Нерадовский Леонид Георгиевич, старший научный сотрудник лаборатории инженерной геокриологии
РИНЦ Author ID: 394470; Scopus Author ID: 17344126100
г. Якутск
Leonid G. Neradovskii, Senior Researcher of the Laboratory of Engineering Geocryology
RSCI Author ID: 394470; Scopus Author ID: 17344126100
Yakutsk
Цель представленного исследования заключалась в рассмотрении возможностей метода геофизики в решении задачи количественной оценки прочности осадочных пород, слагающих основание инженерных сооружений на станции «Кюргеллях», расположенной по Амуро-Якутской железнодорожной магистрали в 572 км от административного центра Южной Якутии г. Нерюнгри (Россия). Решение поставленной задачи было осуществлено методом дистанционного индуктивного зондирования с применением новой технологии изучения процесса затухания в неоднородной анизотропной геологической среде гармонического поля вертикального магнитного диполя на частоте 1,125 и 0,281 МГц в промежуточной зоне разноса 5–100 м. Сравнительный анализ установил согласие в изменении геолого-геофизических оценок средней прочности лабораторных водонасыщенных образцов и прогнозируемого в таком же состоянии массива осадочных пород на сопоставимой глубине 6–12 м. Мера согласия при использовании наиболее адекватного уравнения степенной функции высока и по приведенному значению коэффициента множественной детерминации равна 0,815. Это означает, что среди всех мерзлотно-грунтовых факторов вклад фактора прочности в результат затухания электромагнитного поля на отмеченных частотах и разносе доминирует и составляет не меньше 80 %. Благодаря этому апробированный метод геофизики правильно картирует границы распространения осадочных пород разной прочности. В разной степени ослабленные дробленые и трещиноватые породы с прочностью ниже 40–35 МПа приурочены к разнонаправленным тектоническим разрывным нарушениям, образующим структуру, близкую к полигональной. По данным геофизики, границы структуры четко прорисовываются на глубине 12,3–27,5 м, где доминируют породы прочной категории (50–120 МПа). Метод дистанционного индуктивного зондирования рекомендуется применять на всех стадиях изысканий с целью районирования застраиваемых территорий Южной Якутии по категории прочности скально-полускальных грунтов.
The purpose of the article is to consider the possibilities of the geophysical method in solving the problem of quantitative estimation of the strength of sedimentary rocks that form the basis of engineering structures at the Kyurgellakh station of the Amur-Yakutsk Railway located 572 km away from the town of Neryungri, which is an administrative center of southern Yakutia (Russia). The problem is solved using the method of geometric electromagnetic induction sounding and a new technique that explored the attenuation of the harmonic field induced by a vertical magnetic dipole in the inhomogeneous anisotropic geological medium at the frequencies of 1.125 and 0.281 MHz in the intermediate separation zone of 5–100 m. A comparative analysis has determined a good agreement in changes of geological and geophysical estimates of the average strength of laboratory water-saturated samples and sedimentary rock mass predicted in the same state at the comparable depth of 6–12 m. The measure of agreement when using the most adequate equation of the power function is high and equals 0.815 according to the normalized coefficient of multiple determination. This means that strength is the most important factor among the frozen ground characteristics affecting the electromagnetic field attenuation at the frequencies and spacing specified, contributing no less than 80 %. The tested geophysical method can thus correctly map the distribution boundaries of different strength sedimentary rocks. The crushed and fissured rocks with the strengths below 40–35 MPa are confined to the tectonic fractures of varying directions with a polygon-like structure. Geophysical data clearly delineate the structure at the depths of 12.3–27.5 m where predominate the rocks with high strengths (50–120 MPa). The geometric EM induction sounding is recommended to use at all stages of geotechnical investigations to map the development areas of southern Yakutia by rock strength classes.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.