Inženýrská geofyzika je obor průzkumné (aplikované) geofyziky , který studuje geologickou a geofyzikální stavbu a fyzikální vlastnosti horní části geologického úseku [1] v souvislosti s hospodářskou činností člověka . Technika inženýrské geofyziky zahrnuje povrchové metody, vrtné a laboratorní studie. Inženýrská geofyzika se vyznačuje vysokou mobilitou, značným množstvím přijímaných informací, objektivitou výsledků měření a relativně nízkou cenou práce. Jedním z hlavních nedostatků geofyzikálních metod je nejednoznačnost získaných výsledků . Proto je nejdůležitější součástí inženýrsko-geofyzikálního výzkumu integrace metod [2] , která umožňuje tento problém zcela nebo částečně vyřešit.
Hlavním principem průzkumné geofyziky je měření indukovaného nebo přirozeného pole vytvořeného fyzikálně nehomogenními ( anomálními) geologickými tělesy, o které je průzkum zájem.
Pomocí geofyziky jsou řešeny následující problémy inženýrské geologie a příbuzných věd [3] :
Inženýrský elektroprůzkum je založen na použití konstantních a proměnných elektromagnetických polí , uměle vytvořených i přirozených. Používá se k objasňování geologické stavby, mapování zamrzlých a skalnatých půd , zjišťování vodo-fyzikálních vlastností, sledování vodonosných vrstev , vyhledávání a zjišťování stavu kovových komunikací - kabelů, potrubí atd.; zjišťování agresivního vlivu geologického prostředí na komunikace.
Inženýrská seismika -
Ještě před příchodem průzkumu geofyziky , v 90. letech XIX století. Francouzští hydrogeologové zdůvodnili možnosti termometrie jako metody doprovodných záchytných prací na minerálních vodách [6] .
K řešení inženýrsko-geologických problémů se geofyzikální metody začaly používat koncem 20. let v USA, Francii a SSSR. V SSSR byly první práce s využitím metod inženýrské geofyziky provedeny v roce 1929 na řece. Yenisei k určení tloušťky naplavenin v zarovnání projektované hráze. K vyřešení tohoto problému byly použity metody inženýrského elektrického průzkumu při stejnosměrném proudu.
Ve 30. letech 20. století byl elektrický průzkum v kombinaci se seismickým průzkumem na lomených vlnách využíván ke studiu krasu, sesuvů půdy a permafrostu. První studie permafrostové zóny (od roku 1934) geofyzikálními metodami jsou spojeny se jmény V.F. a Yu.V. Bonczkowski [7] [8] .
Od roku 1949 katedra geofyziky Moskevské státní univerzity rozvíjí směr související s využitím geofyzikálních metod pro řešení inženýrskogeologických problémů [9] . Organizátorem a vůdcem tohoto směru se stal Ogilvy Alexander Alexandrovič (1915-2000) [10] .
Průmyslové využití inženýrské geofyziky začalo ve 40.–50. letech 20. století v souvislosti s velkými objemy výstavby vodních staveb ve Střední Asii, na Volze, Dněpru a mnoha sibiřských řekách [6] . Napjaté termíny projekční a průzkumné práce měly negativní dopad na objem vrtů, takže využití inženýrské geofyziky se ukázalo jako velmi užitečné [6] . Ve stejném období se geofyzikální metody využívají v hornictví při projektování a výstavbě dolů , odvodňování ložisek nerostných surovin [5] .
Na začátku 60. let 20. století čelila inženýrská geologie novým výzvám, které vyžadovaly změnu technologie stávajících metod a vývoj zásadně nových. Inženýrská geofyzika se vzdaluje tradičním strukturně geologickým problémům a začíná být využívána ke studiu fyzikálních vlastností, složení a stavu hornin, sledování a předpovídání nebezpečných geodynamických procesů a řešení geoekologických problémů. Vědecká práce zahrnuje VSEGINGEO ( Nikolaj Nikolajevič Gorjainov [11] ), Geologickou fakultu Moskevské univerzity ( Viktor Kazimirovič Chmelevskoj (nar. 1931) ), Hydroprojekt ( Anatolij Igorevič Savič (nar. 1935) [12] , Ljachovitskij Felix Moiseevič ( narozen v roce 1931 ), PIIIS . Začíná aktivní zapojení do zpracování a interpretace inženýrsko-geofyzikálních materiálů číslicových počítačů . Pro mělké podrobné geofyzikální průzkumy se vyvíjí specializované zařízení.
V 60-70 letech byly získány nejdůležitější experimentální a teoretické výsledky o metodách seismického studia nekamenných půd, které sloužily jako základ pro moderní rozvoj (Uralská hornicko-geologická akademie, Bondarev V.I., Krylatkov S.M. atd. .). S vydáním „Pokynů pro použití seismických průzkumů v inženýrských průzkumech pro stavebnictví“ v roce 1977 (RSN-45-77) byla tato oblast výzkumu právně legitimizována a rozšířila se v průzkumných organizacích země. , což umožňuje studovat rozložení ukazatelů fyzikálních a mechanických vlastností v půdorysu a v řezu s úrovní podrobnosti, která je pro jiné existující geofyzikální metody prakticky nepřístupná.
V 70. letech dosáhla inženýrská geofyzika nové úrovně. Existují metody založené na prosvítání horninových masivů seismoakustickými a elektromagnetickými poli, pracuje se na vodních plochách, vyvíjejí se technologie pro stanovení fyzikálně-mechanických a vodofyzikálních parametrů v přirozeném výskytu. Roste úloha automatizovaného zpracování geofyzikálních dat.
V 80. letech se zrodily pozemní a vrtné tomografické metody, objevilo se zásadně nové přenosné digitální zařízení, byly vyvinuty metody střídavého elektromagnetického pole a georadar . Možnosti osobních počítačů rychle rostou. V letech 1982-1987 Felix Moiseevich Lyakhovitsky provedl geofyzikální práce na studiu krasu na území Moskvy
V 90. letech XX. století na katedře seismických a vrtných metod [13] MGRI-RGGRU (tehdy MGGA) pod vedením G.N. Boganika (1935-2007) a V.P. Nomokonov (1921-2001) testoval techniku seismického průzkumu s vysokým rozlišením [14] ke studiu krasových sufuzí a neotektonických procesů na území Moskvy. Notebooky a nástroje pro globální určování polohy přicházejí do inženýrské geofyziky .
Počátek nového, 21. století je poznamenán širokým zavedením seismické tomografie a elektrické tomografie do praxe inženýrské geofyziky, zvýšením kapacity kanálů a bitové hloubky digitálních zařízení, telemetrií, vznikem metody povrchových vln ( MASW ) a seismický průzkum s vysokým rozlišením odraženými příčnými vlnami ( Skvortsov Andrey Georgievich [15] . Významně se rozvíjejí možnosti balíčků pro zpracování geofyzikálních dat.
Geofyzikální metody se využívají při archeologických průzkumech [17] . Díky možnosti dálkového studia lze použitím geofyzikálních metod výrazně snížit objem zeminy vytěžené při výkopech. Složení agregátů, které tvoří skryté podzemní stavby (například tunely nebo pohřby) z hlediska elektrických a magnetických vlastností. Struktura zástupného symbolu může být také zpřesněna v průběhu radaru pronikajícího do země . Pece, ohniště, krby a kamna z pálené hlíny nebo pálené dlažební kostky mají vysokou zbytkovou magnetizaci a jsou umístěny podél silných anomálií magnetického pole. Při studiu starověkých zatopených měst se používá účinný soubor geofyzikálních metod - boční skenovací sonar , magnetický průzkum a seismoakustika.
Ve forenzní vědě se geofyzika stále více používá k detekci objektů nebo materiálů v blízkosti povrchu, které jsou zajímavé pro trestní nebo civilní vyšetřování. Jsou to ostatky obětí vražd, nelegální pohřby, skrýše zbraní, emise znečišťujících látek. K řešení těchto problémů se využívá georadiolokace a elektrotomografie.
V geotechnickém výzkumu se geofyzika používá k hledání skrytých nebo ztracených komunikací, silových kabelů, ke studiu základů, složení a vlastností půdy, ke studiu stavu důlních děl, hledání dolů atd.
| Geologie | |
|---|---|
| teoretický | |
| Dynamický | |
| historický | |
| Aplikovaný | |
| jiný | |
| Kategorie Geologie | |