Odkrywamy nieodkryte

Metody geofizyczne

Metodyka bezinwazyjnej diagnostyki ośrodka metodami geofizycznymi

Magnetotelluryka

Metoda magnetotelluryczna (MT) to nieinwazyjna metoda geoelektryczna wykorzystująca naturalne pole elektromagnetyczne Ziemi i pozwalająca na zobrazowanie rozkładu przewodnictwa kompleksów skalnych w szerokim zakresie głębokości penetracji (od kilkunastu metrów do dziesiątek kilometrów).

Żródło: http://www.phoenix-geophysics.com  

Zakres działalności dla prac metodą MT:

Żródło: http://www.phoenix-geophysics.com  

Metoda MT znalazła szczególne zastosowanie w rozpoznaniu stref niskooporowych (np. kompleksów ilasto – mułowcowych, wysoko zmineralizowanych skał porowatych) zalegających pod utworami silnie ekranującymi energię fali sejsmicznej (np. sole, anhydryty, pokrywy bazaltowe).

Żródło: http://www.phoenix-geophysics.com  

MT to doskonałe uzupełnienie do badań sejsmicznych w poszukiwaniach węglowodorów, ale może być również stosowane samodzielnie w obszarach gdzie logistyka lub budowa geologiczna sprawia, że badania sejsmiczne są niepraktyczne.

Metoda ciągłych profilowań GPR

GPR to wysokorozdzielcza, mobilna metoda geofizyczna przedstawiająca w sposób graficzny ciągłą strukturę badanego ośrodka. Zestaw do badań GPR składa się z dwóch anten – nadawczej i odbiorczej, centralnej jednostki sterującej sygnałem i rejestratora. Metoda ta oparta jest na przetwarzaniu zarejestrowanych fal elektromagnetycznych wzbudzonych impulsowym źródłem antenowym o częstotliwościach z zakresu dziesiątek do setek MHz. Głębokość penetracji w ośrodku jest zależna od własności tłumiących ośrodka i zakresu dynamicznego stosowanego systemu radarowego i może sięgać do 50 metrów. Bardzo istotnym elementem w tej metodzie jest stosowany przez nas sposób przetwarzania i interpretacji zebranych informacji. Warto również zwrócić uwagę na następna zaletę tej techniki – możliwość pomiaru w trudno dostępnym terenie (las, zbiorniki poflotacyjne, śnieg, grząski grunt, zbiorniki wodne). Metodą GPR (Ground Penetrating Radar) jesteśmy w stanie odwzorować strukturalne strefy przypowierzchniowe, również pod dnem rzek i zbiorników wodnych, przedstawiając wewnętrzną budowę ośrodka z rozdzielczością wymaganą przy realizacji zlecenia kontrahenta.

Możliwości metody georadarowej:

Skanowanie elektromagnetyczne EM-31/MK-2

Badania elektromagnetyczne (EM) polegają na badaniu przewodności ośrodka poprzez wzbudzenie (wyindukowanie) w nim pola elektromagnetycznego. System pomiarowy to dwie cewki – nadawcza i odbiorcza. Nadajnik wytwarza pierwotne pole elektromagnetyczne, które generuje wtórne pole elektromagnetyczne w ośrodku. Cewka odbiornika rejestruje wielkość pola wtórnego oraz stosunek pomiędzy polem pierwotnym i wtórnym. Wtórne pole elektromagnetyczne jest proporcjonalne do przewodnictwa ośrodka i reaguje na zmiany litologii, wody podziemne czy zanieczyszczenia. Obiekty metalowe wytwarzają silne, wtórne pole elektromagnetyczne, dlatego różnicowy pomiar pola pierwotnego i wtórnego stanowi wyśmienite narzędzie do poszukiwania zakopanych przedmiotów metalowych (beczki, niewypały i inne).

Możliwości metody elektromagnetycznej EM:

Sondowania i profilowania elektrooporowe

Metoda sondowań geoelektrycznych polega na kolejnych pomiarach oporu pozornego w tym samym punkcie na powierzchni terenu przy zmiennych rozstawach elektrod pomiarowych. Dzięki temu uzyskuje się informację o pionowym rozkładzie oporności górotworu, stąd też nazwa sondowanie. Pomiar przeprowadza się układem czteroelektrodowym AMNB o standardowych rozstawach elektrod. Interpretacja sondowań elektrycznych polega na porównaniu wyników pomiarów z krzywymi teoretycznymi. Dopasowanie przebiegu krzywej teoretycznej do przebiegu krzywej pomiarowej pozwala na określenie parametrów przekroju geoelektrycznego.

Profilowanie geoelektryczne stosuje się do badania przekroju geoelektrycznego w kierunku poziomym. Wykonuje się go układami pomiarowymi przemieszczanymi wzdłuż zadanych kierunków (profili), przy zachowaniu stałości ich rozstawów. Stąd głębokość badań w każdym punkcie pomiarowym jest w przybliżeniu stała, a otrzymane wyniki odzwierciedlają zmiany własności elektrycznych skał wzdłuż profili albo w obrębie obszaru badań.

Możliwości metody elektrooporowej

Sejsmika refrakcyjna

profilowanie i mapowanie 2D/3D

Sejsmika refrakcyjna jest metodą geofizyczną używaną do rozpoznawania struktur wewnętrznych badanego ośrodka przy użyciu fal sejsmicznych generowanych z powierzchni. Głębokościowy zasięg metody pozwala na rozpoznanie do ok. 100 metrów w głąb badanego ośrodka. Dane pomiarowe przetwarzane są komputerowo w celu określenia sejsmicznego modelu prędkości propagacji fali, grubości warstw i struktury ośrodka. Pomiar sejsmiczny polega na wygenerowaniu impulsu sejsmicznego, którego źródłem może być uderzenie młota, upuszczony ciężar czy mikroeksplozja. Typ źródła warunkowany jest przez lokalne warunki gruntowe i wymaganą głębokość penetracji. Fale sejsmiczne rozchodzą się w ośrodku gruntowo–skalnym dopóki się nie odbiją lub „uślizgną" na granicy poszczególnych warstw. Fale rejestrowane są przez system geofonów lub hydrofonów rozmieszczonych w regularnych odstępach. Źródło fali umieszczane jest na obu końcach profilu pomiarowego, a także dodatkowo na profilu i poza nim w celu dokładnego odwzorowania budowy ośrodka. Geofony rejestrują opóźnienia w czasie pomiędzy różnymi rodzajami fal, tj. falą bezpośrednią, odbitą i refrakcyjną, oraz prędkość tych fal w poszczególnych warstwach. Powierzchnie odbicia i poślizgu fal sejsmicznych są wartościowym materiałem do interpretacji granic i struktur litologicznych.

Możliwości sejsmiki inżynierskiej

Metoda grawimetryczna

Metoda grawimetryczna wykorzystuje zmienność pola grawitacyjnego ziemi, w zależności od jej budowy. Znamienność ta polega na tym, iż każda niejednorodność w rozkładzie gęstości ośrodka skalnego, zwanej ogólnie ciałem zaburzającym, generuje swoje własne pole grawitacyjne. Tym samym rozkład wartości siły ciężkości uzależniony jest w pierwszej kolejności od różnicy gęstości objętościowych skał budujących tę niejednorodność oraz otoczenia. Rozkład ten jest również funkcją rozmiarów, kształtu i głębokości występowania ciała zaburzającego. Takimi ciałami są np. różne struktury geologiczne i formy antropogeniczne jak: uskoki, pustki, wymycia i deformacje nieciągłe powierzchni terenu.

Zastosowanie metody daje szczególnie pozytywne rezultaty w badaniach form tektonicznych ośrodka skalnego, w prognozowaniu wystąpień stref wzmożonych naprężeń i wstrząsów oraz w wykrywaniu pustek występujących w górotworze wraz z prognozowaniem ich ekspansji ku powierzchni terenu i zagrażających powstawaniem jej deformacji nieciągłych.

Możliwości metody grawimetrycznej

• projekty prac polowych,
• akwizycja danych w systemie referencyjnym,
• processing referencyjny typu robust,
• analiza wymiarowości ośrodka geologicznego,
• modelowanie i inwersja 1D/2D/3D,
• geologiczna interpretacja wyników badań,
• kompleksowa interpretacja danych magnetotellurycznych, grawimetrycznych, sejsmicznych i otworowych.
  • Badanie i monitoring wałów przeciwpowodziowych oraz innych budowli hydrologicznych
  • Inspekcje stanu dróg
  • Ciągła analiza struktury podtorza oraz nasypów kolejowych
  • Lokalizacja pustek i szczelin,
  • Określenie granic litologicznych i grubości warstw. Lokalizacja zbiorników, beczek, rurociągów i sieci podziemnych (metalowych i nie metalicznych)
  • Inwentaryzacja obszarów zurbanizowanych i poprzemysłowych (pogrzebane fundamenty, piwnice, metalowe konstrukcje
  • Mapowanie istniejących i historycznych składowisk odpadów
  • Badanie struktury stropów i murów
  • Lokalizacja zbrojenia, ciągów kanalizacyjnych, wentylacyjnych, ukrytego okablowania
  • Badanie pustek, nieciągłości, infrastruktury pod dnem.
  • Odnajdywanie stref zawodnionych, miejsc uprzywilejowanej filtracji, przecieków, poziomów wodonośnych
  • Lokalizacja pustek, pęknięć, szczelin, rozwarstwień itp.
  • wykrywanie i lokalizacja skażeń środowiska gruntowo - wodnego substancjami chemicznymi,
  • lokalizacja podziemnej infrastruktury (rurociągi, kable, zbiorniki, fundamenty),
  • lokalizacja pogrzebanych obiektów (dawne odkrywki, wyrobiska, rowy, mogilniki - miejsca składowania odpadów i substancji niebezpiecznych),
  • szczelność zbiorników, ścianek szczelnych itp.,
  • inspekcja wykonania ścianek szczelnych
  • badanie struktury i stanu obwałowań przeciw powodziowych,
  • rozkład litologii w poziomie,
  • poszukiwanie defektów w tamach, zaporach, jazach i progach wodnych,
  • przebieg poziomy struktur takich jak kontury starorzeczy,
  • lokalizacja uprzywilejowanych dróg filtracji,
  • identyfikacja pustek, wymyć i szczelin,
  • okonturowanie lokalnych złóż do wykorzystania przy odbudowie lub remoncie.
  • określanie głębokości zalegania podłoża skalnego albo miąższości nadkładu, grubości warstw glin i iłów lub nasypów,
  • określanie szczelności i struktury zapór ziemnych,
  • lokalizowanie zapadlisk, pustek oraz stref spękań.
  • określanie kierunku spływu i zalegania zwierciadła wód podziemnych,
  • kartowanie abrazji morskiej i rzecznej, wtargnięć zasolonej wody i charakteryzowanie podpowierzchniowych warunków hydrogeologicznych.
  • kartowanie smug dobrze przewodzących skażeń albo zanieczyszczeń gruntu metalami ciężkimi,
  • okonturowanie przestrzeni podlegającej oczyszczeniu,
  • określanie zasobów piasku i żwiru,
  • kartowanie archeologiczne,
  • pomoc w pracach związanych z drążeniem tuneli drogowych i kolejowych.
  • kartowanie ( zasięg poziomy i pionowy) aureoli skażeń wokół ogniska skażeń, którym może być czynne bądź zrekultywowane składowisko odpadów, oczyszczalnia ścieków, mogielniki i zbiorniki paliw oraz wszelkiego rodzaju obiekty mogące stanowić zagrożenie dla środowiska ze względu na charakter swojej pracy,
  • monitoring migracji i dynamiki zmian skażeń.
  • wyznaczenie granic: podłoża skalnego, między warstwami zróżnicowanymi litologicznie, pomiędzy strefami o różnym stopniu wietrzenia,
  • wyznaczenie nieciągłości, m.in. lokalizacja i ocena płytkich stref uskokowych, deformacji, położenia i kształtu płaszczyzn poślizgu w ośrodku gruntowym i skalnym,
  • położenie stref spękań, osłabienia, rozluźnień i zapadania się ośrodka gruntowego i skalnego,
  • położenie zwierciadła wód gruntowych,
  • lokalizacja nieciągłości, pustek, kawern oraz procesów deformacji w nadkładzie i podłożu,
  • ocenę stanu intensywności spękań i zwietrzenia ośrodka skalnego,
  • badania właściwości geomechanicznych (dynamiczne moduły: sprężystości Ed, odkształcenia objętościowego Gd, współczynnik Poissona nd, oraz statyczne moduły: deformacji D, sprężystości Es).
  • ocena zagrożenia powierzchni deformacjami na terenach pogórniczych, przemysłowych,
  • rozpoznanie migrujących pustek, stref obniżonej nośności lub uskoków pod istniejącą lub planowaną infrastrukturą kolejową lub drogową,
  • wykrywanie złóż płytko występujących kopalin,
  • lokalizacja podziemnych zbiorników wodnych,
  • lokalizacja oraz weryfikacja nieużywanych szybów, szybików oraz innych elementów infrastruktury górniczej.