Rozpoznanie strefy osuwiskowej w oparciu o zmiany oporności na terenie miejscowości Ujsoły

Podobne dokumenty
ZASTOSOWANIE METODY TOMOGRAFII ELEKTROOPOROWEJ DO LOKALIZACJI STRUKTUR KRASOWYCH

Wykonawca: APIS GEO Iwona Kacprzak Ul. Turowska Kobyłka Zleceniodawca: Jacobs Polska Sp. z o. o. Al. Niepodległości Warszawa

ELEMENTY GEOFIZYKI. Geofizyka środowiskowa i poszukiwawcza W. D. ebski

ZASTOSOWANIE METOD GEOELEKTRYCZNYCH W ROZPOZNAWANIU BUDOWY PODŁOŻA CZWARTORZĘDOWEGO.

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 9: Swobodne spadanie

Ćwiczenie nr 9. Pomiar rezystancji metodą porównawczą.

Badania geofizyczne dróg i autostrad

Interpretacja krzywych sondowania elektrooporowego; zagadnienie niejednoznaczności interpretacji (program IX1D Interpex) Etapy wykonania:

OBLICZENIA STATYCZNE

Badania deformacji i procesów geodynamicznych metodą obrazowania elektrooporowego

ROZPOZNANIE PODŁOŻA GRUNTOWEGO NA PODSTAWIE BADAŃ GEOFIZYCZNYCH NA TERENIE OGRODU DOMU POMOCY SPOŁECZNEJ HELCLÓW W KRAKOWIE

R 1. Układy regulacji napięcia. Pomiar napięcia stałego.

GEOMATYKA program podstawowy. dr inż. Paweł Strzeliński Katedra Urządzania Lasu Wydział Leśny UP w Poznaniu

LI OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP II Zadanie doświadczalne

Ćwiczenie nr 10. Pomiar rezystancji metodą techniczną. Celem ćwiczenia jest praktyczne zapoznanie się z różnymi metodami pomiaru rezystancji.

ZASTOSOWANIE BADAŃ I POMIARÓW GEOFIZYCZNYCH W OCHRONIE ELEKTROCHEMICZNEJ

LVI OLIMPIADA FIZYCZNA (2006/2007). Stopień III, zadanie doświadczalne D

OCENIE PODLEGA SZATA GRAFICZNA PRACY, 10pkt DLA KAŻDEGO ZADANIA

Obliczenie objętości przepływu na podstawie wyników punktowych pomiarów prędkości

Wyznaczanie oporu elektrycznego właściwego przewodników

Niepewności pomiarów

Regulacja dwupołożeniowa (dwustawna)

Tranzystor bipolarny LABORATORIUM 5 i 6

Wykład 3. Poziome sieci geodezyjne - od triangulacji do poligonizacji. Wykład 3

Efekt Halla. Cel ćwiczenia. Wstęp. Celem ćwiczenia jest zbadanie efektu Halla. Siła Loretza

Ćwiczenie nr 31: Modelowanie pola elektrycznego

Badanie rozkładu pola elektrycznego

BEZDOTYKOWY CZUJNIK ULTRADŹWIĘKOWY POŁOŻENIA LINIOWEGO

WYDZIAŁ.. LABORATORIUM FIZYCZNE

Ćwiczenie nr 1. Regulacja i pomiar napięcia stałego oraz porównanie wskazań woltomierzy.

Metodę poprawnie mierzonego prądu powinno się stosować do pomiaru dużych rezystancji, tzn. wielokrotnie większych od rezystancji amperomierza: (4)

RACOWNIA DOKUMENTACJI HYDROGEOLOGICZNYCH mgr Piotr Wołcyrz, Dąbcze, ul. Jarzębinowa 1, Rydzyna

Ćwiczenie nr 43: HALOTRON

Komentarz technik geolog 311[12]-01 Czerwiec 2009

Stateczność zbocza skalnego ściana skalna

CHARAKTERYSTYKA PODŁOŻA GRUNTOWEGO NA PODSTAWIE KORELACJI PARAMETRÓW OTRZYMANYCH Z BADAŃ GEOFIZYCZNYCH I GEOTECHNICZNYCH

PL B1. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL BUP 19/09. MACIEJ KOKOT, Gdynia, PL WUP 03/14. rzecz. pat.

3. WYNIKI POMIARÓW Z WYKORZYSTANIEM ULTRADŹWIĘKÓW.

WSKAZÓWKI DO WYKONANIA SPRAWOZDANIA Z WYRÓWNAWCZYCH ZAJĘĆ LABORATORYJNYCH

Graficzne opracowanie wyników pomiarów 1

Badanie rozkładu pola elektrycznego

WZORCOWANIE URZĄDZEŃ DO SPRAWDZANIA LICZNIKÓW ENERGII ELEKTRYCZNEJ PRĄDU PRZEMIENNEGO

- Porównanie reflektometrów optycznych - IDEAL OTDR & Noyes M200 - Kolorowy wyświetlacz dotykowy

ĆWICZENIE 6 POMIARY REZYSTANCJI

Rozmieszczanie i głębokość punktów badawczych

OPINIA GEOTECHNICZNA

Badanie charakterystyki prądowo-napięciowej opornika, żarówki i diody półprzewodnikowej z wykorzystaniem zestawu SONDa

LABORATORIUM ELEKTRONIKI ĆWICZENIE 4 POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH

Przykłady wybranych fragmentów prac egzaminacyjnych z komentarzami Technik geolog 311[12]

Spis treści. Przedmowa... XI. Rozdział 1. Pomiar: jednostki miar Rozdział 2. Pomiar: liczby i obliczenia liczbowe... 16

METODA TOMOGRAFII ELEKTROOPOROWEJ W ROZPOZNAWANIU GEOLOGICZNYM PODŁOŻA I OBIEKTÓW ANTROPOGENICZNYCH

Sprawozdanie z zajęć laboratoryjnych: Fizyka dla elektroników 2

Zastosowanie pomiarów sodarowych do oceny warunków anemologicznych Krakowa

LVI Olimpiada Fizyczna Zawody III stopnia

CECHOWANIE TERMOELEMENTU Fe-Mo I WYZNACZANIE PUNKTU INWERSJI

Detection inhomogeneities in. Electromagnetic Method. structure of flood. measurements. resistivity, GPR and Freqency. embankments by means of D.C.

Projektowanie systemów pomiarowych

dr hab. inż. LESŁAW ZABUSKI ***

Punkty geodezyjne Wykład 9 "Poziome sieci geodezyjne - od triangulacji do poligonizacji" 4

Katedra Fizyki Ciała Stałego Uniwersytetu Łódzkiego. Ćwiczenie 2 Badanie funkcji korelacji w przebiegach elektrycznych.

STABILIZATORY NAPIĘCIA STAŁEGO. 1. Wiadomości wstępne

Indeks: WMPLMPI520 Wielofunkcyjny miernik parametrów instalacji elektrycznej

OPINIA GEOTECHNICZNA

Precyzyjne pozycjonowanie w oparciu o GNSS

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

Pomiary w instalacjach światłowodowych.

WYBRANE ELEMENTY GEOFIZYKI

POMIARY WYBRANYCH PARAMETRÓW TORU FONICZNEGO W PROCESORACH AUDIO

Politechnika Wrocławska

Analizy Ilościowe EEG QEEG

WPŁYW ZAKŁÓCEŃ PROCESU WZBOGACANIA WĘGLA W OSADZARCE NA ZMIANY GĘSTOŚCI ROZDZIAŁU BADANIA LABORATORYJNE

IV. Wyznaczenie parametrów ogniwa słonecznego

Zakres wiadomości i umiejętności z przedmiotu GEODEZJA OGÓLNA dla klasy 1ge Rok szkolny 2014/2015r.

Badanie własności hallotronu, wyznaczenie stałej Halla (E2)

LCPRO T INTELIGENTNY SYSTEM DO POMIARU WYMIANY GAZOWEJ INTENSYWNOŚCI FOTOSYNTEZY. Możliwość pełnej kontroli mikroklimatu w komorze pomiarowej!

AP-2000-D PRZENOŚNY MIERNIK DO POMIARU JAKOŚCI WODY - ZESTAW. DO/ORP/pH/EC/T/D + Numer katalogowy: 1857 OPIS

Pomiary Elektryczne. Nr 1/E I/VI/2012

GEO GAL USŁUGI GEOLOGICZNE mgr inż. Aleksander Gałuszka Rzeszów, ul. Malczewskiego 11/23,tel

Ćwiczenie 8 Temat: Pomiar i regulacja natężenia prądu stałego jednym i dwoma rezystorem nastawnym Cel ćwiczenia

LABORATORIUM Z PROEKOLOGICZNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII ODNAWIALNEJ

Laboratorium techniki laserowej Ćwiczenie 2. Badanie profilu wiązki laserowej

Ćwiczenie 2: pomiar charakterystyk i częstotliwości granicznych wzmacniacza napięcia REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

Zleceniodawca: SILESIA Architekci ul. Rolna 43c Katowice. Opracował:

SPRAWDZENIE PRAWA OHMA POMIAR REZYSTANCJI METODĄ TECHNICZNĄ

Miasto Stołeczne Warszawa pl. Bankowy 3/5, Warszawa. Opracował: mgr Łukasz Dąbrowski upr. geol. VII Warszawa, maj 2017 r.

Podstawy Badań Eksperymentalnych

Ćwiczenie 1: Wyznaczanie warunków odporności, korozji i pasywności metali

XLVI OLIMPIADA FIZYCZNA (1996/1997). Stopień III, zadanie doświadczalne D

3.3 INFORMACJE OGÓLNE O UKŁADACH WEJŚĆ/WYJŚĆ ODDALONYCH SMARTBLOCK I/O

DYNAMIKA ŁUKU ZWARCIOWEGO PRZEMIESZCZAJĄCEGO SIĘ WZDŁUŻ SZYN ROZDZIELNIC WYSOKIEGO NAPIĘCIA

D O K U M E N T A C J A G E O T E C H N I C Z N A ( O P I N I A G E O T E C H N I C Z N A )

Kompaktowy miernik mocy KEW 6305

Opublikowane na Sonel S.A. - Przyrządy pomiarowe, kamery termowizyjne (

Ćwiczenie - 3. Parametry i charakterystyki tranzystorów

Układ aktywnej redukcji hałasu przenikającego przez przegrodę w postaci płyty mosiężnej

E12. Wyznaczanie parametrów użytkowych fotoogniwa

WPŁYW METODY DOPASOWANIA NA WYNIKI POMIARÓW PIÓRA ŁOPATKI INFLUENCE OF BEST-FIT METHOD ON RESULTS OF COORDINATE MEASUREMENTS OF TURBINE BLADE

Ćwiczenie nr 254. Badanie ładowania i rozładowywania kondensatora. Ustawiony prąd ładowania I [ ma ]: t ł [ s ] U ł [ V ] t r [ s ] U r [ V ] ln(u r )

Zespół Szkół Technicznych im. J. i J. Śniadeckich w Grudziądzu

TECHNIKI POMIAROWE METODY ELEKTROOPOROWEJ MEASUREMENT TECHNIQUES OF RESISTIVITY METOD

Transkrypt:

Zał. nr 15 Rozpoznanie strefy osuwiskowej w oparciu o zmiany oporności na terenie miejscowości Ujsoły Wykonawca: Dr hab. Bogdan Żogała... Grudzień, 2017

1. Cel i zakres badań Celem badań było geoelektryczne rozpoznanie stoku górskiego w miejscowości Ujsoły, miejscu wskazanym przez Zleceniodawcę, pod kątem możliwej obecności strefy osuwiskowej. Pomiary wykonano wzdłuż 2 profili o długości 80 m i 120 m. Zastosowano rozstawy elektrod zapewnił rozpoznanie geoelektryczne do głębokości odpowiednio: ok. 16 m i ok. 20 m. 2. Metoda obrazowania oporności Metoda pozwala określić rozkład oporności skał w ośrodku geologicznym do określonej głębokości, wynikającej z długości 1 pełnego rozstawu. Opiera się na standardowych wariantach badań elektrooporowych profilowaniach i sondowaniach oporności. W obydwu przypadkach wielkością bezpośrednio mierzoną w terenie jest opór elektryczny R: R U [Ω] I który jest proporcjonalny do oporności elektrycznej ρ: ρ = kr [Ωm] gdzie: k współczynnik zależny od geometrycznego układu pomiarowego [m] ΔU różnica potencjałów [V] I natężenie prądu [A] Z uwagi na to, że ośrodek geologiczny jest elektrycznie anizotropowy, mierzona oporność zawsze jest opornością pozorną ρa, będącą wypadkową różnych warstw skalnych. W metodzie obrazowania oporności system pomiarowy składa się z określonej liczby elektrod, stabilizowanych wzdłuż profilu pomiarowego w stałej odległości od siebie. Odległość między elektrodami zależy od planowanej głębokości rozpoznania. Badania polegają na wykonaniu pojedynczych pomiarów oporności pozornej chwilowym stałym układem pomiarowym wzdłuż całego profilu pomiarowego. Następnie, automatycznie, w kolejnych sekwencjach następuje zwiększanie rozstawu realizowane poprzez wybór elektrod oddalonych od siebie o wielokrotności odstępu i kolejne powtarzanie pomiaru wzdłuż całego profilu. 2

Z uwagi na sposób pomiaru, metoda obrazowania oporności jest połączeniem klasycznych metod elektrooporowych profilowania oporności (ze względu na przemieszczanie stałego układu pomiarowego wzdłuż profilu) i sondowania oporności (ze względu na sukcesywny wzrost głębokości przy zwiększaniu rozstawu w kolejnej sekwencji). Przestrzenny rozkład pomierzonych wartości oporności pozornej jest o wiele bardziej równomierny niż w przypadku klasycznych metod elektrooporowych. Na Rys. nr 1 przedstawiono rozkład punktów pomiarowych dla układu Schlumberger-Wenner w wersji zagęszczonej przy wykorzystaniu 2 kabli pomiarowych. Rys. nr 1 Schemat rozstawienia systemu pomiarowego Lund Imaging przy wykorzystaniu 2 kabli pomiarowych oraz rozkład punktów pomiaru oporności pozornej w wersji zagęszczonej W ten sposób pod względem rozkładu oporności opisany zostaje ośrodek geologiczny ograniczony od góry powierzchnią terenu, od dołu głębokością penetracji dla maksymalnych wartości rozstawu elektrod, a z boków skrajnymi położeniami chwilowych układów pomiarowych. Dlatego pomiary takie nazywane są pomiarami 2D. W skład systemu, oprócz wspomnianych elektrod wchodzą: sterowany mikrokomputerem selektor elektrod, miernik geoelektryczny, komplet kabli wielożyłowych oraz źródło zasilania - akumulator. Selektor umożliwia podłączenie do miernika dowolnej kombinacji czterech elektrod spośród wszystkich podłączonych do kabla wielożyłowego. Każdorazowo, przed rozpoczęciem pomiarów, system należy zaprogramować oraz wykonać test elektrod. 3

Akwizycja danych pomiarowych jest automatyczna, z cyfrowym zapisem w pamięci komputera. Dla zastosowanego układu pomiarowego Schlumberger-Wenner przyjmuje się, że maksymalna głębokość rozpoznania jest rzędu 1/5 rozstawu skrajnych elektrod prądowych A i B. 2.1 Inwersja 2D wyników pomiarów Wyniki pomiarów interpretowane są w programie Res2Dinv. Przed rozpoczęciem procesu inwersji, edytując dane pomiarowe sprawdza się ich jakość. Program daje możliwość ręcznego zamaskowania pojedynczych, wyraźnie błędnych wartości (Rys. nr 2). Zamaskowane punkty (zaznaczone czerwonym kółkiem) nie są uwzględniane w późniejszym procesie inwersji. Dzięki temu wyraźnie poprawia się jakość uzyskanych danych. Rys. nr 2 Schemat rozmieszczenia punktów pomiarowych z wartościami oporności pozornej. Opcja ręcznego usuwania błędnych danych pomiarowych w programie Res2Dinv (Instrukcja obsługi programu Res2Dinv). Następnie ustala się parametry inwersji takie jak: metodę rozwiązania zadania prostego, współczynnik tłumienia, ilość kolejnych iteracji, metodę inwersji. Po tych czynnościach bezpośrednio przechodzi się już do samego procesu inwersji. Inwersja kończy się, gdy zostaną 4

przeprowadzone wszystkie zaprogramowane iteracje (dopasowania) lub, gdy w kolejnych iteracjach średni błąd kwadratowy RMS zmienia się w sposób nieznaczny. Końcowym efektem przeprowadzonej inwersji jest zawsze przekrój elektrooporowy wzdłuż badanego profilu w funkcji głębokości. Na przekroju barwami zaznaczone są poszczególne warstwy i odpowiadające im oporności. 3. Ograniczenia i uwarunkowania techniczne metody obrazowania opornościowego Każdy pomiar musi być wykonany wzdłuż ciągu prostoliniowego; Ciąg pomiarowy nie może być projektowany w terenie o dużych deniwelacjach; Infrastruktura naziemna i podziemna typu ogrodzenia, budynki, trasy komunikacyjne, kolektory ściekowe, kable energetyczne, wodociągi, itp., a także cieki powierzchniowe w dużym stopniu ograniczają, a czasem uniemożliwiają pomiar; Jednostkowa długość ciągu pomiarowego zawsze zależy od żądanej głębokości rozpoznania. Głębokość rozpoznania to ok. 1/5 rozstawu pomiędzy elektrodami skrajnymi i osiągana jest tyko w centralnej części ciągu pomiarowego; Wszystkie elektrody muszą być stabilizowane w stałych odległościach od siebie, która zależy wyłącznie od planowanej głębokości rozpoznania; Wzrost głębokości rozpoznania zawsze skutkuje zmniejszeniem rozdzielczości, a warstwy o małej miąższości nie uwidocznią się w przekroju elektrooporowym. 4. Zakres wykonanych prac terenowych Przed przystąpieniem do pomiarów dokonano wizji terenowej pod kątem dostępności badanego terenu i sprawdzenia maksymalnej długości prostoliniowych rozstawów. Przy lokalizacji profili kierowano się ograniczeniami i uwarunkowaniami technicznymi metody oraz dostępnością terenu. Profile wytyczono geodezyjnie metodą GPS z odbiornikiem Trimble. Metodą GPS wyznaczono także współrzędne początku i końca każdego profilu oraz wysokości bezwzględne każdej elektrody. W Tab. nr 1 zamieszczono współrzędne X, Y, H początku i końca każdego profilu 5

w układzie geodezyjnym 2000/5, a także przeliczone na układ WGS 84. Tab. 1 Wykaz współrzędne profili pomiarowych Oznaczenie profilu A-B C-D Metraż Układ współrzędnych 2000 Układ współrzędnych WGS 84 X2000/5 Y2000/5 H2000/5 N E 0 (A) 5484693,96 6581038,70 573,12 49 0 29 36,68 19 0 07 07,33 80 (B) 5484630,61 6581045,68 526,52 49 0 29 34,63 19 0 07 07,63 0 (C) 5484720,00 6580877,42 601,23 49 0 29 37,61 19 0 06 59,34 120 (D) 5484627,53 6580887,71 525,54 49 0 29 34,61 19 0 06 59,78 Pomiary oporności wykonano wzdłuż 2 profili o długości 80 m i 120 m i oznaczonych odpowiednio jako A-B i C-D (Zał. nr 1). Zastosowano protokół pomiarowy Schlumberger- Wenner w wersji zagęszczonej oraz dwa kable pomiarowe. Elektrody stabilizowano w stałej odległości równej 2 m i 3 m. Zaprogramowane parametry pomiarowe przedstawiono w Tab. nr 2 ustalone parametry pomiarowe. Tab. 2 Ustalone parametry pomiarowe Parametr pomiarowy Wartość parametru Układ pomiarowy Schlumberger-Wenner zagęszczony Długość profilu / odległość między elektrodami Profil A-B - 80 m / 2 m Profil C-D - 120 m / 3 m Prąd maksymalny 200 ma Prąd minimalny Czas trwania impulsu prądowego Czas opóźnienia 20 ma 5 ms 4 ms Liczba sumowań min. 2, max. 4 5. Wyniki badań 6

Zastosowany protokół pomiarowy Schlumberger-Wenner zapewnia bardzo wysoką rozdzielczość, przy jednocześnie wysokim stosunku sygnału użytecznego do szumu, co jest bardzo korzystne dla badań elektrooporowych. Pomiary wykonane zostały w większości przy prądach wysokich i bardzo wysokich, rzędu 200-100 ma. Odchylenia standartowe pomiędzy kolejnymi pomiarami w zaprogramowanych sumowaniach cechowały się stosunkowo niewielkim rozrzutem, w zakresie od 0,01 do maksymalnie 5 %. Większość w zakresie 0,01 do 0,5 %. Wyniki badań terenowych interpretowane były metodą inwersyjną w programie Res2Dinv firmy Geotomo Software (www.geoelectrical.com). Inwersję wykonano metodą najmniejszych kwadratów z algorytmem wygładzającym. Przyjęto następujące parametry inwersyjne (Tab. nr 3 parametry przyjęte do inwersji). Tab. 3 Parametry przyjęte do inwersji Parametry inwersji Przyjęte rozwiązanie / wartość Ilość punktów pomiarowych / Ilość punktów przyjętych do inwersji Ilość poziomów pomiarowych Profil A-B - 330 / 325 Profil C-D - 328 / 323 Profil A-B - 17 Profil C-D - 16 Ilość dopasowań (iteracji) min. 4; max. 5 Metoda rozwiązania zadania prostego Metoda inwersji Współczynnik tłumienia Filtr wygładzający C (C = C z/c x) 1,0 metoda elementów skończonych metoda inwersji gładkiej wartość inicjalna - 0,1 wartość minimalna - 0,01 W wyniku inwersji uzyskano przekroje elektrooporowe 2D, gdzie oś pozioma to długość profilu pomiarowego, a oś pionowa uzyskana głębokość rozpoznania. Rozkład oporności prezentowany jest w skali barwnej. Wyniki przedstawione są w Zał. nr 2.1 i Zał. nr 2.2 zmiany oporności wzdłuż profili pomiarowych. Miarą jakości uzyskanych przekrojów elektroopornościowych jest średni błąd kwadratowy RMS. Jego wartości na poziomie do kilku procent, a takie uzyskano, świadczą o bardzo dobrym dopasowaniu modeli do badanego ośrodka geologicznego, a zatem o dużej ich wiarygodności. 6. Interpretacja, wnioski 7

Zastosowany rozstaw elektrod oraz protokół pomiarowy zapewniły rozpoznanie geoelektryczne (zmian oporności) wzdłuż badanych profili do głębokości ok. 16 m p.p.t. profil A-B oraz ok. 20 m p.p.t. profil C-D. Na badanym obszarze uzyskano oporności w stosunkowo niskim zakresie, bo od ok. 50 m do ok. 850 m (Zał. nr 2.1 i 2.2), z czego najwyższe, powyżej 300 m jedynie w stropowych partiach przekrojów. Badany obszar można zatem zaliczyć do nisko opornościowego, co jest charakterystyczne dla fliszu. Cienka przypowierzchniowa warstwa wysokoopornościowa o miąższości rzędu 0,5 2,0 m, obecna na obydwu przekrojach, wyraźnie wiąże się z obecnością rumoszu skalnego i utworów zwietrzelinowych. Można ją korelować z płytką strefą osuwiskową. Płaszczyzna poślizgu zaznaczona została czarną linią przerywaną i koreluje ona ze spągiem opisywanej warstwy wysokooporowej. Na przekroju A-B strefa osuwiskowa obecna jest pomiędzy 3 m i 36 m, a na przekroju C-D pomiędzy 15 m i 76 m. Warstwy zalegające w pozostałych partiach przekrojów, cechują się już znacznie niższymi opornościami i wiążą się ze skałami piaskowcowymi, prawdopodobnie spękanymi i zawodnionymi. W niewielkim stopniu mogą być one zailone, na co wskazują oporności do ok. 50 70 m. 8

9

10