Геомаркетинг » ПРИМЕНЕНИЕ МЕЖСКВАЖИННОГО РАДИОВОЛНОВОГО ПРОСВЕЧИВАНИЯ ПРИ ОБСЛЕДОВАНИИ ОСНОВАНИЯ МОСТОВЫХ ОПОР

DOI: https://doi.org/10.25296/2221-5514-2022-14-4-72-85

ПРИОБРЕСТИ ПОЛНУЮ ВЕРСИЮ за 250 руб.

“Геотехника”, Том XIV, № 4/2022

ПРИМЕНЕНИЕ МЕЖСКВАЖИННОГО РАДИОВОЛНОВОГО ПРОСВЕЧИВАНИЯ ПРИ ОБСЛЕДОВАНИИ ОСНОВАНИЯ МОСТОВЫХ ОПОР

Истратов В.А., Чуркин А.А., Перекалин С.О.

Истратов В.А., Чуркин А.А., Перекалин С.О., 2022. Применение межскважинного радиоволнового просвечивания при обследовании основания мостовых опор. Геотехника, Том ХIV, № 4, с. 72–85, https://doi.org/10.25296/2221-5514-2022-14-3-72-85.

Обследование опор эксплуатируемых сооружений транспортной инфраструктуры требует привлечения косвенных геофизических методов в дополнение к прямым методам инженерно-геологических изысканий. Это особенно актуально для участков развития опасных инженерно-геологических процессов. Поскольку доступ к самой конструкции часто затруднен или невозможен, а размещение наземных систем наблюдений не всегда осуществимо, возрастает роль скважинных и межскважинных геофизических методов. Информация, получаемая при выполнении геофизических исследований, должна характеризовать основные особенности строения и свойств грунтового массива в межскважинном пространстве. В связи с этим используются методы, позволяющие выполнить томографическую инверсию данных для получения двумерных и трехмерных картин распределения геофизических параметров в грунтовом массиве. Помимо получившего достаточно широкое распространение межскважинного сейсмоакустического прозвучивания, растет объем работ по радиоволновому
просвечиванию. Применение комплекса методов скважинных геоэлектрических исследований, включающих радиоволновое просвечивание и каротаж, показано на примере результатов работ, выполнявшихся с целью уточнения инженерно-геологических условий основания опор существующего моста. Выполнена оценка физических свойств грунтов, выявлены зоны грунтов, связываемых с тектоническими нарушениями, обводненностью и карстово-суффозионной опасностью. Геоэлектрическое просвечивание по методике радиоволновой геоинтроскопии (РВГИ) межскважинного пространства было использовано для изучения состояния основания опор совместно с электрокаротажом по методике многочастотной диэлектрической интроскопии, гамма-каротажом, лабораторными исследованиями образцов. Корреляция результатов геоэлектрического картирования с данными лабораторных исследований образцов позволила получить ряд зависимостей, описывающих связь параметров грунтов и их электрофизических характеристик. Показана практическая возможность использования межскважинного просвечивания РВГИ для проверки глубины заложения свай для конкретного инженерно-геологического разреза.

1. Галушкин И.В., Кухмазов С.У., Рагозин Н.А., 2021. Межскважинное сейсмическое просвечивание — важный инструмент инженерно-геологических изысканий на площадках строительства объектов повышенной ответственности. Инженерные изыскания, Том XV, № 1–2, с. 62–75, https://doi.org/10.25296/1997-8650-2021-15-1-2-62-75.
2. Истратов В.А., 2008. Радиоволновые исследования межскважинного пространства. Инженерные изыскания, № 4, с. 78–83.
3. Истратов В.А., Колбенков А.В., Кузнецов Н.М., Перекалин С.О., Черепанов А.О., 2019. Способ объемной радиоволновой геоинтроскопии горных пород в межскважинном пространстве. Патент RU № 2710874 от 27.03.2019.
4. Истратов В.А., Скринник А.В., Перекалин С.О., 2019. Система радиоволновой геоинтроскопии межскважинного пространства. Патент RU № 2706205С1 от 30.04.2019.
5. Истратов В.А., Скринник А.В., Перекалин С.О., 2019. Скважинный многочастотный интроскоп для исследования околоскважинного пространства. Патент RU № 2733110С1 от 11.08.2019.
6. Истратов В.А., Скринник А.В., Перекалин С.О., Колбенков А.В., Черепанов А.О., 2019. Способ диэлектрического каротажа околоскважинного пространства. Патент RU № 2714177 от 30.12.2019.
7. Капустин В.В., Владов М.Л., 2020. Техническая геофизика. Методы и задачи. Геотехника, Том XII, № 4, с. 72–85, https://doi.org/10.25296/2221-5514-2020-12-4-72-85.
8. Капустин В.В., Истратов В.А., Бобачев А.А., 2013. Возможности комплекса методов скважинной сейсмоакустики и электрометрии при оценке закарстованности и суффозионной неустойчивости грунтов на застроенных территориях. Инженерные изыскания, № 5, с. 72–78.
9. Капустин В.В., Чуркин А.А., Владов М.Л., Набатов В.В., Гайсин Р.М., Николенко П.В., 2021. Руководство по контролю качества скрытых работ геофизическими методами при строительстве подземных объектов, включая объекты метрополитена, на территории Москвы. Изд-во Правительства Москвы, Москва.
10. Колбенков А.В., Каринский А.Д., Перекалин С.О., Истратов В.А., 2018. Программа обработки данных электромагнитного каротажа методом многочастотной диэлектрической интроскопии «MFDISolverAD». Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2018663774 от 02.01.2018.
11. Колбенков А.В., Черныш Е.М., Капустин В.В., Чуркин А.А., 2022. Опыт 3D геоэлектрического картирования межскважинного пространства для оценки зон повышенной закарстованности при инженерном освоении. Инженерная геология, Том XVII, № 3,
с. 64–75, https://doi.org/10.25296/1993-5056-2022-17-3-64-75.
12. Кузнецов Н.М., 2012. Способ 3D обработки данных радиоволнового просвечивания межскважинного пространства. Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле, Вып. 19, № 1, с. 240–246.
13. Кузнецов Н.М., Колбенков А.В., Истратов В.А., Перекалин С.О., 2017. Программа обработки данных радиоволнового просвечивания методом радиоволновой геоинтроскопии «RVGI#3D». Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2017662496 от 20.09.2017.
14. Чуркин А.А., 2020. Развитие методики применения геофизического комплекса для контроля качества заглубленных монолитных конструкций. Дис. … канд. техн. наук, МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва, https://doi.org/10.13140/RG.2.2.15557.17122.
15. Чуркин А.А., 2023. О возможностях вспомогательных методик сейсмоакустического обследования свайных фундаментов. Вестник НИЦ Строительство, Том XXXVI, № 1, с. 59–71, https://doi.org/10.37538/2224-9494-2023-1(36)-59-71.
16. Чуркин А.А, Капустин В.В., Конюхов Д.С., Владов М.Л., 2021. Последние изменения в российской практике нормативного регулирования «технической геофизики». Геотехника, Том ХIII, № 2, с. 56–70, https://doi.org/10.25296/2221-5514-2021-13-2-56-70.
17. Balasubramaniam V.R., Jha P.C., Chandrasekhar E., Butchi Babu B., Sivaram Y.V., Sandeep N., 2013. Imaging weak zones in the foundation using frequency domain attenuation tomography. Journal of Applied Geophysics, Vol. 97, pp. 97–106, https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2013.06.003.
18. Deceuster J., Delgranche J., Kaufmann O., 2006. 2D cross-borehole resistivity tomographies below foundations as a tool to design proper remedial actions in covered karst. Journal of Applied Geophysics, Vol. 60, Issue 1, pp. 68–86, https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2005.12.005.
19. Istratov V.A., Frolov A.D., 2003. Radio wave borehole measurements to determine in situ the electric property distribution in a massif. The Journal of Geophysical Research Planets, Vol. 108, No. E4, ID 8038, https://doi.org/10.1029/2002JE001880.
20. Jianfu N., Xue H., Sixin L., 2021. Research on radio imaging method (RIM) multifrequency information fusion methods. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Vol. 660, No. 012015, https://doi.org/10.1088/1755-1315/660/1/012015.
21. Kapustin V.V., Churkin A.A., Vladov M.L., Zasorin M.S., Shmurak D.V., 2022. Instrumental quality control of soil-cement columns and solids by seismoacoustic methods. Soil Mechanics and Foundation Engineering, Vol. 58, pp. 518–526, https://doi.org/10.1007/s11204-022-09775-x.
22. Lévy L., Thalund-Hansen R., Bording T., Fiandaca G., Christiansen A.V., Rügge K., Tuxen N., Hag M., Bjerg P.L., 2022. Quantifying reagent spreading by cross-borehole electrical tomography to assess performance of groundwater remediation. Water Resources Research, Vol. 58, Issue 9, ID e2022WR032218, https://doi.org/10.1029/2022WR032218.
23. Oshkin А., Ignatev М., Konkov А., Ragozin N., Shuvalov A., 2018. Crosshole seismic testing (CST) for studying the section at the construction sites of highly sensitive facilities. Proceedings of 80th EAGE Conference and Exhibition 2018: opportunities presented by the energy transition, Copenhagen, Danish, 2018, https://doi.org/10.3997/2214-4609.201801505.
24. Wang H., Lin C.-P., Hin Mok T., Wu P.-L., Liu H.-C., 2022. High-fidelity subsurface resistivity imaging incorporating borehole measurements for monitoring underground construction. Engineering Geology, Vol. 299, ID 106558, https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2022.106558.
25. Wightman W.E., Jalinoos F., Sirles P., Hanna K., 2004. Application of geophysical methods to highway related problems. Publishing house of the Federal Highway Administration, Lakewood, CO, USA.

ИСТРАТОВ В.А.
ООО «Радионда», г. Москва, Россия, radionda@radionda.ru
Адрес: ул. Крылатские Холмы, д. 32, к. 3, а/я 44, г. Москва,
121614, Россия
ЧУРКИН А.А.*
НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ “Строительство”», г. Москва,
Россия, chaa92@mail.ru
Адрес: Рязанский пр-кт, д. 59, г. Москва, 109428, Россия
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия
Адрес: ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1, г. Москва, 123242, Россия
ПЕРЕКАЛИН С.О.
ООО «Радионда», г. Москва, Россия, radionda@radionda.ru

APPLICATION OF CROSS-HOLE RADIO IMAGING INTERROGATION FOR BRIDGE ABUTMENT FOUNDATION INSPECTION

Istratov V.A., Churkin A.A., Perekalin S.O.

Istratov V.A., Churkin A.A., Perekalin S.O., 2022. Application of cross-hole radio imaging interrogation for bridge abutment foundation inspection. Geotechnics, Vol. XIV, No. 4, pp. 72–85, https://doi.org/10.25296/2221-5514-2022-14-3-72-85.

Survey of supports of transportation infrastructure structures requires the use of indirect geophysical methods in addition to direct methods of engineering-geological surveys. This is especially relevant for areas of dangerous engineering-geological processes. Since access to the structure itself is often difficult or impossible, and the placement of ground-based observation systems is limited, the role of well and inter-well geophysical methods increases. The information required from geophysical surveys must be able to characterize the main features of the inter-well space in a reconstructive space. Therefore, special attention is paid to methods that use tomographic data inversion to obtain 2D and 3D pictures of the distribution of geophysical properties in the inter-well space. In addition to inter-well seismoacoustic sounding, which has become quite widespread, the volume of work on radio-wave sounding is growing. The application of a complex of borehole geoelectric studies, including radio-wave sounding and logging, is shown on the example of the results of works performed to clarify the engineering-geological structure of the basement conditions of the existing bridge abutments. The physical and mechanical properties of soils were assessed, zones of altered soils associated with tectonic faults, waterlogging and karst-suffosion hazard were identified. Geoelectric mapping by radio-wave geointroscopy (RWGI) of the inter-well space was used to study the condition of abutments together with electric logging by multi-frequency dielectric introscopy, gamma logging, and laboratory tests of samples. Correlation of the results of geoelectric mapping with the data of laboratory tests of samples allowed to obtain a number of dependencies describing the relationship between the parameters of soils and their electrophysical characteristics. The practical possibility of using the inter-well RWGI penetration to estimate the pile embedment depth for a particular engineering-geological section was shown.

engineering geophysics bridge abutment survey radio-wave surveying gamma ray logging correlation analysis

1. Galushkin I.V., Kukhmazov S.U., Ragozin N.A., 2021. Crosshole seismic survey is an important tool for engineering-geological surveys at the construction sites of high responsibility facilities. Engineering Survey, Vol. XV, No. 1–2, pp. 62–75, https://doi.org/10.25296/1997-8650-2021-15-1-2-62-75. (in Russian)
2. Istratov V.A., 2008. Radio-wave studies of the inter-well space. Engineering Survey, No. 4, pp. 78–83. (in Russian)
3. Istratov V.A., Kolbenkov A.V., Kuznetsov N.M., Perekalin S.O., Cherepanov A.O., 2019. The method of volumetric radio-wave geointerroscopy of rocks in the inter-well space. The patent of the Russian Federation No. 2710874 dated March 27, 2019. (in Russian)
4. Istratov V.A., Skrinnik A.V., Perekalin S.O., 2019. System of radio-wave geointroscopy of inter-well space. The patent of the Russian Federation No. 2706205С1 dated April 30, 2019. (in Russian)
5. Istratov V.A., Skrinnik A.V., Perekalin S.O., 2019. Downhole multi-frequency introscope for studying the near-wellbore space. The patent of the Russian Federation No. 2733110С1 dated August 11, 2019. (in Russian)
6. Istratov V.A., Skrinnik A.V., Perekalin S.O., Kolbenkov A.V., Cherepanov A.O., 2019. Method of dielectric logging of the near-wellbore space. The patent of the Russian Federation No. 2714177 dated December 30, 2019. (in Russian)
7. Kapustin V.V., Vladov M.L., 2020. Technical geophysics. Methods and tasks. Geotechnics, Vol. ХII, No. 4, pp. 72–85, https://doi.org/10.25296/2221-5514-2020-12-4-72-85. (in Russian)
8. Kapustin V.V., Istratov V.A., Bobachev А.А., 2013. Possibilities of a complex of methods of borehole seismo-acoustics and electrometry for assessing karst development degree and suffusion instability of soils in built up areas. Engineering Survey, No. 5, pp. 72–78. (in Russian)
9. Kapustin V.V., Churkin A.A., Vladov M.L., Nabatov V.V., Gaisin R.M., Nikolenko P.V., 2021. Guidelines for quality control of hidden work using geophysical methods during the construction of underground facilities, including metro facilities, in Moscow. Publishing house of the Moscow Government, Moscow. (in Russian)
10.Kolbenkov A.V., Karinsky A.D., Perekalin S.O., Istratov V.A., 2018. The program for processing electromagnetic logging data by the method of multifrequency dielectric introscopy “MFDISolverAD”. Certificate of state registration of programs for electronic computers No. 2018663774 dated January 02, 2018. (in Russian)
11.Kolbenkov A.V., Chernysh E.M., Kapustin V.V., Churkin A.A., 2022. Experience with 3D geoelectrical crosshole mapping for evaluation of higher karst zones in construction engineering. Engineering Geology World, Vol. XVII, No. 3, pp. 64–75, https://doi.org/10.25296/1993-5056-2022-17-3-64-75. (in Russian)
12. Kuznetsov N.M., 2012. 3D processing method of crosshole radio-wave investigation. Bulletin of Kamchatka Regional Association “Educational-Scientific Center”. Earth Sciences, Issue 19, No. 1, pp. 240-246. (in Russian)
13. Kuznetsov N.M., Kolbenkov A.V., Istratov V.A., Perekalin S.O., 2017. Program for processing radio-wave transmission data by radio-wave geointerroscopy «RVGI#3D». Certificate of state registration of computer programs No. 2017662496 dated September 20, 2017. (in Russian)
14. Churkin A.A., 2020. Development of a methodology for using a geophysical complex for quality control of buried monolithic structures. PhD Thesis, Lomonosov Moscow State University, Moscow, https://doi.org/10.13140/RG.2.2.15557.17122. (in Russian)
15. Churkin A.A., 2023. On the possibilities of auxiliary techniques for seismic-acoustic inspection of pile foundations. Bulletin of Science and Research Center of Construction, Vol. XXXVI, No. 1. (in press) (in Russian)
16. Churkin A.A., Kapustin V.V., Konyukhov D.S., Vladov M.L., 2021. Recent developments in Russian practice of normative regulation of technical geophysics. Geotechnics, Vol. XIII, No. 2, pp. 56–70, https://doi.org/10.25296/2221-5514-2021-13-2-56-70. (in Russian)
17. Balasubramaniam V.R., Jha P.C., Chandrasekhar E., Butchi Babu B., Sivaram Y.V., Sandeep N., 2013. Imaging weak zones in the foundation using frequency domain attenuation tomography. Journal of Applied Geophysics, Vol. 97, pp. 97–106, https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2013.06.003.
18. Deceuster J., Delgranche J., Kaufmann O., 2006. 2D cross-borehole resistivity tomographies below foundations as a tool to design proper remedial actions in covered karst. Journal of Applied Geophysics, Vol. 60, Issue 1, pp. 68–86, https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2005.12.005.
19. Istratov V.A., Frolov A.D., 2003. Radio wave borehole measurements to determine in situ the electric property distribution in a massif. The Journal of Geophysical Research Planets, Vol. 108, No. E4, ID 8038, https://doi.org/10.1029/2002JE001880.
20. Jianfu N., Xue H., Sixin L., 2021. Research on radio imaging method (RIM) multifrequency information fusion methods. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Vol. 660, No. 012015, https://doi.org/10.1088/1755-1315/660/1/012015.
21.Kapustin V.V., Churkin A.A., Vladov M.L., Zasorin M.S., Shmurak D.V., 2022. Instrumental quality control of soil-cement columns and solids by seismoacoustic methods. Soil Mechanics and Foundation Engineering, Vol. 58, pp. 518–526, https://doi.org/10.1007/s11204-022-09775-x.
22. Lévy L., Thalund-Hansen R., Bording T., Fiandaca G., Christiansen A.V., Rügge K., Tuxen N., Hag M., Bjerg P.L., 2022. Quantifying reagent spreading by cross-borehole electrical tomography to assess performance of groundwater remediation. Water Resources Research, Vol. 58, Issue 9, ID e2022WR032218, https://doi.org/10.1029/2022WR032218.
23. Oshkin А., Ignatev М., Konkov А., Ragozin N., Shuvalov A., 2018. Crosshole seismic testing (CST) for studying the section at the construction sites of highly sensitive facilities. Proceedings of 80th EAGE Conference and Exhibition 2018: opportunities presented by the energy transition, Copenhagen, Danish, 2018, https://doi.org/10.3997/2214-4609.201801505.
24. Wang H., Lin C.-P., Hin Mok T., Wu P.-L., Liu H.-C., 2022. High-fidelity subsurface resistivity imaging incorporating borehole measurements for monitoring underground construction. Engineering Geology, Vol. 299, ID 106558, https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2022.106558.
25. Wightman W.E., Jalinoos F., Sirles P., Hanna K., 2004. Application of geophysical methods to highway related problems. Publishing house of the Federal Highway Administration, Lakewood, CO, USA.

VYACHESLAV A. ISTRATOV
Radionda LLC; Moscow, Russia; radionda@radionda.ru
Address: Bld. 32, Pde 3, P.O. Box 44, Krylatskie Holmy St., 121614, Moscow, Russiа
ALEKSEI А. CHURKIN*
Gersevanov Research Institute of Bases and Underground Structures (NIIOSP), Research Center of Construction JSC; Moscow, Russia; chaa92@mail.ru
Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences; Moscow, Russia
Address: Bld. 10, Pde 1, Bolshaya Gruzinskaya St., 123242, Moscow, Russia
SERGEI O. PEREKALIN
Radionda LLC; Moscow, Russia; radionda@radionda.ru

Статьи из журнала

УСТРОЙСТВО ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ В XIX — НАЧАЛЕ ХХ вв.

“Геотехника”, Том XIV, № 4/2022

Автор: Шашкин В.А.

В статье представлен обзор технических решений, которые практиковались при устройстве оснований и фундаментов в XIX — начале ХХ вв., до начала эпохи массового применения железобетона. Источником информации об исторических приемах ...

ПОЛЕВЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ: СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЧАСТЬ 1. ПРЕССИОМЕТРИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ

“Геотехника”, Том XIV, № 4/2022

Авторы: Болдырев Г.Г., Идрисов И.Х.

В обзорной статье подробно рассмотрен прессиометрический метод исследования механических свойств мерзлых грунтов в полевых условиях. Прессиометрический метод испытаний в мерзлых грунтах часто используется в зарубежной практике и менее распространен в ...

ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ МЕЖДУ ЭЛЕМЕНТАМИ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА С НИЗКИМ РОСТВЕРКОМ

“Геотехника”, Том XIV, № 4/2022

Авторы: Кравченко П.А., Парамонов М.В., Сливец К.В.

В связи с постоянным развитием мегаполисов возникает необходимость уплотнительной застройки и приспособления существующих зданий и сооружений под современные нужды. Постоянно растущая потребность в новых площадях заставляет решать все более и ...

КОНСТАНТИНОВСКИЙ ДВОРЕЦ В СТРЕЛЬНЕ: ВОЗРОЖДЕННОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ РЕЗИДЕНЦИИ 20 ЛЕТ

“Геотехника”, Том XIV, № 4/2022

Авторы: Улицкий В.М., Шашкин А.Г., Шашкин К.Г.

Приспособление Константиновского дворца в Стрельне для современного использования в качестве Государственного Дворца Конгрессов позволило сохранить этот выдающийся памятник архитектуры и вернуть ему исходную функцию парадной государственной резиденции. Новейшая история Константиновского ...