ГОСТ Р 71757-2024
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Инженерные изыскания
ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Метод вертикального электрического зондирования
Engineering surveys. Geophysical surveys. Vertical electric soundingmethod
ОКС 93.020
Дата введения 2025-07-01
1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Институт геотехники и инженерных изысканий в строительстве" (ООО "ИГИИС")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 506 "Инженерные изыскания и геотехника"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 октября 2024 г. № 1574-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)
В настоящем стандарте установлены требования, предъявляемые к оборудованию, подготовке и проведению инженерно-геофизических исследований методом вертикального электрического зондирования, а также к обработке результатов измерений.
Разработка стандарта осуществлена авторским коллективом Общества с ограниченной ответственностью "Институт геотехники и инженерных изысканий в строительстве" (ООО "ИГИИС") (руководитель разработки - М.И.Богданов; ответственный исполнитель - И.Н.Модин; исполнители - И.Д.Ефремов, С.А.Гурова, И.Д.Кравченко, И.Л.Кривенцова, Л.Д.Серова).
Настоящий стандарт распространяется на инженерно-геофизические исследования в составе инженерно-геологических изысканий и устанавливает требования к оборудованию, подготовке и проведению инженерно-геофизических исследований (в составе инженерно-геологических изысканий) методом вертикального электрического зондирования, а также к обработке результатов измерения.
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 25100 Грунты. Классификация
СП 446.1325800 Инженерно-геологические изыскания для строительства. Общие правила производства работ
СП 493.1325800 Инженерные изыскания для строительства в районах распространения многолетнемерзлых грунтов. Общие требования
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов (сводов правил) в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 25100, СП 446.1325800, СП 493.1325800, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 бесконечность: Питающий или приемный электрод, размещенный на расстоянии от точки вертикального электрического зондирования, на котором его влияние на результаты измерения с помощью рабочих электродов установки составляет не более 1/50-1/100 от величины полезного сигнала.
3.2 вертикальное электрическое зондирование; ВЭЗ: Геофизический метод, при котором используют геометрический принцип изменения глубинности исследования путем проведения измерений разности электрических потенциалов на электродах приемной линии MN и силы электрического тока в питающей линии АВ при постепенном увеличении действующего разноса, в результате чего получают информацию об удельных электрических сопротивлениях в грунтовом массиве на глубине.
3.3 ворота: Несовпадения сегментов кривых вертикального электрического зондирования, возникающие из-за выполнения измерений на приемных линиях различной длины.
3.4 геометрический принцип изменения глубинности: Увеличение глубины проникновения электрического тока в грунтовый массив при увеличении действующего разноса.
3.5 геометрический разнос, м: Расстояние между рабочими электродами в установке.
3.6 геоэлектрический разрез: Графическое изображение распределения на разрезе удельного электрического сопротивления грунтов.
3.7 действующий разнос, м: Расстояние, принимаемое для каждой установки, которое используется для построения кривой вертикального электрического зондирования и определяет глубинность исследования.
3.8 заземление: Электрический контакт электродов с грунтом.
3.9 кажущееся (удельное электрическое) сопротивление , Ом·м; КС: Наблюденная разность электрических потенциалов, нормированная по параметрам установки таким образом, чтобы в однородном полупространстве кажущееся удельное электрическое сопротивление совпадало с удельным электрическим сопротивлением проводящего полупространства.
Примечания
1 В горизонтально-слоистых средах (мощности и глубины слоев грунтов меняются незначительно в пределах установки) КС на каждом геометрическом разносе отражает среднее интегральное удельное сопротивление в определенном диапазоне глубин. В общем случае КС в горизонтально-неоднородных средах (мощности и глубины слоев грунтов значительно меняются в пределах установки) могут принимать значения меньше или больше фактического значения УЭС грунтового массива.
2 КС , Ом·м, рассчитывают по формуле
, (1)
где - разность электрических потенциалов на приемных электродах M и N, мВ;
- сила электрического тока в линии AB, мА;
K - геометрический коэффициент, м, который зависит от взаимного расположения питающих и приемных электродов. Для любых типов установок, состоящих из четырех электродов A, B, M и N, коэффициент K, м, рассчитывают по формуле
, (2)
где AM, AN, BM и BN - соответствующие расстояния в установке между питающими и приемными электродами на выбранном геометрическом разносе.
3.10 кривая вертикального электрического зондирования (кривая ВЭЗ): График зависимости значений кажущегося удельного электрического сопротивления от действующего разноса на билогарифмическом бланке.
3.11 питающая линия AB: Линия, соединяющая питающие электроды A и B, через которые пропускается электрический ток для искусственного создания электрического поля в грунтовом массиве.
3.12 приемная линия MN: Линия, соединяющая приемные электроды M и N, между которыми измеряют разность электрических потенциалов, возникающих в грунтовом массиве при прохождении электрического тока.
3.13 геофизический профиль (профиль): Воображаемая линия на поверхности земли, вдоль которой проводят геофизические исследования.
3.14 псевдоразрез кажущегося сопротивления: Значения кажущего сопротивления, показанные на разрезе цветовой или тональной раскраской и/или изолиниями, представляющие совокупность всех результатов электрических зондирований по профилю, по оси абсцисс откладываются пикеты точек зондирования или их расстояния от начала профиля, а по оси ординат - действующие разносы.
3.15 рабочие электроды: Питающие или измерительные электроды, которые не являются бесконечностью.
3.16 точка записи (точка наблюдений; точка ВЭЗ): Точка на профиле наблюдения, к которой относят результат полевых измерений.
3.17 точка измерения: Точка на псевдоразрезе кажущегося сопротивления, положение которой по горизонтальной оси совпадает с положением точки записи, а положение по вертикальной оси определяется действующим разносом.
3.18 удельное электрическое сопротивление , Ом·м; УЭС: Физическая величина, характеризующая способность материалов препятствовать прохождению электрического тока.
Примечание - УЭС мерзлых грунтов на один-два порядка выше, чем УЭС немерзлых (талых) грунтов. УЭС может меняться в диапазоне от 0,1 Ом·м для хорошо проводящих (засоленных) грунтов и рассолов до 10 Ом·м для ледогрунта.
3.19 электроразведочная установка: Взаимное расположение питающих и приемных электродов.
3.20 электрическое зондирование: Метод электроразведки, основанный на изучении искусственно создаваемых электрических полей в целях изучения строения грунтового массива с помощью определения электрических свойств слагающих его грунтов.
4.1 Метод ВЭЗ применяют при выполнении инженерно-геофизических исследований для решения следующих задач:
- определения инженерно-геологического строения грунтового массива, в том числе, определения положения кровли скальных или мерзлых грунтов, мощности и свойств дисперсных грунтов, установления границ между слоями скальных и дисперсных грунтов различного литологического состава и состояния;
- определения местоположения, глубины залегания и формы локальных неоднородностей в грунтовом массиве (зон трещиноватости, тектонических нарушений, карстовых полостей, подземных горных выработок, локальных включений сильнольдистых грунтов и ледогрунтов);
- изучения гидрогеологических условий: глубины залегания подземных вод, в том числе глубины залегания и мощности линз соленых и пресных вод.
4.2 Сущность метода ВЭЗ заключается в измерении постоянного электрического поля или электрического потенциала при включении постоянного или переменного тока низкой частоты (до 20 Гц) на разных геометрических разносах с помощью приемных и питающих электродов для получения информации о распределении УЭС в грунтовом массиве.
4.3 ВЭЗ выполняют путем проведения на каждой точке наблюдения последовательных измерений на различных геометрических разносах, позволяющих в требуемом диапазоне глубин определить значения КС. Измерения проводят при различных положениях приемных и питающих электродов, типах установок ВЭЗ и действующих разносах, выбираемых с учетом строения грунтового массива и решаемых инженерно-геологических задач. Используют максимальные действующие разносы в пределах 500-1000 м, которые обеспечивают глубинность исследования в пределах 200-400 м.
4.4 Метод ВЭЗ предназначен для изучения горизонтально-слоистых сред, в которых в пределах электроразведочной установки наклоны границ слоев не превышают 20°, а изменения УЭС в пределах каждого из слоев не превышают 20%. Для того чтобы слои геоэлектрического разреза были видны на кривых ВЭЗ, необходимо, чтобы мощности слоев были соизмеримы с глубиной, на которой находятся эти слои, а их УЭС имели контрастные по сравнению друг с другом значения.
4.5 Физическая сущность метода ВЭЗ заключается в изменении соотношений между электрическими полями в точке наблюдения, которое создается питающими электродами на поверхности земли и на глубине h. Чем дальше находится точка измерения от питающего электрода, тем ближе отношение обозначенных полей становится к единице. Вблизи питающего электрода это соотношение приближается к нулю. Таким образом, при ВЭЗ количество информации о грунтовом массиве на разной глубине постепенно увеличивается при увеличении действующих разносов.
Максимальная глубина исследования для метода ВЭЗ зависит от строения грунтового массива, свойств слагающих его грунтов и типа используемой электроразведочной установки. В зависимости от факторов, описанных выше, глубина исследования составляет от 1/3 до 1/10 максимального действующего разноса. Оптимальная глубина исследования оценивается как 1/5 максимального действующего разноса.