Введение к работе
Актуальность темы. Масштабы и темпы индустриализации страїш предопределяют увеличение объёмов строительства и реконструкции дорог, а следовательно, и искусственных сооружений на них - мостов, путепроводов, тоннелей.
Возникла новая проблема большой важности - ^пользование существующих фундаментов инженерных сооружений при реконструкции последних. Поэтому весьма актуальной является разработка методов н средств измерений, предназначенных для инженерно - реологических исследований фундаментов.
Важный параметром, существенно влияез^ы на несущую способность фундаментов инженерных сооружений, является глубина их вантаження. Как правило, даже в сохранившэйся технической документации, касающейся построенных ранее мостов и других икяенерщх сооружений, отсутствуют достоверные сведения о глубине погружения нижней части фувдаментов. Получение этой информации требует в 5ольшом объёме трудоёмких и дорогостоящих горнотехнических работ. Поэтому разработка портативных способов оценки глубины заложеиія {ундаментов о помощью методов инженерной геофизики является весьма актуальной. Среда катодов инженерной геофизики для решения тсс задач наиболее целесообразно и аффективно использование »лектроразведки.
В настоящее время методами электроразведки успешно решаются шогиз задачи рудной н инженерной геологии. Перечисленные задачи югуо быть успешно ресены лишь при правильной выборе методики, а ?аккэ рациональной организации пояевах наблюден; л в общем процесіє влэктроразведочннх работ. Опыт показывает, что наибольшая селективность достигаете.! при всестороннем изучении поля, когдь. ие-!ледования различными способами на дневной поверхности и на ниже-іерно - геологичесгои массивах с фундаментами рассматривается как (диное целое.
Поставленным требованиям удовлетворяет методика, разработан-
- 2 -пая автором на осноЕанки обобщения материалов теоретических, експериментальних и полевых работ.
Цель настоящей работы - создать методику электроразведки, позволяющую определять глубины заложения фундаментов существующих инженерных сооружений, основанную на выявленных теоретико-вкспериментальних зависимостях между геоелектричкскими и геометрическими параметрами фундаментов.
Основные задачи исследования включали:
-
Расчёт и анализ аномальных эффектов в методе сопротивления от кекоторіи тел простой геометрической формы, условно имитирующих фундаменты /нженерных сооружений.
-
Расчёт и изучение возможностей использования переходного сопротивления фундамента с целью оценки его геометрических размеров.
-
Анализ влияний геоэлектрической зональности строения фундаментов на возможности методики.
-
Физическое моделирование и экспериментальная проверка выводов основных теоретико-методических расчётов.
-
Выбор полевого геоэлектрнческо^о метода и создание оптимальной методики определения глубиии заложения фундаментов существующих иняенерных сооружений с помощью электроразведки, её опробование и внедрение в ряде производственных организаций.
-
Разработка методических р... ^ендаций по определению глубины заложения фундаментов опор существующих сооружзний геофизическим методом на объектах Укрремдорпроссст и Укргипродор Мивдор-строя УССР.
-
Подсчёт экономического эффекта от применения методики по данным инженерно-геологических изысканий.
Научная новизна работы состоит в следующем: I. Проанализированы, расширены и углублены представления об аномеганых аффектах в постояннах электрических полях с фундаментами инженерных сооружений, форму которых условно можно уподобить
- з -голусфероиду или полусфере.
Z. Установлены теоретико-экспериментальные зависимости, обо ювывакщие предлагаемую методику.
-
Получена экспресс-оценка влияния геозлектрической зональ-юсти фундаментов инженерных сооружений на возможности предлагали методики.
-
Впервые установлена функциональная связь комплексного олек рометрического параметра фундамента с глубиной его заложения,
-
Разработана новая методика электроразведочных работ, поз-юляющая аффективно определить глубину заложения фундамента по ,анным электроразведки при инженерно-геологических исследованиях.
Основная идея работы заключается в том, что измерял удельное лектрическое сопротивление грунта окружающего фундамент, его пе-еходное сопротивление заземлённой части и периметр у погерхности емли, входящие в комплексный электрометрический параметр влектро-азведочнш методом, который функционально связан с глубиной фун-аментов, представляется возможным определение последних в их стественном залегании.
Практическая ценность работы. Предложены и внедреїш в произ-одство рекомендации по определению глубины заложения фундаментов пор существующих мостовых переходов при решении инженерно-геоло-кческих задач, что дало в Укрремдорпроекте за 1979 - 1987 tr.
эдтвервдённый экономический эффект в сумме 667,ft тыс. руб.
Ашіробация работы. Основные положения, выводы и рег^льтати
^следований докладывались на 21 Всесоюзных, республиканских и
зжреспубїиканских конференциях, семинарах, симпозиумах и съезда/. і Материалы использовались Миндорстроем УССР при демонотрзгр/
»учно-технической информации на ВДНХ СССР в IS&3 г. и Оьердлоь-
шм ЦНГИ а 1985 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 с.ат*й и тезках докладов, составлено 7 научно-технических отчетов и ряэраЛо-
- 4'-тано две методических рекомендации.
Объём и структура работы. Диссертация обстоит из введения, трёх глав и заключения, содержит 83 страницы, 30 графических приложений. Список литературы включает 72 наименования.
В начале работы описаны проявления аномальных оффэктов создаваемые двух и трёхмерными геоэлектрическими моделями в прямых задачах электрического зондирования постоянный током. В качестве модели, заменяющей вертикальный фундамент-заземлитель, взяты полуэллипсоид вращения и полусфера. Сравнение теоретических и практических результатов приводит к идее использования функциональное зависимости геоэлектрических и геометрических парамьтроЕ фуцдаментов-заземлителэй ч использованием их переходного сопротивления.
Для измерения глубины заземлённой части фундамента пелена формула, связывающая простым аналитическим выражением неизвестную полуось эллипсоида - глубину л известный комплексныЯ влектрометри-ческиЛ параметр. Lj = >? / PR , где $ - удельное электрическое сопротивление окружающего фундамент грунта, R - переходноэ сопротивление заземлённой части фундамента и Р - периметр его измеренный у поверхности земли.
В заключение излагаются основные результаты и выводы работы и сформулированы защищаемые положения.
Работа над диссертацией проводилась под руководством доктора геол.-минер. наук, профессора В.ИДондарева чьи полезные советы и практические замечания оказали неоценимую помощь автору. Ряд
задач был решён соискателем совме о с В.И.Бондаревым и канд.
геол.-минер. наук, доц. З'.Д.Кузьменко. Ьольщую помощь автору оказал главспец Львовского филиала Укргипродор А.М.Андрощук. В проведении исследований большое содействие оказали доктор техн. наук, профессор Ь.Г.Тарасов, доктор геол.-минер. наук В.М,Сапожников, доц. В.П.Степанюк, доц. С.Г.Ьабюк, доц. В.И.Горбунов.
Ценные советы и поддержка направления работ получены от проф. Р.С.Сейфулина, проф. Б.К.Матвеева, проф. Ф.М.Ляховицкого. Воем им автор приносит свою глубркую благодарность.