Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Геофизика -> Шевнин В.А. -> "Электроразведка методом сопротивлений" -> 3

Электроразведка методом сопротивлений - Шевнин В.А.

Шевнин В.А., Акуленко С.А., Березина С.А., Бобачев А.А., Большаков Д.К., Горбунов А.А., Игнатова И.Д., Любчикова А.В., Марченко М.Н., Модин И.Н., Перваго Е.В., Рыжов А.А., Симоне М.М., Смирнова Т.Ю., Яковлев А.Г. Электроразведка методом сопротивлений: Учебное пособие. Под редакцией В.К. Хмелевского и В.А. Шевнина — M.: Изд-во МГУ, 1994. — 160 c.
ISBN 5-211-03303-5
Скачать (прямая ссылка): ka1994electrorazv-metod-sopr.pdf
Предыдущая << 1 .. 2 < 3 > 4 5 6 7 8 9 .. 49 >> Следующая


Песчано-глинистый грунт рассматривается в виде пятикомпонентной системы. Неглинистые частицы в грунте -в виде сферических непроводящих ток частиц двух размеров, отличающихся на порядок. Между ними расположены глинистые частицы эллипсоидальной формы произвольной ориентировки, электропроводность которых определяется проводимостью двойного электрического слоя, покрывающего их и образующегося на контакте глинистых частиц с водой. Все твердые фракции окружены водой с включением сферических пузырьков воздуха. На поверхности раздела фаз могут возникать промежуточные фазы с аномальными физико-химическими свойствами, от которых зависит сопротивление смеси. Предлагаемая модель учитывает основные факторы, влияющие на сопротивление нескальных грунтов.

При выборе модели за основу были приняты: уравнение, полученное И.К.Овчинниковым для двухкомпонентных сред с эллипсоидальными включениями, и способ последовательного заполнения, предложенный А.С.Семеновым.

Предполагается, что мелкие песчаные, а также глинистые частицы и вода с пузырьками воздуха являются заполнителем

биминеральной среды, а крупные частицы - сферическими включениями с бесконечно большим сопротивлением. В этом случае сопротивление породы выразится формулой:

p„ = (3-w1)/(2w1p1) , (3)

где W1 - относительное содержание заполнителя, w1 =1-к(1-n), к - отношение объема основной (крупной) фракции ко всему объему скелета грунта (д.е.); P1 - удельное электрическое сопротивление заполнителя (Ом.м); п - пористость (д.е.).

В свою очередь заполнитель также рассматривается как биминеральная среда, где включениями служат мелкие сферические песчаные частицы, а заполнителем - оставшийся состав смеси с сопротивлением P1=(S-w2)^w2P2), где W2 - относительное объемное содержание заполнителя (д.е.), w2 = [n+Crn(1 -п)]/[1 -к(1 -п)], где Сгл - содержание глинистой фракции в грунте (д.е.).

Затем в качестве включений рассматриваются глинистые частицы, а в качестве заполнителя - вода с пузырьками воздуха. Для случая эллиптических включений произвольной ориентировки сопротивление биминеральной среды может быть рассчитано с помощью уравнений И.К.Овчинникова

p2=3p3(ABC)/[3ABC+2(1-w3)dp(AB+AC + BC)] , И)

где P3 - удельное электрическое сопротивление заполнителя (Ом.м); dp=p3-pr„; ргл - сопротивление глинистых частиц, покрытых связанной водой (двойным электрическим слоем); A=abcA(0)w3dp +2ргя, B=abcB(0)w3dp +2ргл, C=abcC(0)-w3-dp+2ргп, где W3 - относительное объемное содержание заполнителя (д.е.). Выражения abcA(O), abcB(O), abcC(O) зависят только от отношения полу-осей эллипсоидов а,Ь,с и для подобных эллипсоидов одинаковы.

А.В.Тимохиным разработан пакет программ "Kobra" для расчета УЭС перечисленных типов горных пород по их физико-механическим характеристикам. Программы используются при инженерно-геофизических изысканиях для обработки данных инженерно-геологических наблюдений и ВЭЗ. Специализация моделей для определенных типов горных пород повышает точность их инженерно-геофизических оценок.

3. Модель А.А.Рыжова. А.А.Рыжов (ВСЕГИНГЕО) для вычисления удельного сопротивления и поляризу змости песчано-глинистых пород использует модель породы, состоя-

іей из твердого скелета, системы пор определенного азмера, заполненной полностью или частично водными астворами солей и глинистых частиц, которые могут нахо-иться как на стенках пор в виде пленок, так и в самих орах в виде пробочек [59,60]. Модель оонована на использо-ании строгих формул физико-химической теории для двойного лектрического слоя на границе твердой и жидкой фаз. іьісокая степень соответствия модели А.А.Рыжова многим жспериментальным данным по исследованию электрических .войств горных пород говорит о правомерности такого юдхода.

Для расчета УЭС используются следующие формулы:

T1 О

ив-С„-вхр« "С"п

+ U •C8n-SXp1 "С'п

1000•ZNj

1000•ZN 'dr,

(5)

2zFK,

г2 о

UKCKaexp

1000•ZN

+ UaCaaeXP

Г -с.

1000•ZN,

/

КП0п + Ка°а

•100,

dr, (6)

(7)

где сгп, ап(См/м) - удельная электропроводность пород, связанная с распределением активных и пассивных капилляров; Kn, K3 (отн. ед.) - пассивная и активная пористость образца; г,, г2 (м) - радиусы пассивных и активных капилляров; Z - валентность ионов; F (Кл/моль)- число Фарадея; Ua, UK (м2/сВ) - подвижность анионов и катионов, Cm, C3n (моль/м3) - концентрация катионов и анионов вдоль направления, совпадающего с направлением радиуса в пассивном капилляре; Ска, C33 - то же в активном капилляре, все С -функции г, N - число гидратации для конкретного катиона вещества, находящегося в водном растворе; г\ (%) - поляризуемость среды.

Если исключить Kn и K3 в формулах (5,6), то получим вариант для расчета удельной электропроводности жидкости в

капиллярах, которая может существенно отличаться от электропроводности жидкости в свободном от влияния стенок капилляра растворе (электронейтральный раствор) за счет поверхностной проводимости. В свою очередь влияние поверхностной проводимости на электропроводность жидкости в капилляре обусловлено толщиной двойного слоя и радиусом капилляра, а также концентрацией катионов и анионов в двойном слое.
Предыдущая << 1 .. 2 < 3 > 4 5 6 7 8 9 .. 49 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed