и интерпретация данных сейсморазведки методами MASW и рефрагированных волн на участке моста Las Lomas, департамент Piura, (Перу)

2013 Instituto de Minería de la Rama Ural de la Academia Rusa de Ciencias (Perm) Apoyo metodológico para estudios sismoacústicos en pozos, desarrollo y adaptación de software para procesar datos VSP no longitudinales (Rusia)

2013 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь) Методическое сопровождение сейсмоакустических исследований в скважинах, разработка и адаптация программного обеспечения для обработки данных непродольного ВСП

2013 SIA "GTL" (Ventspils) Realización de estudios de radar de penetración terrestre del macizo de suelo de relleno en el atracadero de pasajeros n.º 23 del Puerto Libre de Ventspils (Letonia)

2013 г. SIA "GTL" (г.Вентспилс) Выполнение георадарных исследований грунтового массива обратной засыпки на пассажирском причале № 23 Вентспилсского свободного порта

2014 GEOEXPLOR S.R.L (Perú) Procesamiento de datos sísmicos mediante métodos MASW y ondas refractadas en el sitio de la estructura Potrerillos, departamento de Piura (Perú)

2014 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных сейсморазведки методами MASW и рефрагированных волн на участке сооружений Potrerillos, департамент Piura (Перу)

2014 GEOEXPLOR S.R.L (Perú) Procesamiento de datos sísmicos mediante MASW y métodos de refracción en la zona de la estructura Potrerillos, departamento de Piura (Perú)

2014 GEOEXPLOR S.R.L (Perú) Procesamiento de datos sísmicos mediante métodos MASW y ondas refractadas en el sitio de la estructura Potrerillos, departamento de Piura (Perú)

2015 AS "LNK Industries" (Riga) Estudios de georradar de la base del suelo del muelle de pavimentación de la Terminal de Carga a Granel de Riga (Kundzinsala) del Puerto Libre de Riga.

2015 г. AS "LNK Industries" (г.Рига) Георадарные исследования грунтового основания брусчатого покрытия причала Riga Bulk Terminal (Кундзиньсала) свободного порта Рига

2015 GEOEXPLOR S.R.L (Perú) Procesamiento de datos sísmicos mediante el método MASW en una obra en construcción sobre el río. Río Blanco, (departamento de Piura, Perú)

2015 г. GEOEXPLOR S.R.L (Перу) Обработка данных сейсморазведки методом MASW на участке строителства на р. Рио Бланко, (департамент Piura,Перу)

2015 г. SIA "HT-Konsaltings" (г.Рига) Инженерно-геофизические работы по исследованию грунтового основания причалов JPS-1 и JPS-2 пассажирского терминала Рижского порта

2015 г. SIA "HT-Konsaltings" (г.Рига) Инженерно-геофизические работы по исследованию грунтового основания причалов JPS-1 и JPS-2 пассажирского терминала Рижского порта

2016 Instituto de Minería de la Rama Ural de la Academia Rusa de Ciencias (Perm) Estudios sísmicos de pozos en áreas potencialmente peligrosas de un campo minado con posterior procesamiento digital de materiales

2016 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь) Скважинные сейсмические исследования в потенциально опасных зонах шахтного поля с последующей цифровой обработкой материалов (Россия)

2017 Instituto de Minería de la Rama Ural de la Academia Rusa de Ciencias (Perm) Realización de trabajos de mapeo de zonas de fracturación de los estratos suprasalinos en áreas de hundimiento acelerado mediante exploración sísmica de pozos con posterior procesamiento digital e interpretación de materiales (Rusia)

2017 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь) Выполнение работ по картированию зон трещиноватости надсоляной толщи на участках ускоренных оседаний с применением скважинной сейсморазведки с последующей цифровой обработкой и интерпретацией материалов (Россия)

2018 Instituto de Minería de la Rama Ural de la Academia Rusa de Ciencias (Perm), RUE "Belstroycenter" (Bielorrusia). Procesamiento e interpretación de datos del monitoreo acústico de la congelación de rocas en las zonas de excavación de pozos en la Planta Minera y de Procesamiento de Nezhinsky (Bielorrusia).

2018 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь), РУП «Белстройцентр» (Белоруссия) Обработка и интерпретация данных акустического контроля замораживания горных пород на участках проходки шахтных стволов Нежинского ГОК (Беларусь)

2018 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь), ПАО «Уралкалий» (г.Березники) Выполнение работ по методическому сопровождению вертикального сейсмического профилирования на участке оседания надсолевой толщи Верхне-Камского месторождеия калийных солей с последующей цифровой обработкой и интерпретацией материалов.

2018 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь), ПАО «Уралкалий» (г.Березники) Выполнение работ по методическому сопровождению вертикального сейсмического профилирования на участке оседания надсолевой толщи Верхне-Камского месторождеия калийных солей с последующей цифровой обработкой и интерпретацией материалов.

2018 SIA "Firma L4" (Riga), Determinación de la resistencia eléctrica de suelos en puntos individuales de la sección Spilve (Letonia).

2018 г. SIA «Firma L4» (г.Рига), Определение электрического сопротивления грунтов в отдельных пунктах участка Спилве (Латвия).

2019 Instituto de Minería de la Rama Ural de la Academia Rusa de Ciencias (Perm), PJSC Uralkali (Solikamsk) Apoyo metodológico para el perfilado de pozos verticales en la zona de falla de la capa suprasal y posible fracturación del macizo rocoso dentro del campo minado de la mina SKRU-2 (Rusia)

2019 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь), ПАО «Уралкалий» (г.Соликамск) Методическое сопровождение вертикального скважинного профилирования в зоне провала надсолевой толщи и потенциальной трещиноватости породного массива в пределах шахтного поля рудника СКРУ-2.

2020 Instituto de Minería de la Rama Ural de la Academia de Ciencias de Rusia (Perm), PJSC Uralkali (Solikamsk) Apoyo metodológico para el perfilado de pozos verticales en la zona de fracturación potencial del macizo rocoso dentro del campo minado de la mina SKRU-2 (Rusia).

2020 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь), ПАО «Уралкалий» (г.Соликамск) Методическое сопровождение вертикального скважинного профилирования в зоне потенциальной трещиноватости породного массива в пределах шахтного поля рудника СКРУ-2 (Россия).

2021 SIA "Geoproject" (Riga) Estudios con radar de penetración terrestre a partir del hielo en la zona de agua del estanque urbano "Dzirnavu" en Gulbene (Letonia).

2021 г. SIA «Geoproject» (г.Рига) Георадарные исследования со льда на акватории городского пруда «Дзирнаву» в г.Гулбене (Латвия).

2021 SIA "Inženieru birojs "Būve un Forma" (Riga) Escaneo georradar del macizo terrestre en la obra de la pista de atletismo del estadio Daugava

2021 г. SIA «Inženieru birojs «Būve un Forma» (г.Рига) Георадарное сканирование грунтового массива на участке строительства легкоатлетического манежа стадиона "Даугава"

2021 Instituto de Minería de la Rama Ural de la Academia de Ciencias de Rusia (Perm), PJSC Uralkali (Solikamsk) Apoyo metodológico para el perfilado de pozos verticales en la zona de fracturación potencial del macizo rocoso dentro del campo minado de la mina SKRU-2 (Rusia).

2021 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь), ПАО «Уралкалий» (г.Соликамск) Методическое сопровождение вертикального скважинного профилирования в зоне потенциальной трещиноватости породного массива в пределах шахтного поля рудника СКРУ-2 (Россия).

2021 Instituto de Minería de la Rama Ural de la Academia de Ciencias de Rusia (Perm), PJSC Uralkali (Solikamsk) Apoyo metodológico para estudios de las propiedades físicas del macizo rocoso en un intervalo potencialmente peligroso de la mina a cielo abierto dentro del campo minado de la mina SKRU-2 basado en el estudio del ruido provocado por el hombre (Rusia).

2021 г. Горный Институт УрО РАН (г.Пермь), ПАО «Уралкалий» (г.Соликамск) Методическое сопровождение иcследований физических свойств породного массива в потенциально опасном интервале разреза в пределах шахтного поля рудника СКРУ-2 на основе изучения техногенных шумов (Россия).

2023 SIA "Digital Economic Attistbas Centrs" (Riga) Escaneo por radar de penetración terrestre del macizo terrestre en el sitio de construcción del centro DEAC (Letonia).

2023 г. SIA « Digitālās Ekonomikas Attīstības Centrs» (г.Рига) Георадарное сканирование грунтового массива на участке строительства центра DEAC (Латвия).

2023 SIA "I.A.R." (Riga) Exploración por radar de penetración terrestre del macizo terrestre en el lugar de reconstrucción del depósito de petróleo de Olaine (Letonia).

2023 г. SIA «I.A.R.» (г.Рига) Георадарное сканирование грунтового массива на участке реконструкции Олайнской нефтебазы (Латвия).