Investigation of borehole seismic acoustic control by the cross-borehole exploration method to assess the continuity of ice-ground fencing
DOI:
https://doi.org/10.21638/spbu07.2024.206Abstract
Artificial freezing of soils is quite often used in complex engineering-geological and hydrogeological conditions for the construction of underground structures. Due to the fact that the soil freezing works are hidden, operational control of the continuity of the ice-ground fence being erected is necessary. Such control is traditionally carried out using borehole thermometry and hydrogeological observations. The article considers the possibilities of the seismoacoustic method in the variant of downhole tomography for monitoring the continuity of ice-ground fencing in conditions of highly saturated soils. The main prerequisite for using seismic methods to control the formation of an ice-ground fence is a noticeable difference in the values of the propagation velocities of seismic vibrations in soils under natural conditions and soils at subzero temperatures. The studies were carried out through the same wells through which the refrigerant is pumped. The configuration of the work was carried out in such a way that for each position of the receiving spit, the source moves along the adjacent well parallel to the receiving well with outflows equal to half the length of the receiving spit, after which the spit is shifted to the next position and the process is repeated. The control was carried out in two stages — before the active freezing phase and after the formation of the ice-ground fence. As a result of the work performed, it was found that using the SME method it is possible to effectively assess the continuity of the ice-ground fence being created, and local areas in which the freezing process turned out to be insufficient can also be identified. The parameters obtained by the method of downhole seismoacoustic tomography are also necessary to clarify the technological regime for freezing soils.
Keywords:
cross-borehole tomography, ice-ground fencing, continuity control
Downloads
References
Архипов, А. Г. (2015) Cейсмоакустическая диагностика состояния массивов естественных и искусственных грунтов. Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в России. СПб.: Изд-во НМСУ «Горный», 162–166.
Безродный, К. П. и Лебедев, М. О. (2021). Реализация новых конструкций и технологий при строительстве петербургского метрополитена. Проектирование, строительство и эксплуатация подземных сооружений транспортного назначения. М.: Перо, 38–45.
Болгаров, А. Г. и Рослов, Ю. В. (2009). Межскважинная сейсмическая томография для решения инженерно-геологических задач. Технологии сейсморазведки, № 1, 105–111.
Вялов, С. С. (1959). Реологические свойства и несущая способность мерзлых грунтов. М.: АН СССР.
Горяинов, Н. Н. и Ляховицкий, Ф. М. (1979). Сейсмические методы в инженерной геологии. М.: Недра.
Исаев, Ю. С., Дорохин, К. А., Бойко, О. В. (2021). Опыт применения сейсмоакустической томографии для оценки сплошности ограждающих конструкций типа «стена в грунте». Проектирование, строительство и эксплуатация подземных сооружений транспортного назначения. М.: Перо, 97–105.
Ошкин, А. Н., Рагозин Н. А., Игнатьев В. И., Ермаков Р. Ю. (2016). Межскважинное сейсмическое просвечивание — опыт, методология, аппаратура. Приборы и системы разведочной геофизики, 3. 37–47.
Петрухин, В. П. (2010). Геотехнические проблемы строительства в Москве — крупнейшем мегаполисе России. Геотехнические проблемы мегаполисов. Т. 1. СПб.: Изд-во «Группа компаний Геореконструкция».
Трупак, Н. Г. (1974). Замораживание грунтов в подземном строительстве. М.: Недра.
Тютюник, П. М. (1994). Геоакустический контроль процессов замораживания и тампонирования пород. М.: Недра.
Тютюник, П. М. и Солодов, A. M. (1991). Методические указания по лабораторно-практическим занятиям по разделу «Контроль процессов замораживания пород в подземном строительстве». М.: МГИ.
Улицкий, В. М., Шашкин, А. Г., Шашкин, К. Г. (2010). Практическое пособие по проектированию зданий и подземных сооружений в условиях плотной застройки. Геотехническое сопровождение развития городов. СПб.: Изд-во «Группа компаний Геореконструкция».
Хакимов, Х. Р. (1957). Вопросы теории и практики искусственного замораживания грунтов. М.: Академии наук СССР.
Шишкина, М. А., Фокин, И. В., Тихоцкий, С. А. (2014). Разрешающая способность межскважинной лучевой сейсмической томографии: расстановка, скоростная модель, конечная частота сигнала. Информационный портал института ИФЗ РАН. [online] Доступно на: https://ifz.ru/nauka/fundamentalnyie/razreshayushhaya-sposobnost-mezhskvazhinnoj-luchevoj-sejsmicheskoj-tomografii-rasstanovka-skorostnaya-model-konechnaya-chastota-signala
Шишкина, М. А., Фокин, И. В., Тихоцкий, С. А. (2015). К вопросу о разрешающей способности межскважинной лучевой томографии. Технологии сейсморазведки. 1, 5–21.
Dobróka, M. and Szegedi, H. (2014). On the Generalization of Seismic Tomography Algorithms. American Journal of Computational Mathematics, 4 (1), 37–46.
Hamid N. Alsadi (2017). Seismic Hydrocarbon Exploration: 2D and 3D Techniques. Advanced in Oil and Gas Exploration and Production. Springer International Publishing Switzerland.
Kubota K., Kiho K., Mizohata S., Murakami F. (2015). Development of directional drilling system and measurement method in the borehole application of seismic tomography between surface and the borehole. 10th Asian Regional Conference of IAEG. [online] Доступно на: http://www.jseg.or.jp/2015ARC/data/TP4/Tp4-P05_1080009_1510841.pdf
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Articles of "Vestnik of Saint Petersburg University. Earth Sciences" are open access distributed under the terms of the License Agreement with Saint Petersburg State University, which permits to the authors unrestricted distribution and self-archiving free of charge.
