p> <!--StartFragmenta href="http://geocivil.ir" target="_blank"><!--EndFragment

دانش ژئوفيزيك

به طور كلي ژئوفيزيك با استفاده از امواجي نظير امواج الكتريكي، الكترومغناطيسي، مغناطيسي و صوتي به مطالعه خواص فيزيكي زمين و محيط اطراف آن مي پردازد. امروزه مطالعات ژئوفيزيك علاوه بر زمين، ساير كرات ديگر فضايي را نيز در بر مي گيرد. تقاضاي مداوم و روزافزون انواع فلزات و افزايش رشد مصرف نفت و گاز طبيعي منجر به توسعه بسياري از روش هاي شناسايي زير سطحي مبتني بر شيوه ها ي ژئوفيزيكي شده است. با كاربرد ژئوفيزيك در فعاليت هاي نظامي و نيز استفاده از رايانه ها در پردازش و تفسير داده ها ي ژئوفيزيكي، تحول عظيمي در اين شاخه از دانش را شاهد هستيم، به طوري كه هم اكنون روش هاي ژئوفيزيكي به عنوان يكي از شيوه ها ي اصلي شناسايي معادن و ذخاير زير زميني، كاوش هاي هوايي و دريايي و شناسايي هاي سطحي به منظور مطالعه خواص ژئوتكنيكي زمين مطرح مي باشد.

معمولاً در مهندسي عمران روش هاي ژئوفيزيك به عنوان مكمل روش هاي حفاري مطرح هستند. در تصميم گيري مربوط به يك برنامه حفاري بايد هر دو عامل اقتصادي و علمي مورد توجه قرار گيرد. هزينه حفاري براي ترسيم دقيق سطح موجدار سنگ كف در يك ساختگاه ممكن است نسبت به هزينه كاربرد ژئوفيزيك بسيار سنگين باشد، ولي اگر خسارت اقتصادي حاصل از اين بي دقتي زياد باشد حفاري ممكن است ارزانتر تمام شود. از طرف ديگر وقتي سطح گسترد هاي از زمين بايد به تفصيل پوشش يابد و دقت زياد مورد نظر نيست، روش هاي ژئوفيزيك مي توانند گزينه مناسبي براي كاوش صحرايي باشند.

 

• انواع برداشتهاي ژئوفيزيكي

در عمل چهار طريق هوايي، دريايي، درون چاهي و زميني شيوه هايي هستند كه براي برداشت هاي ژئوفيزيكي به كار مي روند. در مطالعات ژئوتكنيك عمدتاً از روش هاي زميني و درون چاهي استفاده مي شود.

 

 

1- برداشت هوايي

روش هاي مغناطيسي، الكترومغناطيسي، راديومتري، هوابرد و اخيراً ثقل سنجي هوابرد سريعترين روش هاي ژئوفيزيك اكتشافي مي باشند. اين روش ها براي پوشش مناطق وسيع كم هزينه تر از روش هاي زميني هستند، ولي به علت دقت پايين صرفاً در فاز پي جويي كلي مواد معدني كاربرد دارند. در اين روش ها عمليات برداشت با نصب تجهيزات مناسب در داخل يا به دنبال هواپيما و بالگرد انجام مي شود. اكتشاف دقيق تر مناطق مستعد شناسايي شده در روشهاي هوابرد، توسط روش هاي ژئوفيزيك زميني پيگيري مي شود.

 

2- برداشت دريايي

در برداشت هاي دريايي، كاوش ها به منظور شناسايي ويژگي هاي فيريكي زير بستر آب، در محيط آبي انجام مي شود. تجهيزات مورد نياز اين نوع برداشت با روش هاي ديگر كاوش، در ساختار تفاوت اندكي دارند، ولي تقريبا در تئوري همة روش هايكسان مي باشند. اين تجهيزات مي توانند در داخل كشتي ها يا به دنبال آن ها نصب گردند. روش هاي عمده قابل اجرا در اين محيط لرزه نگاري، ثقل سنجي، مغناطيس سنجي و الكترومغناطيس هستند.

3- برداشت درون چاهي

در برداشت هاي درون چاهي، تجهيزات ژئوفيزيكي در يك محفظه استوانهاي با قطري كمتر از قطر گمانه، به نام سوند قرار مي گيرد. اين محفظه كه بوسيلة يك رشته كابل به دستگاه سر چاه متصل است، به داخل گمانه فرستاده مي شود. ثبت پيوستة خصوصيات ژئوتكنيكي سازندهايي كه در طول گمانه مشاهده مي شوند از اهداف اين نوع بررسي مي باشد. روش هاي قابل اجرا در اين بخش عمدتاً شامل روش هاي صوتي، راديومتري(پرتو نوترون، پرتو گاما، پرتو گاما گاما و..) مقاومت سنجي و الكترومغناطيس القايي است.

 

 

4- برداشت زميني

برداشت هاي زميني، بر روي سطح زمين بوسيلة دستگاه هاي مخصوص اين كار انجام مي شود. متنوع ترين برداشت هاي ژئوفيزيكي در اين بخش و در فعاليت هاي عمراني برداشت زميني است.

 

 

• مقايسه روش هاي ژئوفيزيك با روش هاي ژئوتكنيك در كاوش هاي صحرايي

غالباً در پروژه هاي عمراني از روش هاي ژئوفيزيك به عنوان مكمل روش هاي ژئوتكنيك براي ارتقاء دقت نتايج حاصل از حفاري ها استفاده مي شود. با اين حال، اگر اين دو روش كاوش به طور مستقل مورد ارزيابي قرار گيرند، هر يك از آن ها داراي معايب و مزايايي است، بنا بر اين تصميم گيري سنجيده و آگاهانه در مورد انتخاب روش مناسب براي انجام پروژه ضروري مي باشد.

 

• مزاياي روش هاي ژئوفيزيك

 

به طور كلي اصليترين مزاياي روش هاي ژئوفيزيك عبارتند از :

1- روش هاي ژئوفيزيك غالباً غير مخرب و بي آزار هستند و نيازي به حفاري يا مسدود و محدود كردن يك فضا براي زمان طولاني ندارند. اين مزيت در پروژه هاي درون شهري و مراكز شهر هاي شلوغ كه امكان بستن خيابان ها و تخريب آن ها وجود ندارد از اهميت خاصي برخوردار است. همچنين در مواردي كه نقل و انتقال تجهيزات سنگين حفاري با دشواري انجام مي شود، روش هاي ژئوفيزيك به دليل سهولت حمل تجهيزات از امتياز خاصي برخوردار هستند.

2- روش هاي ژئوفيزيك نسبت به روشهاي ژئوتكنيكي، اطلاعات بيشتري را در مورد سطح گستردهاي از زمين كسب مي كنند. اين روش ها ارزان و اقتصادي محسوب مي شوند. در واقع روش هاي ژئوفيزيكي اين امكان را فراهم مي كنند كه فقط با انجام چند تست ارزان قيمت، اطلاعات قابل توجهي در زماني كوتاه از يك ناحية وسيع به دست بيايد.

3- در برخي از خاك ها نظير شن و ماسه هاي ريزشي كه امكان حفاري و نمونه گيري دست خورده وجود ندارد، روش هاي ژئوفيزيك از كارايي بالايي در شناسايي زير سطحي برخوردار هستند.

4- روش هاي ژئوفيزيك رفتار خاك و سنگ، در محدوده كرنش هاي بسيار كوچك كه به طور معمول در حد هزارم درصد هستند را بررسي مي نمايند، بر همين اساس خواص واقعي ناحيه الاستيك مشخص مي شود..

5- در مواردي كه وجود آلودگي هاي زير زميني مانع حفاري گمانه و انجام آزمايش صحرايي است، اين روش ها بدون تماس با آلودگي هاي زير سطحي قادر به ارائه اطلاعات مناسبي از محيط هاي مذكور هستند. به عنوان مثال در چاهك هايي كه به دليل نشت فاضلاب ساختمان هاي اطراف انجام آزمايش بارگذاري صفحه اي در آن ها با دشواري و انزجار همراه است، با استفاده از روش هاي ژئوفيزيك مي توان خواص مهندسي مورد نظر زمين در محدودة مذكور را تا حدودي تخمين زد.

6- مباني نظري علمي مناسبي براي استخراج نتايج و ارتباط پارامتر هاي حاصل با خصوصيات اندازه گيري شده در محل، وجود دارد. اين در حالي است كه پارامتر هاي اندازه گيري شده در و خواص مهندسي خاك، صرفاً با روابط تجربي آزمون هاي صحرايي ژئوتكنيك نظير SPT به هم مربوط مي شوند.

 

• معايب روش هاي ژئوفيزيك

با وجود مزاياي مذكور معايب قابل توجهي نيز براي روش هاي ژئوفيزيك شمرده مي شود كه از جمله آنها مي توان به موارد زير اشاره كرد:

1- اكثر روش هاي ژئوفيزيكي در مواردي كارايي دارند كه تفاوت قابل توجهي بين سختي ساختار هاي زير سطحي وجود داشته باشد. در صورتي كه اين ساختار ها از سختي هاي نزديك به هم برخوردار باشند تفكيك كامل آن ها از هم مقدور نيست.

2- در حالتي كه لايه هاي سخت بر روي لايه هاي نرم قرار گرفته باشند، تهيه پروفيل لايه بندي براي مقاطع، خيلي دشوار است. به طور كلي روش هاي ژئوفيزيكي در صورتي از كارايي مناسبي برخوردار هستند كه روند افزايش سختي از سطح به عمق برقرار باشد.

3- نتايج حاصل از روش هاي ژئوفيزيك، غالباً جنبه كيفي داشته و ارقام دقيق به دست نمي آيد. اين نتايج فقط براي مهندسان مجرب كارايي دارد.

4- در مقايسه با تجهيزات روش هاي معمول حفاري كه اكثر كارگران با آن ها آشنايي دارند، كاربرد تجهيزات روش هاي ژئوفيزيك كاملاً جنبة تخصصي دارد.

5- در روش هاي ژئوفيزيكي دسترسي مستقيم به مصالح ، مواد مورد بررسي و امكان نمونه گيري از آن ها وجود ندارد.

6- وجود اجزاء و عوارضي از قبيل آب بين لايه هاي رسي، لايه هاي سيمانته شده و پرشدگي هاي خاص در شكاف ها ، وجود امواج خاص در محيط كه امكان تداخل با امواج دستگاه را داشته باشد و مواردي از اين قبيل تفسير نتايج را دشوار مي سازد.

 

• دسته بندي و انواع روش هاي ژئوفيزيك

هدف از اكتشافات ژئوفيزيكي كشف خصوصيات محيط با روش هاي فيزيكي و غير مستقيم است. بر همين اساس آزمون هاي ژئوفيزيك در گستردة پهناور علوم مهندسي كارايي دارند. در مواردي مانند، شناسايي هاي معدني و مسائل مرتبط با اكتشاف معادن، شناسايي نفت و ساير ذخاير زميني، كاربرد هاي نظامي، كاوش هاي زمين شناسي و باستان شناسي، محيط زيست و كشف

آلودگي هاي زير سطحي و نهايتاً كاربرد هاي مهندسي عمران كه عمدتاً شامل شناسايي خصوصيات پي سازه ها مي شود، ژئوفيزيك كارايي دارد.

يكي از اصلي ترين تقسيم بندي هاي ارائه شده براي كاوش هاي ژئوفيزيكي تقسيم بندي بر اساس خاصيت فيزيكي مورد تحقيق و اندازه گيري در هر تكنيك مي باشد. بر اين اساس روش هاي ژئوفيزيك به صورت زير دست هبندي مي گردند :

1- روش هاي الكتريكي: در اين روش ها مقاومت زمين در برابر عبور جريان الكتريكي و يا ميزان قابليت هدايت الكتريكي اندازه گيري مي شود.

2- روش هاي لرزه اي: در اين روش ها سرعت عبور امواج صوتي در لايه هاي زمين اندازه گيري مي شود.

3- روش هاي ثقل سنجي : در اين روش ها تغييرات شتاب جاذبه در نقاط مختلف سطح زمين اندازه گيري مي شود.

4- روش هاي مغناطيس سنجی : در اين روش ها بزرگي ميدان مغناطيسي در نقاط مختلف سطح زمين اندازه گيري مي شود.

5- روش هاي الكترومغناطيسي : در اين روش ها بزرگي ميدان الكترومغناطيسي در محيط مورد مطالعه اندازه گيري مي شود.

6- روش هاي هسته اي : در اين روش ها انرژي و سطح تشعشعات بازتابي از ذرات اندازه گيري مي شود.

 

p>  <!--StartFragmenta href="http://geocivil.ir" target="_blank"><!--EndFragment