پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 158 |
| تعداد شماره‌ها | 6,228 |
| تعداد مقالات | 67,746 |
| تعداد مشاهده مقاله | 115,075,387 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 89,809,507 |
برگردان داده‌های میکروگرانی برداشت‌شده در اطراف سد سیاه‌بیشه برای تعیین ساختارهای زیرسطحی در مسیر ساخت یک تونل | ||
| فیزیک زمین و فضا | ||
| مقاله 3، دوره 43، شماره 2، مرداد 1396، صفحه 261-280 اصل مقاله (1.35 M) | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jesphys.2017.61677 | ||
| نویسندگان | ||
| مریم چگنی1؛ محمود میرزائی* 2؛ مجتبی بابایی3؛ وحید ابراهیم زاده اردستانی4 | ||
| 1کارشناسی ارشد، گروه ژئوفیزیک، واحد همدان، دانشگاه آزاد اسلامی،همدان، ایران | ||
| 2دانشیار، گروه فیزیک، دانشکدة علوم دانشگاه اراک، ایران | ||
| 3استادیار، گروه ژئوفیزیک، واحد تویسرکان، دانشگاه آزاد اسلامی، تویسرکان، ایران | ||
| 4استاد، گروه فیزیک زمین، مؤسسة ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| میکروگرانی یک روش ژئوفیزیکی است که به‌طور فزاینده‌ای برای بررسی‌های محیطی و ژئوتکنیکی به کار می‌رود. اندازه‌گیری‌های میکروگرانی به تغییرات چگالی زیرسطحی پاسخ می‌دهد و روشی غیرمخرب برای شناسایی و تشخیص ناهمگونی‌های زیرسطحی است. مواد زیرسطحی گوناگون چگالی‌های جرمی متفاوتی دارند؛ بنابراین برداشت‌های میکروگرانی، با جمع‌آوری اندازه‌گیری‌های سطحی میدان گرانی زمین، نواحی شامل ناهنجاری‌ها یا تباین‌های جرم حجمی را جستجو و کاوش می‌نماید. هدف از این پژوهش تفسیر داده‌های میکروگرانی برداشت‌شده در قسمت کوچکی از محل احداث سد تلمبه‌ای سیاه‌بیشه در شمال ایران، جهت تعیین کیفیت و نوع ساختار تشکیلات زیرسطحی در محل حفر تونلی است که به محدودۀ ریزشی برخورد کرده است. بعد از پردازش و تصحیحات جزرومد، رانه و هوای‌آزاد و بوگه و توپوگرافی، بی‌هنجاری بوگه محاسبه شده است. با استفاده از برازش چندجمله‌ای‌های متعامد و بهنجار با داده‌های بی‌هنجاری‌های گرانی بوگۀ به‌دست‌آمده، آثار گرانی منطقه‌ای برآورد و سپس بی‌هنجاری‌های باقیمانده محاسبه شدند. سه بی‌هنجاری منفی در نقشۀ گرانی باقیمانده شناسایی شده است. داده‌های گرانی این بی‌هنجاری‌ها با روش معکوس‌سازی سه‌بعدی، با به‌کار بردن نرم‌افزار گروت2 مدل‌سازی شده‌اند. نتایج حاصل از برگردان‌سازی داده‌ها، توزیع تباین چگالی بی‌هنجاری‌های جرمی سه‌بعدی بوده است که از آن‌ها برش‌هایی افقی و مقاطع عمودی، به موازات محورهای سه‌گانه مختصات کارتزین، انتخاب و به تصویر کشیده شده‌اند. سپس این توزیع تباین چگالی‌های جرمی ترسیم شده در مقاطع سه‌گانه با استفاده از اطلاعات میدانی زمین‌شناسی و یک گمانه به ساختارهای مختلف زمین‌شناسی زیرسطحی نسبت داده شده‌اند. در روی مقاطع، نواحی بی‌هنجار با چگالی کم، به تشکیلات آهکی خردشده، هوازده و محتملاً شامل آب نسبت داده شده است. این نواحی به علت نفوذپذیری و تراکم کم از مناطق آسیب‌پذیر و ریزشی در حفر سازۀ تونل تشخیص داده می‌شوند. نواحی شناسایی‌شده با تباین چگالی جرمی بیشتر در روی مقاطع، به وجود سنگ‌های آهکی متراکم یا سایر تشکیلات مقاوم‌تر مثل آذرین نفوذی، با آسیب‌پذیری و خطر ریزش کمتر در ایجاد سازۀ تونل، نسبت داده شده است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| بی‌هنجاری گرانی؛ تباین چگالی؛ تراکم؛ تونل؛ معکوس‌سازی سه‌بعدی؛ میکروگرانی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Inversion of microgravity data around Siah Bisheh dam, for determination of subsurface structures in a tunnel construction path | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Maryam Chegeni1؛ Mahmoud Mirzaei2؛ Mojtaba Babaei3؛ Vahid Ebrahimzadeh Ardestani4 | ||
| 1M.Sc. in Geophysics, Department of Geophysics, Hamedan Brench, Islamic Azad University, Hamedan, Iran | ||
| 2Associate Professor, Department of Physics, Faculty of science, Arak University, Iran | ||
| 3Assistant Professor, Department of Geophysics, Tuyserkan Brench, Islamic Azad University, Tuyserkan, Iran | ||
| 4Professor, Department of Earth Physics, Institute of Geophysics, University of Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| The gravity method is one of the geophysical tools used for geological, engineering and environmental investigations where the detection of geological boundaries, cavities, subsurface karstic features, subsoil irregularities, or landfills are essential. In higher accuracy measurements, the microgravity method has been widely and successfully used for locating and monitoring subsurface materials. Since microgravity methods measure gravity variations at the surface, they are directly influenced by the density distribution in the subsurface and particularly by the presence of formation material, which may create a mass deficit relative to the density of the surrounding terrain. In many cases, deep or small-scale heterogeneities generating low-amplitude anomalies can be detected and the reliability of further interpretation requires highly accurate measurements which are carefully corrected for any quantifiable disturbing effects. The main purpose of the research, that was conducted in small part of a dam site, is to determine the quality and type of subsurface structures in location of tunnel construction. Study area for collecting microgravity data was located at a small part, considered for construction of Siah Bisheh dam, road Tehran to Chalous. Position of microgravity stations were over a tunnel path which in some parts encountered with collapsing structures. The study area was part of Alborz Mountains. Geology formation(Shemshak formation), consisting of lime beds together with igneous rocks which are severely affected by fractures. Data were collected along 13 profiles with separating distance of 15 m. The stations distance and number of data were 15 m and 148 respectively. Bouguer gravity anomaly was calculated after making corrections such as earth tide, free air, Bouguer, topography and terrain effects. The regional effect obtained using a program that is written in FORTRAN to fit orthogonal and orthonormal polynomials on the observed data and then residuals were estimated. Three negative anomalies were distinguishable in residual gravity map. Data of these anomalies are modeled with a 3-D inversion approach using GROWTH 2.0 software. The GROWTH 2.0 is an inversion tool which enables the user to obtain, in a nearly automatic and non-subjective mode, a 3D model of the subsurface density anomalies based on the observed gravity anomaly data. The current version of the tool has been developed from an earlier code (Camacho et al., 2002). In a nearly automatic approach, the software provides a 3-D model informing on the location and shape of the main structural building blocks of the subsurface structures. Then densities contrast of these anomalies was estimated. Result of the inversion was a 3-D distribution of densities contrast. To show this distribution of the densities contrast, the horizontal and vertical sections at different depth and different horizontal positions were selected and interpreted. From these sections it is indicated that the effective depth of the data, for identifying martial of subsurface structures from the inversion, is about 50 m. In the sections, areas with low densitig contrasts are related to the fractured limestone and those with high contrast ones are related to the compact limestone or igneous rocks. Existence of igneous and lime rocks that have more density and compactness, increase the quality of the structures in the path of the tunnel construction. Areas including fractured limestone, with lower density, decrease the quality of the structure and increase the risk of water permeability and collapsing in the path of the tunnel construction. Thus by interpreting of the results of the microgravity data inversion, areas with high and low compactness and good and bad quality rocks for tunnel construction are recognized, those are related to the fractured or karstic limestone and limestone and igneous rocks. Also boundaries of these formations where densitig contrasts vary suddenly, are related to the existence of faults. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Microgravity, gravity anomaly, 3-D inversion, Contrast density, tunnel, compactness | ||
| مراجع | ||
|
Banham, S. G. and Pringle, J. K., 2011, Geophysical and intrusive site investigations to detect an abandoned coal-mine access shaft, Apedale, Staffordshire, UK. Near Surface Geophysics 9, doi: 10.3997/1873-0604.2011028. Benson, R., Kaufmann, R., Yuhr, L. and Hopkins, R., 2003, Locating and characterizing abandoned mines using microgravity. Geophysical Technologies For Detecting Underground Coal Mine Voids Forum, 28–30 July, Lexington, Kentucky, USA, Expanded Abstracts. Bishop, I., Styles, P., Emsley, S. J. and Ferguson, N. S., 1997. The detection of cavities using the microgravity technique: case histories from mining and karstic environments, Geological Society, London, Engineering Geology Special Publications, 12, 153-166. Blecha, V. and Mrlina, J., 2001, Microgravity prospecting for the voids in an abandoned coal-working field.Proceedings of 7th European Meeting of Environmental and Engineering Geophysics, Birmingham, UK. Branston, M. W. and Styles, P., 2006, Site characterization and assessment using the microgravity technique: A case history, Near Surface Geophysics 4, 377–385. Butler, D. K., 1980, Microgravimetric techniques for geotechnical applications. Miscellaneous Paper GL-80-13. US Army Engineer Waterways Experiment Station, Vicksburg, Mississippi, USA. Butler, D. K., 1984, Microgravimetric and gravity gradient techniques for detection of subsurface cavities, Geophysics 49, 1084–1096. Camacho, A. G., Ferna´ndez, J. and Gottsmann, J., 2011, The 3- D gravity inversion package GROWTH 2.0 and its application to TenerifeIsland, Spain, Computers & Geosciences 37, 621–633. Camacho, A., G., Montesinos, F. G. and Vieira, R., 2002, A 3- D gravity inversion tool based on exploration of model possibilities. Computers & Geosciences 28, 191–204. Camacho, A. G., Montesinos, F. G. and Vieira, R., 2000, A 3-D gravity inversion by means of growing bodies, Geophysics 65, 95–101. Camacho, A. G., Nunes, J. C., Ortiz, E., Franc-a, Z. and Vieira, R., 2007, Gravimetric determination of an intrusive complex under the island of Faial (Azores). Some methodological improvements. Geophysical Journal International 171, 478–494. Debeglia, N., Bitri, A. and Thierry, P., 2006, Karst investigations using microgravity and MASW, Application to Orléans, France, Near Surface Geophysics 4, 215-225. Hinze, W. J. 1990, The role of gravity and magnetic methods in engineering and environmental studies. In: Geotechnical and Environmental Geophysics: Investigations in Geophysics, No. 5, Vol. 1 (ed. S.H. Ward), pp. 75–126. SEG. Kaufmann, R. D. and DeHan, R. S., 2007, Microgravity mapping of karst conduits within the Woodville Karst Plain of North Florida, Symposium on the Application of Geophysics to Engineering and Environmental Problems (SAGEEP ’07), Denver, Colorado, USA, Expanded Abstracts, 1517–1526. Kis, L. and Szabo, Z., 2005, Microgravimetric investigations for shallow depth cavity detection, 11th Near Surface meeting, Palermo, Italy, Expanded Abstracts, P025. McDowell, P. W., 2002, Geophysicsin Engineering Investigations, Geological Society Publishing House. Nabighian, M., Ander, M., Grauch, V., Hansen, R., LaFehr, R., Li1, Y., Pearson, W., Peirce, W., Phillips, J. and Ruder, M., 2005, Historical development of the gravity method in exploration, Geophysics 70, 63–89. Renee, R. M., 1986, Gravity inversion using open, reject, and “shape-of-anomaly” fill criteria, Geophysics 51(4), 988-994. Rybakov, M., Goldshmidt, V., Fleischer, L. and Rotstein, Y., 2001, Cave detection and 4-D monitoring: a microgravity case history near the Dead Sea, The Leading Edge 20, 896–900. Sarma, D. D. and Selvaraj, J. B., 1990, Two dimensional orthonormal trend surfaces for processing. Computer & Geosciences Vol. 16, No. 7, 897-909. Seigel, H. O., 1995, High Precision Gravity Survey Guide.Scintrex Ltd. Yule, D. E., Sharp, M. K. and Butler, D. K., 1997, Microgravity investigations of foundation conditions, Geophysics 63, 95–103. Telford, W. M., Geldart, L. P., Sheriff, R. E. and Keys, D. A., 1976, Applied Geophysics, CambridgeUniversity Press. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 870 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 508 |
||