Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Историческая справка, инженерно-геологические условия строительства ГЭС и особенности конструкции сооружения 8
1.1. Историческая справка 8
1.2. Инженерно-геологические условия строительства ГЭС 11
1.3 .Особенности конструкции сооружения 17
Глава 2. Обоснование выбора инструментальных методов и методика геофизических измерений на грунтовых плотинах Иркутской ГЭС 25
2.1. Физические предпосылки решения поставленных задач методами инженерной геофизики 25
2.2. Методика выбранного комплекса геофизических измерений 32
2.3. Методика сейсморазведочных и каротажных измерений 33
2.4. Методика электроразведочных измерений 34
Глава 3. Оценка физического состояния грунтовых плотин Иркутской ГЭС поданным геофизических измерений 37
3.1. Выявление неоднородностей земляной плотины по распределениям упругих параметров 37
3.2. Выявление неоднородностей земляной плотины по распределениям электрических параметров 48
3.3. Выявление неоднородностей суглинистого ядра плотины 58
Глава 4. Результаты начального этапа режимных геофизических измерений 76
4.1. Геофизические измерения в пьезометрических скважинах 77
4.1.1. Радиоизотопный контроль плотности
4.1.2. Термометрия и электрометрия воды по скважинам 94
4.2. Вопросы контроля и прогноза параметров фильтрации 105
4.2.1. Геофизические измерения методами ЕП 105
4.2.2. Электроразведочные исследования методом ВЭЗ 117
Глава 5. Динамика физического состояния ослабленных зон насыпной плотины Иркутской ГЭС за период 2002 - 2005 гг 125
5.1. Методы исследований и объемы ежегодных режимных измерений 125
5.2. Результаты режимных геофизических измерений выполненных в 2002-2005 гг 130
5.2.1. Результаты режимных сейсморазведочных измерений 130
5.2.2. Результаты режимных электроразведочных измерений 136
5.2.3. Каротажные измерения в пьезометрических скважинах 152
5.2.4. Измерения естественных или фильтрационных потенциалов 165
Заключение 172
Библиографический список использованной литературы
- Инженерно-геологические условия строительства ГЭС
- Методика сейсморазведочных и каротажных измерений
- Выявление неоднородностей земляной плотины по распределениям электрических параметров
- Вопросы контроля и прогноза параметров фильтрации
Инженерно-геологические условия строительства ГЭС
Изучение вопросов, связанных с проблемой использования энергоресурсов р. Ангары, начато в 1926 году, когда были выделены небольшие ассигнования Ангарскому бюро Гидровода. В 1931 году организуется Бюро Ангары при тресте Гидроэлекропроект (позже этот трест стал называться широко известным ныне институтом Гидропроект). Геологические изыскания под Иркутский гидроузел курировали известные специалисты И.В. Попов, Н.И. Соколов, Е.В. Милановский, Г.Ф. Мирчинк (1932 - 1935 гг.). Проводилась литологическая съемка района Больше-Разводнинского створа (в 60 км от истока Ангары) масштаба 1:25 000. Особое внимание было обращено на оползни левого берега, на древние галечники правобережья и современный аллювий. Лабораторные исследования грунтов почти не выполнялись. Экспертная комиссия оценила представленные материалы как схематический проект Иркутского гидроузла (он еще назывался Байкальской установкой). Она уклонилась от прогноза устойчивости левого оползневого берега после создания подпора и отнесла эти вопросы к дальнейшей стадии проектирования; песчаники были признаны надежным основанием сооружения, однако отмечались сильная трещи новатость и водоносность, особенно в угольных пластах; опасны глинистые прослои, изучение которых необходимо при расчетах суммарных осадок грунтов под основанием плотины; сейсмичность 7 баллов была признана самым существенным геологическим обстоятельством при выборе конструкции сооружений.
Инженерно-геологические изыскания в верхнем течении Ангары были возобновлены в 1946 году Московским отделением треста Гидроэнергопроект, при этом проводилось сравнение трех вариантов створа ГЭС: Иркутский (район Кузьмихи), Мало-Разводнинский и Больше-Разводнинский. Работы, которые проводила Ангарская экспедиция, включали ручное и колонковое бурение, проходку шурфов, опытные откачки и нагнетания в скважины; выполнены лабораторные исследования физико-механических свойств четвертичных отложений и юрских пород. В августе 1947 г. в Иркутске состоялась Конференция по производительным силам области, где было принято решение о строительстве ГЭС мощностью 600 000 квт. Главный инженер Бюро Ангары Г.К. Суханов предложил Мало-Разводнинский вариант створа; преимущества этого варианта были обоснованы геологом Н.М. Болотиной и заключались они в отсутствии оползней в левобережном примыкании плотины и преобладании относительно прочных песчаников в основании сооружений гидроузла.
В 1948 - 1949 гг. проводились инженерно-геологические изыскания для составления проектного задания строительства Иркутской гидростанции, в результате которых главным геологом Ангарской экспедиции В.А.Емельяновым был написан отчет (Москва, 1949г.; том 2, часть 2-инженерно-геологические условия). Для обоснования технического проекта, с января по декабрь 1950 г., той же экспедицией были выполнены изыскания на выбранном Мало-Разводнинском створе Иркутской ГЭС и также составлен отчет (Иркутск, 1951; том 1, часть 3 — инженерная геология, автор -В.А. Емельянов).
При составлении проектного задания производилась сравнительная характеристика трех вариантов створа, при этом учитывались: устойчивость грунтового основания сооружений, условия примыкания и фильтрация в основании и в обход плеч плотины. Наилучшим створом был признан Мало-Разводнинский - в основании преобладают прочные крупно- и. среднезернистые юрские песчаники. Правое и левое примыкания плотины устойчивы (это надпойменные террасы, перекрытые пролювиально-делювиальными четвертичными суглинками). Судьбу Мало-Разводнинского створа решили оползни левого крутого склона. Вдоль берега на расстоянии 165 км наблюдались три крупных оползневых цирка с почти вертикальными стенками отрыва, расположенными параллельно берегу и совпадающие с господствующей системой трещиноватости. Крупные блоки юрских песчаников с прослоями алевролитов имели амплитуду смещения 20 - 30 м; глубина захвата склона составляла 150 - 200 м, причем поверхность смещенных пород располагалась на несколько метров ниже коренного ложа долины. Признаков современных интенсивных смещений не обнаружено, но в делювиальных отложениях, покрывающих оползневые накопления, отмечались свежие трещины срыва. Наблюдения на железнодорожном полотне, расположенном на оползневых накоплениях в нижней части склона, показывают, что стабилизация оползней не заканчивалась (замечу, что это был 1948 год). Образование Ершовских оползней объяснялось автором большой пригрузкой и значительной крутизной склона, литологическим составом пород (прослои алевролитов и глин) и наличием трещиноватости, параллельной долине р. Ангары. Иркутский створ не выдержал конкуренции по причине менее надежного грунтового основания для бетонных сооружений - здесь в разрезе юрских пород преобладали алевролиты.
Условия фильтрации в основании и в обход правого плеча плотины во всех трех створах примерно равнозначны. Сравнительно невысокие коэффициенты фильтрации юрских пород и четвертичных отложений наряду с громадным расходом Ангары вообще не позволяли придавать этому фактору решающего значения при выборе створа (В.А. Емельянов, 1949). Условия в обход левого плеча хуже всего в Больше-Разводнинском створе, так как благодаря раздробленности пород оползневых накоплений размеры обходной фильтрации будут более значительны.
Экспертная комиссия при Научно-техническом совете Госплана СССР согласилась с предложенным в проекте Мало-Разводнинским сводом плотины и общей компоновкой сооружений гидроузла. В декабре 1956 г. заработал первый агрегат Иркутской гидроэлектростанции, а в 1959 г. открылось постоянное движение городских автобусов по плотине.
Методика сейсморазведочных и каротажных измерений
Электроразведка методом вертикальных электрических зондирований (ВЭЗ). На достоверность и точность электроразведочных измерений на участке работ оказывают влияние геологические, промышленные, инструментальные и топографические помехи. Две последние в данном случае минимальны.
Глубинность исследований методом ВЭЗ необходимо было обеспечить до 30-40 метров, то есть до коренного основания плотины. С этой целью максимальная величина разносов питающих линий ВЭЗ была выбрана 440 метров. Для проведения измерений в методе ВЭЗ [Хмелевской В.К., Шевнин В.А, 1994], так же как и в методе ЕП и при определениях УЭС воды, до 2002 г. использовался стандартный электроразведочный авто компенсатор АЭ-72.
С 2002 г. начаты измерения новой электроразведочной аппаратурой «Электротест — С» (Производство, Россия, Москва: НТК «Диоген-2001»). Это портативный низкочастотный компьютизированный электроразведочный прибор для работы в условиях промышленных помех и сложных заземлений. Прибор в цифровом варианте обеспечивает измерение электрических величин в режиме накопления до 10 раз. Тем самым погрешность измерений не превышала 5%. Область применения - определение характеристик грунтов по их электрической проводимости, площадные инженерно-геологические исследования, съемка методом естественных потенциалов фильтрации и решение ряда других задач. Выбор установок ВЭЗ осуществлен из опыта электроразведочных работ на насыпных грунтах плотин и высоких автомобильных и железнодорожных насыпях. В качестве электродов MN применены латунные стержни длиной 0,5 м и диаметром 2 см, а электродов А, В — стальные стержни длиной 1 м и диаметром 1 см.
Система и густота сети наблюдений ВЭЗ определялись техническим заданием и условиями решения поставленных задач. Шаг наблюдений (или расстояния между соседними точками наблюдений) составлял не более глубины залегания скального основания (ложа) плотины. Контроль точности измерений «старым» прибором осуществлялся путем систематического выполнения повторных замеров. Повторные ВЭЗ»по отдельным пунктам составили 5% всего объема измерений. Средняя относительная погрешность наблюдений ВЭЗ и в этом случае не превышала 5%. Использованная методика проведения ВЭЗ в целом не отличается от общепринятой [Электроразведка, Справочник геофизика, 1982]. Электроразведка методом ЕП выполнена в варианте способа съемки потенциалов. Особенностью ЕП земляной плотины ГЭС является то, что его параметры определяются, в основном, фильтрацией воды в проницаемых грунтах плотины. Причем, если U=0 (U - потенциал ЕП), то переток воды отсутствует, локальные отрицательные аномалии дают утечки из дренажа. При равномерной инфильтрации по всей плотине, ЕП будет увеличиваться по направлению к дренажной прорези, а при фронтальной и фланговой утечках, неоднородности в нижнем клине плотины будут отличаться локальными аномалиями ЕП: линзы мелкодисперсного глинистого материала дают положительные аномалии, а зоны, сложенные крупнообломочным и гравийно-галечным грунтом -отрицательные [Семенов А.С., 1980]. Шаг и разнос между соседними установками неполяризующихся электродов равнялись 10 м. Использовалась та же система профилей, что и для постановки ВЭЗ. Профили соединялись между собой по магистрали через один и тот же пикет для всех режимных измерений. По каждому профилю увязка осуществлялась с начальной (постоянной) точкой измерений ЕП и при изучении динамики ЕП по отдельным профилям во времени, предпочтение отдавалось результатам таких измерений.
Для измерений значений и знаков потенциалов ЕП применялся прибор АЭ-72. Все измерения проводились по известной методике. Большое внимание при работе уделялось устройству заземлений, так как в методе ЕП качество заземления, а также соблюдение правильности подключения электродов к клеммам прибора и порядок их перестановки имеют главное значение. Для устройства заземления керамические неполяризующиеся электроды предварительно подготавливались в лабораторных условиях: вымачивание в воде, заправка насыщенным раствором медного купороса, подбор пар электродов с поляризацией не более 2 мВ. При работе на профилях неполяризующиеся электроды устанавливаются в заранее специально приготовленные углубления в земле диаметром около 10 см и глубиной до 8 см с ровной поверхностью, смоченной водой.
В способе съемки потенциалов ЕП один электрод (N) в нулевой точке профиля остается неподвижным, а второй (М) переносится по профилю с шагом Юм. Поскольку значение поляризации электродов зависит от температуры, в жаркую солнечную погоду электроды защищались от прямого попадания солнечных лучей. Нулевая точка, с неподвижным электродом N, выбиралась на центральной части профиля. Сначала наблюдения ЕП велись на одной стороне профиля, а затем на другой с одним пунктом установки измерительной аппаратуры в нулевой точке. При переходе с одного профиля на другой делалась взаимная увязка по нулевым точкам. Здесь очень важен четкий контроль за порядком перестановки электродов, соблюдение правильности их подсоединения к прибору и учет знаков потенциалов электродов. При работе методом съемки потенциалов ЕП контроль точности осуществляли путем измерений на обратном ходе по профилям при смотке соединительной линии подвижного электрода N на 5% от общего числа точек наблюдений. Отклонения измеренных величин потенциалов ЕП на одних и тех же точках профиля при прямом и обратном ходах не превышали 5%. Все работы велись согласно существующим инструкциям по электроразведке.
Данные съемки потенциалов ЕП после увязки на величину средней разности потенциалов на перекрываемых участках и по нулевым точкам магистрали представлялись в виде графиков изменений потенциалов по точкам наблюдений на профилях.
Резистивиметрия. Определение удельного электрического сопротивления (УЭС) воды проводилось в пьезометрических скважинах с помощью каротажного четырехэлектродного зонда оригинальной конструкции. Соединительный провод заранее размечался с шагом проведения замеров в 1 м. Погружение зонда обеспечивалось его собственным весом. УЭС воды в скважинах определяли по формуле:
р = к Ш, где U - разность потенциалов, I - ток, к - коэффициент установки зонда, который определялся в лабораторных условиях на известных по УЭС растворах воды и контролировался в процессе работы. Измерения проводили с помощью прибора АЭ-72 и «Электротест-С» при погружении и подъеме зонда в скважине. Средняя ошибка измерений не превышала 10 и 5% - соответственно.
Выявление неоднородностей земляной плотины по распределениям электрических параметров
Интерпретация данных электроразведочных методов ВЭЗ, ЕП и измерений удельного электрического сопротивления (УЭС) воды в скважинах проводилась известными способами. Предварительно, для обработки данных ВЭЗ кривые кажущегося УЭС (АВ/2) сортировали по типам кривых и анализировали их с учетом известных сведений о параметрах толщи грунтов плотины. Такой подход позволил сопоставить и увязать геофизические данные с реальной обстановкой в породах грунтовых плотин. При этом учитывалось, что значения УЭС грунтов уложенных в тело плотины, определяются минеральным составом, плотностью, пористостью и обводнённостью под действием подпора со стороны водохранилища. Известно, что раскрытие пор в грунтах, заполнение их водой и степень минерализации этой воды ведут к заметному снижению УЭС, что позволяло оценивать по этому критерию состояние грунтов плотины.
Качественная интерпретация ВЭЗ заключалась также в построении разрезов по профилям (Рис. 3.9), на которых по относительному уменьшению АВ/2 выделялись участки разуплотненных и водонасыщенных грунтов. Количественная интерпретация ВЭЗ вначале проводилась с использованием специальных программ для ПЭВМ, а затем по программе IPI2Win (Рис. 3.10). В целом, при интерпретации принималось во внимание, что на тип кривой существенным образом влияли локальные неоднородности, особенно в верхней части разреза. Часто такие неоднородности значительно искажали левые ветви кривых. Однако, в средней части толщи насыпных грунтов плотины и в ее основании преобладали относительно однородные пачки слоев. Большое влияние на правую резко спадающую ветвь кривых оказывали низкоомные слои углистых сланцев с прослоями бурых углей. Их УЭС составляют первые Ом м и первые десятки Ом м. Если разносы питающих линий АВ и геоэлектрический разряд обеспечивали большую глубинность зондирований, то на кривых (АВ/2) в правых ветвях проявлялось увеличение за счет проникновения тока в более высокоомные слои песчаников.
Анализ кривых показывает, что в левых ветвях преобладают элементы типа НК, KQ, КН, HQ, QH, а в правых: QH, КН. Неоднородности в грунтах плотины выделялись по УЭС в толще для глубин от 8 до 30 м, так как именно этот интервал представляет практический интерес. Количественная интерпретация включала две стадии: физическую интерпретацию для определения параметров геоэлектрического разреза и геологическую интерпретацию для увязывания УЭС и определенных мощностей геоэлектрических слоев с инженерно-геологическими характеристиками толщи грунтов. Разрезы кажущихся удельных сопротивлений по профилям. По профилю ПР1 было выполнено 12 ВЭЗ. Разрезы кажущихся сопротивлений и геоэлектрический по этому профилю характеризуются как относительно однородные, а по значениям электросопротивлений толща грунтов в интервале глубин 8 - 30 м может быть отнесена к наиболее высокоомной из всех обследованных, в данном случае, профилей по плотине (Рис. 3.10). Здесь преобладали кривые с элементами HKQ и HQK. Относительная высокоомность разреза может быть обусловлена низким ( 20 м от дневной поверхности) уровнем грунтовых вод. Следует напомнить, что профиль ПР1 (электроразведочный) находился на берме со стороны нижнего бьефа плотины (см. схему профилей, рис. 3.1). На величину УЭС также, оказали влияние уплотнение грунтов и малая влажность. Толща грунтов на глубинах от 8 до 30 м (Рис. 3.10) имеет УЭС от 3,2 до 8,5 кОм м, то есть все значения одного порядка. Разброс значений можно объяснить локальными изменениями влажности, содержанием песчано-глинистого заполнителя гравийно-галечного грунта, различиями в уплотнении. Изменения указанных параметров грунтов невелики, так как невелик диапазон изменений УЭС по профилю №1.
Общее количество ВЭЗ, выполненных по профилю ПР4, составляет 15 точек наблюдений. Геоэлектрический разрез по толще грунтов в средней его части менее однороден (см. рис. 3.9 - 3.10). Из-за более высокого положения уровня грунтовых вод (примерно 8 м от дневной поверхности), УЭС таких же гравийно-галечных грунтов, что и по профилю ПР1, здесь по профилю ПР4 значительно ниже: от 10 Ом м до -300 Ом м. По профилю ПР4 можно выделить четыре зоны: две зоны с УЭС 150 - 300 Ом м на участках пикетовГЖ15-ПК18 и ПК19+50-ПК24+50; две зоны с УЭС 10- 80 Ом м на ПК 17+50 -ПК19+50 и с ПК24+50 до ПК28. Объяснениями наблюденной дифференциации зон по УЭС могут служить различия в объемном содержании, степени минерализации и уплотненности песчано-глинистого заполнителя в гравийно-галечном грунте, а также фильтрации воды со стороны водохранилища. Эти взаимосвязанные факторы могли создать указанные зоны относительно низкого УЭС с большим содержанием заполнителя и относительно высокого УЭС, в которых заполнителя меньше за счет выноса фильтрующимися водами. Возможны и другие объяснения, например, технологические, связанные с укладкой грунта и его уплотнения.
Работы по профилю ПРЗ над суглинистым ядром представляли наибольшую сложность в связи с близостью к источникам транспортных помех, а также трудностями с заземлениями. По этому профилю выполнено 37 ВЭЗ с шагом от 25 до 50 м между соседними ВЭЗ. Кривые ВЭЗ по профилю 3 испытывали искажения от разных включений, в том числе от обсаженных скважин пьезометрических наблюдений. Геоэлектрический разрез по профилю ПРЗ сложный, с частыми горизонтальными и вертикальными неоднородностями По типам кривых здесь были получены самые различные сочетания. Достаточно широк и диапазон значений УЭС: от первых тысяч Ом м до первых десятков Ом м. В интересующей нас части геоэлектрического разреза также наблюдается пестрая картина распределения зон с разными УЭС Низкоомные зоны зарегистрированы в районе ПК14, ПК14+75 - ПК15+25, ІЖ16 - ПК17+25, ПК20, ГЖ22, ГЖ23+50, ПК25 - ПК 25+50. Самые высокоомные (первые тысячи Ом м) зоны зарегистрированы на ПК26 - ПК28. На остальных пикетах получены промежуточные значения УЭС в сотни Ом м.
Сразу замечу, что, несмотря на близкое расположение профилей 3 и 4, однозначного совпадения низкоомных и высокоомных зон по ним не наблюдается. Выделенные низкоомные зоны по профилю 3 в диапазоне глубин 8 - 30 м могут быть характеризованы в инженерно-геологическом отношении как более водонасыщенные и, вероятно, разуплотненные по сравнению с высокоомными по этому же профилю.
Электроразведка ЕП входила в общий комплекс электроразведочных работ и ее интерпретация включала обработку графиков значений потенциалов по профилям наблюдений путем приведения их к единому нулю (отсчету), за который была принята нулевая точка (ПК21) на профиле - I. Это приведение (увязка) делалось путем сдвига оси профилей на графиках вверх или вниз в зависимости от того, какой знак имеют разности потенциалов (+ или -) между нулевыми точками увязываемых профилей. В случае, когда профили наращивались, увязку проводили по перекрытым участкам профилей.
По своей природе наблюденные поля ЕП относятся к фильтрационным, связанным с движением подземных вод в грунтах, т.е. образуются за счет электрокинетических явлений. Имеющаяся практика работ по ЕП на плотинах [Огильви, 1990] показывает, что при равномерном водопритоке к дренажной призме, она выделяется положительными значениями потенциалов. Отрицательные аномалии характерны для участков повышенной инфильтрации и утечкам (нисходящие потоки). Деформация фильтрационного потока ведет к повышению скоростей течений. В этом случае над горизонтальными дренажами, перехватывающими "однородный" поток воды, в грунтах возникают отрицательные аномалии ЕП. Постоянство ЕП по профилю свидетельствует о равномерности водопритоков по оси профиля.
Вопросы контроля и прогноза параметров фильтрации
Определение плотности грунтов в окрестностях скважин с использованием радиоизотопных методов в настоящее время используется достаточно широко. Показателем плотности является скорость счета импульсов гамма-излучения. Зависимость между ними обратная, то есть с увеличением плотности скорость счета импульсов уменьшается и наоборот.
В данном случае конструкция пьезометрических скважин, в которых проводились радиоизотопные измерения, достаточно сложная. Начальный диаметр трубы, выполняющей роль кондуктора, составляет 12 дюймов, затем с глубиной идут переходы на трубы меньшего диаметра 10 и конечная 8 дюймов, диаметр трубы-пьезометра - 2 дюйма. Перфорированая часть последней оборудована фильтром из латунной (скв.2523, скв.2412, скв.1622) или виниловой (скв.1911, скв. 1611) сеткой. Длина фильтра 1 - 2 м. Сами трубы фильтра покрыты с обеих сторон битумом для защиты от коррозии. Изоляция водоносного горизонта выполнялась забивкой суглинком.
В 1993 г., в июне, ПО "Сосновгеология" провела работы по очистке скважин. Таким образом, конструкции скважин и прилегающий грунт испытывали не только природные, но и интенсивные техногенные воздействия, учесть которые сложно. Поэтому интерпретация данных измерений, полученных в 8 пьезометрических скважинах, проводилась, в основном, путем качественных сравнений результатов измерений по глубине с инженерно-геологическим разрезом, а также сопоставлением данных, полученных в разное время, по одним и тем же скважинам.
Все измерения выполнены стандартным прибором плотномером. Этот плотномер поверхностно-глубинный радиоизотопный ППГР-1 по своим техническим условиям эксплуатации предназначен для экспресс-измерений плотности песчаных и глинистых грунтов при температурах от -10С до +40С (диапазон измерения плотности от 0.8 до 2.3 кг/м3. Систематическая погрешность при доверительной вероятности 0.9 не более ±0.05 кг/м .
Методика измерений стандартная. Сначала измеряется естественный фон гамма-излучения с шагом проведения замеров через 1 метр от забоя скважины к ее устью, затем также с забоя по тем же точкам проводятся замеры уже с подсоединенным источником гамма-квантов суммарного потока гамма-квантов фонового естественного и рассеянного искусственного излучения источника. По разности этого суммарного и фонового значений определяют долю рассеянного излучения, которое и используется для оценивания плотности грунтов.
Одновременно с основными проводятся и контрольные замеры путем повторного спуска-подъема скважинного зонда по скважине и измерений с шагом через 3-5 точек основных замеров. Во всех случаях отсчеты по прибору количества импульсов за установленное время (обычно 10 секунд или более в зависимости от стабильности фонового излучения) при каждой установке зонда делается по три раза и в расчет берется среднее арифметическое значение скорости счета импульсов в секунду.
Модельные исследования (с материалами плотностью от 1 г/см3 до 2,3 г/см3, обсадной железной трубой с внешним диаметром 45 и 50 мм, толщиной стенок 3-4 мм) показывают, что скорость счета падает по экспоненте с ростом плотности. Поглощение гамма-излучения за счет трубы по сравнению с замерами без нее увеличивается в 2 - 3 раза. В результате моделирования и градуировочных графиков, входящих в комплект ППГР-1, возможно построена зависимость для перехода от количества импульсов, зарегистрированных за секунду, к значениям плотности контролируемой среды (рис.4.2). Этот график был получен с использованием материалов исследований (Мироманов и др., 1993 г).
Таким образом, переход от количества импульсов, зарегистрированных в единицу времени (секунду), к значению плотности контролируемой среды (грунта) при обычных условиях, осуществлялся по градуировочным графикам, входящим в комплект прибора. Однако в ситуации, когда определение плотности строго не регламентируется, требуются специальные градуировки. Поскольку для измерений использовались пьезометрические скважины, которые по своим конструкционным особенностям мало подходят для подобных работ, то плотности оценивались в относительных, условных единицах (усл. ед., или числом импульсов в секунду: имп./с) скорости счета импульсов, связанных с плотностью обратной зависимостью [Смородинов, 1980; Звольский, 1980].
Погрешности измерений радиоизотопным методом (систематические, случайные и грубые) учитываются соответственно за счет аппаратурной конструкции, регулярным контролем градуировки, нормированием результатов измерений (рабочего на объекте и контрольного на градуировочном устройстве в лабораторных условиях). Случайные погрешности, возникающие за счет вероятностно-статистической природы используемых ЗООг источников излучения и характера взаимодействия гамма-излучения с грунтами, оцениваются обычными способами в предположении нормального закона распределения измеряемых параметров, то есть находятся средние значения и дисперсии. В реальных условиях надо учитывать, что, как толщина стенок трубы пьезометра, так и зона влияния скважины не являются стабильными, поэтому погрешность оценки плотности по радиоизотопному методу может достигать 0,3 г/см3 [Скважинная ядерная геофизика: Справочник геофизика, 1983].
Результаты измерений прибором ППГР-1 в скважинах за 1995 год и полученные ранее в 1993 году представлены в графическом виде (Рис. 4.3). Распределения скорости счета импульсов компоненты рассеянного излучения по глубине скважин и по датам проведения замеров с указанием погрешности определений и других вероятностно-статистических показателей, в частности средних значений и их отклонений и коэффициентов корреляции между отдельными циклами измерений, в табличной форме (Табл. 4.1).
Точность полевых измерений оценивалась средней относительной ошибкой или средним относительным отклонением (средним разбросом) [Дмитриев В.И., Морозов В.А., Жданов М.С. и др., 1982]: При общем числе контрольных точек п, которое при исследованиях составляло не менее 10%, в среднем относительные погрешности не превосходили допустимых пределов, принятых при полевых наблюдениях, то есть 5 - 10%.
Для проведения анализа и оценки тенденций процессов изменений в массиве грунтов представлены данные о грунтах и средние арифметические значения с их средними квадратическими отклонениями или дисперсиями, полученные в разное время (Табл. 4.1). Известно, что основными характеристиками тенденций протекания какого-либо процесса являются именно средние арифметические значения. Таким образом, сопоставляя изменения значений этих параметров во времени, можно определиться с направленностью процесса. За время исследований оценить характер процесса не представляется возможным из-за малого срока наблюдений и для этого необходимы многолетние регулярные измерения по определенной сети и строгому графику проведения работ. Поэтому анализ изменений носит временной характер, и вероятнее всего эти изменения являются сезонными.
