WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |

Основные требования к выбору местоположения, формы и размеров ключевых участков [56]:

1. Ключевые участки должны охватывать весь диапазон морских глубин на площади съёмки, точки, наименее и наиболее удалённые от морских берегов, а также поля распространения всех литологических типов донных осадков.

2. Взаимное расположение ключевых участков должно обеспечить установление главного направления изменчивости инженерногеологических условий по латерали и достоверную оценку градиентов вертикальной батиметрической и латеральной (вдоль главного направления) изменчивости.

Проведение морских инженерно-геологических исследований донных грунтов в значительной мере ограничено гидрометеорологическими условиями (табл. 8, и 10).

К неблагоприятным факторам в летнее время отнесены штормовые ветра, сильное волнение (штормовое или зыбь) с высотой волны более 2 м, сильные течения со скоростями более 1 м/с (двух узлов), высокие приливы (более 1 м), наличие плавучего льда. Учитывая столь значительную ограниченность возможности проведения морских инженерно-геологических работ во времени, выполнение проектных изысканий приходится проводить в несколько полевых сезонов.

Таблица Метеорологические условия, благоприятные для проведения инженерногеологических работ с судов (по О.В.Решетовой и др. [73]) Акватория Месяцы, Температура Ветер благоприятные воздуха Вероятность для max min mid осн. ср.скор., штормов, % проведения C C C напр. м/с работ с судов Баренцево июнь-сентябрь 24- -85-10 С, СВ 5-7 3-море 30 Карское июль (кон.)- 20- -4- СВ2-6 5-6 5-море сентябрь (нач.) 28 12 СЗ _ © Нефтегазовое дело, 2006 http://www.ogbus.ru Таблица Гидрологические условия, благоприятные для проведения инженерногеологических работ с судов (по О.В.Решетовой и др. [73]) Волнение Течения Приливы, м Месяцы, кол-во Акватор благоприятные осн.напр в эти дней с ср.скор., ия для проведения. у max min месяцы высотой м/с работ с судов берегов волн > 2м Баренце июнь (кон.)- 0,1во 1,5-2,5 39-41 В, ЮВ 0,15-0,25 3-сентябрь (нач,) 0,море Карское Июль (кон.)- 0,05- 0,5- 0,10,5-1.5 13-21 ЮЗ, СВ море сентябрь (нач.) 0,10 2,5 0,Таблица Ледовые условия, благоприятные для проведения инженерно-геологических работ со льда (по О.В.Решетовой и др. [73]) Месяцы, Толщина льда, м Ширина благоприятные Акватория припайной для проведения max min зоны, км работ со льда Баренцево Нет, за искл. 0,5-3,0 1,0 море бухт ЗФИ и НЗ Карское море Декабрь-май 4-300 1.9-2,0 0,Критерием для отработки методики пробоотбора донных грунтов является возможность получения малонарушенных представительных проб при наименьших затратах времени. В ходе внедрения пробоотборника в грунтовый массив при любой технологии внедрения (ударной, вибрационной или статическом задавливании) происходит изменение напряжённо-деформационного состояния грунтовой пробы.

По мнению Е.А.Вознесенского с соавторами [12], ударная технология внедрения пробоотборников непригодна для отбора образцов ила, т.к. они весьма чувствительны к динамическому воздействию. Кроме того, при высоком трении по стенкам трубки может наступить закупорка грунтоноса, что ведёт к неполному выходу керна и существенному повреждению грунтовой пробы. Несколько иного мнения придерживаются А.Е.Смолдырев [78], А.В.Кондратенко, Я.В.Неизвестнов [45], которые считают, что при динамическом воздействии на илы и мягкие глины динамическое воздействие относительно мало, а предельная высота заполнения пробоотборника керном аналогична статическому погружению. К числу используемых в настоящее время в практике морских инженерно-геологических исследований ударных пробоотборников относятся дночерпатели «Океан-0,25» и _ © Нефтегазовое дело, 2006 http://www.ogbus.ru ДГ-1,5, коробчатый пробоотборник КП-0,15-1,5 и прямоточная грунтовая трубка АХК-005 (табл. 11).

Сохранность грунтовых проб, отобранных дночерпателем «Океан-0,25», как правило, чрезвычайно низка ввиду его малого объёма и конструктивных недостатков (недостаточная герметичность, расчленение пробы тросовой системой и др.). Дночерпатель ДГ-1,5 лишён названных недостатков и может успешно использоваться для отбора крупных проб донных грунтов. Сравнение сохранности грунтовых проб, отобранных ударными пробоотборниками, показывает, что коробчатый пробоотборник, по сравнению с грунтовой трубкой, обеспечивает равномерную и более высокую сохранность грунтовых проб по всей глубине отбора.

Таблица Технические характеристики ударных пробоотборников Глубина Площадь Диаметр, Масса, Тип пробоотборника внедрения, опробования, мм т м м Дночерпатель «Океан-0,25» 0,3 0,25 0,Дночерпатель гидростатический ДГ-1,5 0,7 1,5 0,Коробчатый пробоотборник КП-0,15-1,5 1.5 0,16 0,Прямоточная грунтовая трубка АХК-005 5,0 0,005 146 1, Вибрационная технология заведомо неприемлема для отбора инженерногеологических проб слабых грунтов (илов), однако может успешно использоваться для инженерно-геологического опробования рыхлых отложений.

Для общей характеристики всего разреза песчаных и крупнообломочных отложений на глубину 5-8 м рекомендуется применение динамического пробоотборника ударно-вибрационного действия ДИП-Шельф (внутренний диаметр 110 мм, масса 1,2 т).

Наиболее оптимальным с точки зрения сохранности илистых проб следует признать метод статического задавливания в грунтовый массив тонкостенных цилиндрических пробоотборников.

В последнее время в морской геологической отрасли России всё шире используются устройства, позволяющие определять некоторые параметры физико-механических свойств грунтов непосредственно на морском дне (in situ).

Например, зондирующая установка «ИГ-Шельф», в которой используется измерительная аппаратура и программное обеспечение фирмы GEOTECH FD (Швеция), обеспечивающие в соответствии со стандартами CPT определение лобового сопротивления внедрению конуса, боковое трение по муфте трения _ © Нефтегазовое дело, 2006 http://www.ogbus.ru зонда и динамическое поровое давление, позволяет осуществлять зондирование донных отложений на глубину до 6 м [29]. На судне «Бавенит», проводящем комплексные инженерно-геологические работы в Баренцевом и Карском морях, используют установку для статического зондирования грунтов до 40 м и скважинный гидравлический пенетрометр для статического зондирования грунтов в скважинах «WISON».

Физико-механические свойства морских грунтов определяют в судовой и стационарной лабораториях по ГОСТ и методическим пособиям, разработанным во ВСЕГИНГЕО и ВНИИОкеангеологии [58, 55]. Во ВНИИОкеангеологии совместно с Санкт-Петербургским архитектурно-строительным институтом создан компьютеризированный лабораторный комплекс для определения физикомеханических свойств слабых глубоководных донных осадков, способный функционировать в условиях судовых лабораторий. В его состав входят:

- Прибор вращательного среза ПВС-3М, позволяющий выполнять измерения сопротивления вращательному срезу и остаточной прочности осадков экспрессметодом в диапазонах 0,5-15,0 и 0,5-30,0 кПа. Шестискоростные приборы ПВС3М с угловой скоростью вращения образца 0,06, 0,16, 0,25, 0,62, 1,00 и 2,оборота в минуту работают по принципу быстрого среза грунта четырёхлопастной крыльчаткой без предварительного уплотнения и дренирования образца.

- Судовой прибор чистого сдвига СПЧС-ГБ-3М, предназначенный для определения прочностных (сцепление, угол внутреннего трения) и реологических (вязкость, период релаксации) характеристик осадков при угловых скоростях сдвига образцов 0,03, 0,06, 0,12, 0,31, 0,62, 1,22, 2,40, 6,00 оборотов в минуту в диапазоне касательных напряжений от 0,5 до 30 кПа и нормальных давлений от до 20 кПа. Характеристики донных осадков определяют по результатам испытаний на кручение сплошных образцов при постоянной скорости деформации.

- Судовой прибор липкости и пенетрации СПЛиП, применяемый для определения липкости осадков в воздушной среде и под слоем морской воды в диапазоне измененния усилий отрыва штампа от 0,05 до 1,2 Н.

- Сверхвысокочастотный резонансный влагомер СВР-6М, сконструированный в Калининградском государственном университете, предназначен для оперативного измерения влажности донных осадков в диапазоне от 20 до 100%.

Специалисты АМИГЭ, как правило, используют лабораторное оборудование для исследований в стационарных лабораториях (после консервации и транспортировки образцов с места отбора пробы), в частности, разработанное фирмой WYKEHAM FARRANCE INTERNATIONAL.

Несущая способность слабых донных грунтов определяется особенностями их структуры. С одной стороны, высокодисперсные слаболитифицированные осадки с коагуляционными связями характеризуются резким возрастанием деформаций по мере нагружения основания, способностью к внезапному разжижению в узком интервале напряжений выше динамического предела текучести по Бингаму или выше предела прочности вследствие разрушения малопрочного структурного каркаса и освобождения замкнутой в порах воды. Происходит быстрое деформирование, гидродинамический удар, рвущий структуру образца одновременно по всем направлениям и вызывающий его полное разжижение. В _ © Нефтегазовое дело, 2006 http://www.ogbus.ru этом случае практический интерес представляет изучение критического давления при кратковременном воздействии, вызвавшего быстрое деформирование.

Кроме того, существует понятие о начальной критической нагрузке, при которой начинается формирование упругого ядра и появляются площадки сдвига в зоне, смежной с упругим ядром. Для слабых связных грунтов с углом внутреннего трения, меньшим 5°, принята формула Н.П.Пузыревского:

P1 = 3,14 C, (5) где P1 – начальная критическая нагрузка, кПа;

С – удельное сцепление, кПа.

Для расчёта несущей способности основания круглой или квадратной формы P2 (предельной критической нагрузки, которая характеризуется развитием областей предельного равновесия, сопровождающимся сдвигами в этих зонах) используется формула К.Терцаги:

P2 = 5,7 C (6) или А.Ю.Ишлинского:

P2 = 5,71 C (7) для полосовой нагрузки используется формула Прандтля:

P2 = 5,14 C. (8) Автором совместно с Н.А.Куринным были исследованы реальные значения критического давления на грунтовое основание по оригинальной методике, проведено его сопоставление с прочностью (удельным сцеплением) грунта, которое, с учётом возможных ошибок определения и поправки в 25% на высокий темп передачи давления [25], в среднем близко к 3,14. То есть для слабых грунтов потеря устойчивости наступает при превышении нормальной нагрузки, соответствующей первому предельному состоянию (начальной критической нагрузке по Н.П.Пузыревскому).

Результаты испытаний и необходимость технического усовершенствования методики определения несущей способности привели к созданию портативного судового прибора, предназначенного для прямого определения несущей способности (и сцепления) донных илов и текучих глин – СПНС-1 [49]. Опытный образец был испытан на глинистых илах Печорского моря (ГС «Иван Петров», 2001). По результатам выполненных исследований несущая способность изученных грунтов изменялась от 2,5-2,7 кПа в приповерхносной части разреза (интервал 0-0,25 м) до 18,5 кПа на глубине 0,25-0,6 м.

Мониторинг геологической среды шельфа и концепция геоэкологической паспортизации нефтегазовых месторождений арктического шельфа Современное понятие мониторинга геологической среды разработали Ю.А.Израэль, Г.К.Бондарик и Л.А.Ярг, Г.С.Вартанян, В.К.Епишин и В.Т.Трофимов, В.А.Королёв, А.И.Шеко, В.С.Круподёров и целый ряд других отечественных учёных, рассматривая его как систему постоянных наблюдений, оценки, прогноза и управления геологической средой или какой-либо её частью, проводимую по заранее намеченной программе в целях обеспечения оптимальных экологических условий для человека в пределах рассматриваемой ПТС (природно-техногенной системе).

Почти полными синонимами мониторинга геологической среды являются литомониторинг, инженерно-геологический мониторинг и мониторинг ПТС, хотя, _ © Нефтегазовое дело, 2006 http://www.ogbus.ru по мнению В.Т.Трофимова, понятие ПТС несколько шире, чем понятие геологическая среда [83]. Сам процесс наблюдений не является непосредственной целью мониторинга, а средством решения главной задачи мониторинга – разработки прогноза развития геологической среды под влиянием природных и техногенных факторов в системе «природная среда-сооружение» и принятия рекомендаций и решений для оптимального управления ПТС.

При организации мониторинга геологической среды как мониторинга ПТС решение его основных задач по устойчивости инженерных сооружений ПТС в значительной части может выполняться с помощью традиционных инженерногеологических методов. К их числу относятся прогнозы изменения устойчивости естественных оснований сооружений, эволюции коррозионной агрессивности среды, развития природных и техногенных геологических процессов и явлений.

Прогноз каждого перечисленного компонента инженерно-геологических условий ПТС включает в себя установление исходных параметров, составление прогноза изменения параметров геологической среды во времени и взаимодействие элементов инженерно-геологических условий с сооружением на весь срок эксплуатации; наблюдение за фактическим изменением этих параметров в процессе мониторинга и корректировку прогноза.

По мнению авторов «Концепции мониторинга геологической среды арктических шельфов» [11], он должен содержать три стадии:

1. Региональная - для определения объектов и оптимального комплекса методов мониторинга на следующей стадии (профильные наблюдения по 1-геотраверзам, пересекающим крупные геологические структуры и главные зоны активности геологических и техногенных процессов).

2. Локальная – для регулярных наблюдений на ограниченных полигонах, в пределах которых будет изучен определённый геологический процесс, представляющий интерес в геоэкологическом отношении.

3. Объектовая – для изучения отдельных пунктов акватории, на которых будут установлены долговременные геоэкологические станции, обеспечивающие непрерывный мониторинг изменяющихся параметров среды (сейсмичность, тепловой поток, геохимические характеристики миграционных флюидов и др.).

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.