Geofizička ispitivanja
Geofizička ispitivanja podrazumijevaju primjenu geofizičkih metoda za indirektno određivanje geološko-strukturnih i fizikalno-mehaničkih karakteristika temeljnog tla. Ove metode koriste se za utvrđivanje rasporeda, debljine i svojstava pojedinih slojeva ispod površine terena, na kojem je predviđena izgradnja određene građevine.
Geofizička ispitivanja se vrše sa površine tla, u bušotinama, iskopima ili u kombinaciji gdje se postavljaju izvori i detektori. Obim ispitivanja, vrste metoda i tehnika rada uglavnom zavise od cilja ispitivanja, raspoloživih sredstava te geoloških i topografskih uvjeta.
Geofizička ispitivanja mogu ponuditi značajnu vremensku i ekonomsku uštedu u usporedbi s klasičnim ispitivanjima tla i stijenske mase te pružiti podatke o puno većem volumenu tla ili stijenske mase.
Općenito, razlikujemo slijedeće geofizičke metode:
- elektromagnetske metode
- magnetske metode
- seizmičke metode
- električne metode
- georadar
U nastavku je dan opis uobičajeno korištenih geofizičkih metoda u geotehničkom inženjerstvu.
Seizmička refrakcija
Seizmička refrakcija temelji se na mjerenju vremena širenja elastičnih seizmičkih valova, od izvora do geofona, kroz geološke strukture pod površinom. Valovi se odbijaju i lome na granicama materijala različitih gustoća i deformacijskih svojstava.
Seizmički val se generira na površini terena udarcem čekića ili vibratorom. Dolazak vala na površinu detektira se pomoću mjernih senzora – geofona.
Seizmička refrakcija mjeri vrijeme vala koji putuje od izvora do sloja različite gustoće, po tom sloju i natrag do geofona. Postavljanjem geofona duž pravca dobiva se 2D profil brzina širenja valova. Za 3D profil brzina postavlja se više linija geofona na predefiniranim rasterima na površini terena.
Seizmička refrakcija koristi se kada se analiziraju manje dubine temeljnog tla i za utvrđivanje zona trošenja.
Seizmička refleksija
Seizmička refleksija, kao i sezmička refrakcija, temelji se na mjerenju vremena širenja elastičnih seizmičkih valova. Razlika ove dvije metode je što seizmička refleksija mjeri vrijeme seizmičkog vala koji se približno vertikalno reflektira na površini različite gustoće i putuje do geofona. Generiranje seizmičkog vala jednako je kao i kod seizmičke refrakcije.
Seizmička refleksija koristi se kada se analiziraju veće dubine temeljnog tla i za utvrđivanje oslabljenja poput rasjeda i kaverni.
SASW
Spektralna analiza površinskih valova (SASW) je seizmička metoda razvijena radi određivanja elastičnih modula raznih materijala te promjene tih modula s dubinom.
Metoda se zasniva na karakteristikama valova koji se kreću po površini terena, u vertikalnom i horizontalnom smjeru te izazivaju kružno kretanje čestica tla.
Izvor valova može biti oscilator sa rotirajućom masom ili neki drugi izvor dinamičkog udara koji izaziva oscilacije. Valovi se detektiraju geofonima postavljenim na površini terena kojima se mjeri vrijeme dolaska vala. Iz frekvencije oscilatora i vremena nailaska vala dobiva se profil brzine posmičnih valova u tlu koji se koristi za određivanje profila krutosti tla po dubini.
SASW metoda uglavnom se koristi za verifikaciju projektom predviđenog poboljšanja tla. SASW ispitivanje provodi se prije i nakon predviđenog poboljšanja tla te se usporedbom dobivenih profila krutosti po dubini dobiva prosječan stupanj izvedenog poboljšanja.
Geoelektrična tomografija
Geoelektrična tomografija je metoda zasnovana na određivanju različite električne otpornosti različitih vrsta stijena i materijala koje upućuju na razlike u geološkoj građi terena.
Metoda koristi struju koja se propušta u temeljno tlo putem elektroda uslijed čega nastaje polje potencijala u temeljnom tlu. Tako generirano polje mjeri se putem drugog para elektroda. Izmjenom dubine elektroda i njihovog međusobnog razmaka dobiva se horizontalna i vertikalna distribucija potencijala odnosno prividna otpornost temeljnog tla.
Podaci dobiveni mjerenjem prividnih otpornosti za svaku poziciju elektroda prikazuju se u obliku dvodimenzionalog presjeka prividnih otpornosti tzv. pseudosekcije. Pseudosekcija je presjek podzemlja koji se dobije ucrtavanjem prividnih otpornosti točno ispod sredine elektrodnog rasporeda na dubini proporcionalnoj razmaku elektroda. Interpretacijom podataka dobivene pseudosekcije moguće je odrediti geološki profil temeljnog tla lokacije.
Prednost geoelektrične tomografije je brza izvedba ispitivanja I dobivanje velike količine mjernih podataka.
Zaključak
Geofizička ispitivanja imaju brojne prednosti, prvenstveno s aspekta uštede vremenskih i ekonomskih resursa. Instrumenti su relativno jeftini, a istraživanja su puno brža i jeftinija od konvencionalnih geotehničkih istraživanja – istražnog bušenja. Pravilnim odabirom geofizičkih ispitivanja ubrzavaju se i poboljšavaju istraživanja što omogućava smanjenje opsega istražnog bušenja kao skupe i zahtjevene metode istraživanja.
Pročitajte više: SASW
