CONTROL OF THE CHANGES IN THE STATE OF SOILS DURING GEOTECHNICAL MONITORING BASED ON THE PHASE-MEASURING SYSTEMS

В статье рассматривается применение фазометрического метода контроля изменения состояния грунтов при геотехническом мониторинге в условиях активизации карстовых процессов. Анализируется влияние мультипликативных помех природного характера на результаты геодинамического контроля в системах геотехнического мониторинга. Применение фазометрического метода позволяет повысить точность геодинамического контроля за счет устранения мультипликативной помехи. Отмечена необходимость адаптации фазового метода к условиям сильных мультипликативных помех при организации геодинамического контроля карстовых процессов. Дается теоретическая оценка ослабления мультипликативной помехи на примере модели геодинамического контроля карстовой суффозионной полости с применением двухполюсной фазометрической электроустановки с базой, равной удвоенному радиусу полости. Описывается измерительная установка для регистрации приповерхностной геодинамики. Описана схема устройства регистрации геодинамики приповерхностных неоднородностей, разработанного для экспериментальных работ при натурном моделировании геодинамического контроля развития карстовой суффозионной полости с использованием двухполюсной фазометрической электроустановки. Приводятся результаты натурного моделирования контроля развития карстово-суффозионной полости с использованием двухполюсной фазометрической электроустановки. Результаты экспериментальных натурных исследований подтвердили преимущество фазометрического метода, характеризуемое компенсационным подавлением мультипликативных помех по всему частотному диапазону, по сравнению с эквипотенциальным методом. В результате эксперимента показано, что при использовании фазометрического метода геодинамического контроля идет компенсационное подавление мультипликативных помех по всему частотному диапазону. Установлено, что мультипликативная помеха не влияет на регистрируемую фазу, а мультипликативная помеха ослаблена. Построены теоретические зависимости величины ослабления мультипликативных помех в зависимости от относительного изменения залегания кровли карстовой полости при различных значениях пространственного параметра размещения измерительной установки, подтверждающие метрологические возможности фазометрического метода.

geotechnical monitoring, soil foundation, phase-measuring method, geodynamic control, geoelectric signal, multiplicative error, monitoring, karst processes

1. Гвоздёв Д.А., Тарасюк В.П. Разработка электронной системы контроля параметров геоэлектрического разреза участка земли // Известия ЮФУ. Технические науки. 2007. № 3 (75). С. 27-33

2. Мазуренко М.В., Цуканов К.Г. Методика выявления провалоопасных зон над горными выработками методом электротомографии // Региональная экономика: технологии, экономика, экология и инфраструктура. Материалы Международной научно-практической конференции, посвящённой 20-летию ТувИКОПР СО РАН. Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов СО РАН. 2015. С. 154-158.

3. Антонов Ю.Н., Эпов М.И., Каюров К.Н. Новые электромагнитные изопараметрические зондирования // Каротажник. 2010. № 5 (194). С. 61-82

4. Кузичкин О.Р., Цаплев А.В. Поляризационные характеристики электролокационных сигналов и их анализ в системе геомониторинга // Радиотехника. 2006. № 11. С. 86-90

5. Romanov R.V. Kuzichkin O.R. Estimation of bias currents in the electrolocation monitoring system of the upper aquifer. // 15th International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM Albena; Bulgaria; 18 through 24 June 2015 Pages 213-220;

6. Цаплев А.В., Кузичкин О.Р., Кулигин М.Н. Методы повышения стабильности измерительного тракта в многоканальных геоэлектрических системах // Методы и устройства передачи и обработки информации. 2008. № 10. С. 124-128

7. Горюнов А.С., Киселев Е.С., Ларионов Е.И. Способ пространственной частотно-временной геоэлектроразведки (FTEM-3D) // Патент на изобретение RUS 2446417 06.05.2010

8. Кузичкин О.Р. Алгоритмы для сигналов в многополюсных электролокационных системах // Радиотехника. 2007. № 6. С. 60-63

9. Адушкин В.В., Спивак А.А. Физические поля в приповерхностной геофизике. М: ГЕОС, 2014. 360 с.

10. Кузичкин О.Р., Финогенов С.А. Интерпретация фазовых искажений поля точечного источника разделом двух сред // Методы и устройства передачи и обработки информации. 2004. № 5. С. 45-49.

11. Ершова К.В. Географические исследования озер Нижегородской области: научные открытия и перспективы природопользования // Discovery Science - 2016 сборник конкурстных работ международного интеллектуального конкурса студентов и аспирантов. Москва, 2016. С. 358-366

12. Кузичкин О.Р. Оценка влияния токов смещения на результаты обработки временных рядов геомониторинга карста // Методы и устройства передачи и обработки информации. 2006. № 7. С. 59-64

13. Кузичкин О.Р. Алгоритм формирования оптимальных зондирующих сигналов при электролокационном мониторинге // Радиотехника. 2006. № 6. С. 119-122.

14. Кузичкин О.Р. Программно-аппаратная организация электролокационных систем при геомониторинге карста // Проектирование и технология электронных средств. 2006. № 4. С. 54-58.

15. Константинов И.С., Кузичкин О.Р. Организация систем автоматизированного контроля геодинамических объектов // Известия Орловского государственного технического университета. Серия: Информационные системы и технологии. 2008. № 4-3. С. 9.