Marinska seizmička istraživanja
Uobičajena geotehnička istraživanja temeljnog tla na moru (istraživačko bušenje) u nekim slučajevima nisu moguća ili su izuzetno kompleksna za izvedbu što direktno utječe na financijski aspekt projekta te se u tim situacijama koriste geofizička ispitivanja temeljnog tla.
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 pomorskih objekata. Prilikom istraživanja temeljnog tla na morskom dnu koristi se marinska seizmička refrakcijska ispitivanja.
Refrakcijska metoda temelji se na refrakciji elastičnih valova na granici dviju sredina čije brzine zadovoljavaju uvjet pozitivnog vertikalnog gradijenta. Elastični valovi pobuđeni na površini počinju se širiti brzinom prve sredine. Za ovu metodu je najvažniji val koji na granicu sredina dolazi pod kritičnim kutom ili kutom totalne refrakcije. On se dalje širi duž granice brzinom donjeg medija i vraća na površinu (prema Hygensovom načelu), gdje pobuđuje postavljene geofone. Vrijeme proteklo od emitiranja do prijema seizmičkih valova ovisi o dubinama istraživanih struktura temeljnog tla i brzinama širenja seizmičkih valova duž puta njihova širenja, od izvora preko refraktora do prijamnika. Za iniciranje mehaničke sile, odnosno umjetno izazvanih potresnih valova, rabe se razni uređaji koji udarom po površini prenose mehaničku silu u podzemlje. Iz geometrije rasporeda geofona i točaka “paljenja” na površini terena te registriranih vremena prvih nailazaka elastičnog vala formiraju se s-t dijagrami (s-udaljenost, t-vrijeme). Primjenom direktnih metoda i metoda inverznog modeliranja iz s-t dijagrama se određuju dubine i prostorni rasporedi elastičnih diskontinuiteta.
Za razliku od kopnenih seizmičkih metoda istraživanja, marinske seizmičke metode istraživanja koriste hidrofone umjesto geofona te se za izazivanje seizmičkih valova koriste zračne puške (eng. Air gun). Hidrofoni (piezoelektrični geofoni) primjenjuju se u bušotinama i u pomorskim mjerenjima jer su osjetljivi na promjenu tlaka. Uteg leži na nizu ploča napravljenih od nekog piezoelektričnog kristala (kvarc, turmalin ili barijski titanat). Akceleracija tla prema dolje, smanjit će prividnu težinu mase i suprotno, čime se mijenja pritisak na ploče i u njima se stvara električni napon. Zračna puška je uređaj koji injektira mjehur vrlo komprimiranog zraka u vodu. Spektar frekvencija ovisi o količini zraka u mjehuru, pritisku zraka i dubini vode (Šumanovac, 2007).
Marinska seizmička istraživanja – luka Bakar
Za potrebe izrade geotehničkog elaborata za predmetni zahvat, izvedeno je devet (9) seizmičkih profila pojedinačnih duljina od 33,0 m do 405,0 m, ukupne duljine 959,0 m. Šest geofizičkih profila izvedeno je na moru radi utvrđivanja geološko-strukturnih odnosa i fizikalno-mehaničkih karakteristika temeljnog tla.
Provedenim geofizičkim ispitivanjima utvrđeno je nekoliko rasjednih, odnosno pukotinskih zona koje se nalaze ispod mora. Prema stanju stijenske mase na obalnom dijelu, možemo pretpostaviti da se i u rasjednim zonama ispod razine mora također nalaze tektonske breče (slika 4). Prema anomalijama poniranja stijenske mase na geofizičkim profilima, a oko ucrtanih rasjednih linija, utvrđeno je pružanje rasjednih zona s tektonskim brečama.
Marinska seizmička istraživanja – rekonstrukcija luke Vrsi
Na istraživanom području su izvedena ispitivanja seizmičke refrakcije na ukupno tri (3) seizmička profila pojedinačnih duljina od 90,0 m do 155,0 m, ukupne duljine 355,0 m. Marinska seizmička istraživanja u kombinaciji s pomorskim istražnim bušenjem (slika 6.) korištena je za definiranje dubine do stijenske podloge.
Provedenom marinskom seizmikom utvrđeni su geološko-strukturni odnosi, odnosno kontakt marinskih sedimenata s laporima i lapora s karbonatnom stijenom. Zbog svojih različitih fizikalno-mehaničkih karakteristika svakom litološkom članu pripada određeni raspon brzina primarnih valova (vP).
Zaključak
Marinska seizmička istraživanja predstavljaju ekonomski i vremenski prihvatljivu metodu ispitivanja geološko-strukturnih odnosa i fizikalno-mehaničkih karakteristika temeljnog tla na moru za razliku od ostalih metoda geotehničkih istraživanja. Najbolje rezultate marinska seizmička istraživanja daju u kombinaciji s pomorskim istraživačkim bušenjem te se često koriste zajedno radi smanjenja troškova istraživačkih radova i preciznijeg određivanja karakteristika temeljnog tla u moru. S obzirom na kompleksnost izvedbe pomorskih i obalnih građevina preporučaju se opsežniji geotehnički istraživački radovi koji uključuju geotehničko istraživačko bušenje i marinsku geofiziku.
Pročitajte više: Istraživačko bušenje na moru
