Страница 24: Часть 2 (54217)

Для определения верхней и нижней границ закрепленных массивов, с развитыми в плане размерами, может быть использован метод вертикального электрического зондирования (ВЭЗ). Исследования рекомендуется вести при помощи четырехэлектродной установки. Максимальная величина разносов электродов определяется необходимостью получения отчетливого проявления на кривой зондирования слоя, находящегося под закрепленным массивом. Точки на кривой ВЭЗ по линии разносов питающих электродов должны располагаться равномерно, начальную длину установки следует выбирать такой, чтобы на кривой зондирования выделялся верхний слой незакрепленного грунта. Отношение величины последующего разноса в величине предыдущего не должно превышать 1,5-1,7. Отношение величины разносов питающих электродов к расстоянию между приемными должно быть не менее трех. Максимальное их отношение определяется наименьшим значением разности потенциалов, допустимым для измерения в конкретном случае.

При переходе от одной линии к другой нужно обязательно перекрывать кривую ВЭЗ в двух точках.

Осложняющими факторами в электроразведке являются различные помехи, которые могут вызываться утечками тока в линиях и приборах, процессами становления поля, блуждающими и теллурическими токами.

Чтобы уменьшить влияние утечек, провода приемной и питающей линий следует располагать друг от друга на расстоянии не меньше 1-5 м. Не допускается их перекрещивание.

Все предполагаемые источники утечек (измерительный прибор с соединительными проводами, источник тока, катушки питающих линий) необходимо располагать по возможности дальше от приемных электродов. Источник тока следует помещать около питающего заземления или в центре приемной линии (лучше в 2-3 м от нее перпендикулярно к линии разносов).

Влияние утечки в линиях определяют путем измерения разности потенциалов в приемной цепи при поперечном отключении питающих заземлений (поднимая в воздух концы проводов питающих линий). Оно считается допустимым, если сумма двух разностей потенциалов не превышает 5 % измеряемой разности потенциалов при включенных питающих заземлениях.

Все наблюдения необходимо вести с высокой точностью; чтобы исключить возможность ошибок, оператор должен постоянно следить за исправностью аппаратуры, правильностью соединений схем и величиной питающих и приемных электродов, контролировать отсчеты измеряемых величин.

Правильность наблюдений проверяется путем повторных измерений, которые можно выполнять, изменяя или не изменяя режим тока в питающих линиях. Проверка производится систематически, через определенное число точек и при аномальных, не согласующихся с другими наблюдениями изменениях электросопротивления.

Электрометрические исследования в скважинах (каротаж) производятся с целью определения верхней и нижней границ закрепления, удельного расхода закрепляющих реагентов и радиусов их распространения, прочностных и фильтрационных свойств закрепленных грунтов.

Измерения рекомендуется производить в сухих, свободных от закрепляющего раствора скважинах при помощи зондов с прижимными электродами, обеспечивающими надежный контакт с грунтом. Верхняя и нижняя границы закрепленных массивов, однородность закрепления, участки нарушения сплошности закрепления устанавливаются по замерам кажущегося сопротивления однополюсными градиент-зондами, а в тех случаях, когда интенсивность электрических полей помех невелика, идеальными потенциал-зондами.

Радиус закрепления определяется путем электрического зондирования закрепленного массива грунта из инъекционных или специальных каротажных скважин, а количественную интерпретацию измерений производят при помощи существующих двухслойных палеток. Контроль качества выполненных измерений осуществляется повторными замерами не менее, чем в 10 % обследованных скважин. Расхождения в значениях электросопротивлений при повторных замерах не должны превышать 10 %.

Основной аппаратурой при работе геоэлектрическими методами являются потенциометры, электронные компенсаторы, электроразведочные станции, аппаратура низкой частоты, измерители кажущегося сопротивления. Из них наиболее предпочтительными являются последние.

В качестве источников питания могут применяться сухие батареи, аккумуляторы, генераторы переменного и постоянного тока. Важным и необходимым условием их использования является неизменность силы тока в процессе работы (изменения не должны превышать 2-3 %).

Микроэлектрические измерения производятся на обнаженных поверхностях или на образцах закрепленного грунта с целью определения истинных значений удельного электрического сопротивления и установления его количественных взаимосвязей с механическими и фильтрационными параметрами. Измерения рекомендуется выполнять четырехэлектродными микроустановками при помощи аппаратуры ИКС-1. Одновременно определяется температура грунта.

Удельный расход силиката натрия закрепленных лессовых грунтов определяется по данным электрометрических исследований грунтов до и после закрепления, либо водных вытяжек из них.

Удельное электрическое сопротивление водных вытяжек измеряется при помощи электронного резистивиметра ПР-1 или реохордного моста Р-38.

По измеренной его величине определяют количество солей в грунте, пользуясь известными зависимостями между удельным электросопротивлением и концентрацией растворов.

При наличии данных химического анализа йодных вытяжек закрепленных и незакрепленных лессовых грунтов замеры удельного электрического сопротивления не производятся, а концентрацию солей определяют, заменяя условно все растворенные соли хлористым натрием. С этой целью содержание других (кроме Na и Cl’) ионов приводится к их весовому содержанию умножением на следующие коэффициенты: К· - 1; Ca·· - 0,95; Mg·· - 2; SO4″ - 0,5; HCO′3 - 0,27; CO″3 - 1,26.

При проведении замеров удельного электросопротивления грунтов ρэ количество водорастворимых солей в грунте устанавливается по величине удельного сопротивления водной вытяжки, которая определяется по формуле

ρэв = ρэ / 1,8 РпРвРt,                                                             (1)

где 1,8 - коэффициент, учитывающий дисперсность породообразующего материала и его глинистость, Рп, Рв, Pt - параметры, учитывающие влияние соответственно пористости, влажности и температуры.

Затем по разности содержания солей закрепленного и незакрепленного лёссового грунта судят об удельном расходе жидкого стекла, считая, что введение 1 кг силиката натрия приводит к повышению количества солей в этом грунте на величину эквивалентную 48 г хлористого натрия.

Прочность при одноосном сжатии для силикатированных лессовых грунтов Rлг можно определить при наличии данных геоэлектрических измерений по формуле

Rлг = а / ρкэ,                                                                    (2)

а для песчаных грунтов Rпг, закрепленных смолизацией, по формуле

Rпг = (b - ρэ) / с,                                                                 (3)

где а, к, b, с - эмпирические коэффициенты, зависящие от свойств грунта и устанавливаемые при лабораторных исследованиях.

Коэффициент фильтрации силикатированных лессовых грунтов можно определить, используя его корреляционную связь с удельным электросопротивлением по формуле

Кф = ρэ А / N,                                                                     (4)

где A и N - эмпирические коэффициенты, зависящие от свойств грунта и устанавливаемые аналогично коэффициентам в формулах (2) и (3).

Для учета температурного влияния на замеры удельного электросопротивления в скважинах при использовании зависимостей (2)-(4) все результаты измерений приводятся к температуре 20 °С по формуле

ρэ20° = ρэt [1 + 0,025 (t - 20°)],                                                  (5)

где ρэ20° и ρэt - удельное электросопротивление грунтов соответственно при температурах 20 и t °C.

ПРИЛОЖЕНИЕ 23

ПЕРЕЧЕНЬ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ БУРОСМЕСИТЕЛЬНОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ИЛОВ

Таблица 1

Технические характеристики буровых установок

Таблица 2

Технические характеристики растворосмесителей