مزایا و معایب استفاده از روش‌های ژئوفیزیک در کاوش‌های ژئوتکنیک

مزایا و معایب روش های ژئوفیزیک در ژئوتکنیک

غالباً در پروژه‌های عمرانی از روش‌های ژئوفیزیک به عنوان مکمل روش‌های ژئوتکنیک استفاده می‌شود. هدف از این کار ارتقاء دقت نتایج حاصل از حفاری و دیگر بررسی‌های زیرسطحی است. با این حال روش‌های ژئوفیزیکی و ژئوتکنیکی هریک به تنهایی دارای مزایا و معایبی هستند. بنابراین بهتر است در صورت نبود مشکلات مالی، از نتایج هر دو روش در پروژه استفاده شود.

بایستی به این نکته نیز اشاره شود که انجام آزمون‌های ژئوفیزیک و رعایت شرایط انجام آزمون و پیمایش نیز تأثیر قابل توجهی در دستیابی به اهداف مطالعه دارد. به عنوان مثال، در پروژه‌های شهری اگرچه روش‌های ژئوفیزیکی می‌توانند به عنوان راهکاری سریع، ارزان و کم دردسر مطرح باشند، ولی عدم توجه به ملزومات هر یک از روش‌های ژئوفیزیک و عوارض زیرسطحی در فضاهای شهری می‌تواند نتایج گمراه کننده‌ای را به دنبال داشته باشد.

یکی از اصلی‌ترین تقسیم‌بندی‌های ارائه شده برای کاوش‌های ژئوفیزیکی بر اساس خاصیت فیزیکی مورد تحقیق و اندازه‌گیری هر تکنیک است. بر این مبنا روش‌های ژئوفیزیک به صورت زیر تقسیم‌بندی می‌گردند.

انواع روش‌های کاوش ژئوفیزیکی

  • روش‌های الکتریکی: در این روش‌ها مقاومت زمین در برابر عبور جریان الکتریکی و یا میزان قابلیت هدایت الکتریکی اندازه‌گیری می‌شود.
  • روش‌های لرزه‌ای: در این روش‌ها سرعت عبور امواج صوتی در لایه‌های زمین اندازه‌گیری می‌شود.
  • روش‌های ثقل سنجی: در این روش‌ها تغییرات شتاب جاذبه در نقاط مختلف سطح زمین اندازه‌گیری می‌شود.
  • تغییرات مغناطیس سنجی: در این روش‌ها بزرگی میدان مغناطیسی در نقاط مختلف سطح زمین اندازه‌گیری می‌شود.
  • روش‌های هسته‌ای: در این روش‌ها انرژی و سطح تشعتشعات بازتابی از ذرات اندازه‌گیری می‌شود.

در ادامه به اصلی ترین مزایا و معایب روش‌های ژئوفیزیکی در کاوش‌های صحرایی ژئوتکنیک آشنا خواهیم شد:

مزایای روش‌های ژئوفیزیکی

به طور کلی مهمترین مزیت‌های استفاده از روش‌های ژئوفیزیک در کاوش‌ها و حفاری‌های ژئوتکنیک عبارتند از:

  • روش‌های ژئوفیزیک غالباً غیرمخرب و بی آزار هستند و نیازی به حفاری یا مسدود و محدود کردن یک فضا برای زمان طولانی ندارد. این مزیت در پروژه‌های درون شهری و مراکز شهرهای شلوغ که امکان بستن خیابان‌ها و تخریب آن‌ها وجود ندارد، از اهمیت خاصی برخوردار است. همچنین در مواردی که نقل و انتقال تجهیزات سنگین حفاری با دشواری انجام می‌شود، روش‌های ژئوفیزیک به دلیل سهولت حمل تجهیزات دارای امتیازات قابل توجهی می‌باشند.
  • روش‌های ژئوفیزیک نسبت به ژئوتکنیکی، اطلاعات بیشتری را در مورد سطح گسترده‌ای از زمین کسب می‌کنند. این روش‌ها دارای صرفه اقتصادی بالا هستند. در واقع روش‌های ژئوفیزیکی این امکان را فراهم می‌کنند که فقط با انجام چند بررسی ارزان قیمت، اطلاعات قابل توجهی از یک ناحیۀ وسیع به دست بیاید.
  • در برخی از خاک‌ها نظیر شن و ماسه‌های ریزشی که امکان حفاری و نمونه‌گیری دست خورده وجود ندارد، روش‌های ژئوفیزیک از کارایی بالایی در شناسایی زیرسطحی برخوردار هستند.
  • روش‌های ژئوفیزیک رفتار خاک و سنگ در محدوده کرنش‌های بسیار کوچک که به طور معمول در حد هزارم درصد هستند را بررسی می‌نمایند، بر همین اساس خواص واقعی ناحیه الاستیک مشخص می‌شود.
  • در مواردی که وجود آلودگی‌های زیرزمینی مانع حفاری گمانه و انجام آزمایش صحرایی است، این روش‌ها بدون تماس با آلودگی زیرسطحی قادر به ارائه اطلاعات مناسبی از محیط‌های کذکور هستند. به عنوان مثال، در چاهک‌هایی که به دلیل نشت فاضلاب ساختمان‌های اطراف انجام آزمایش بارگذاری صفحه‌ای در آن‌ها با دشواری و انزجار همراه است، با استفاده از روش‌های ژئوفیزیکی می‌توان خواص مهندسی مورد نظر زمین را در محدوده مذکور تا حدودی تخمین زد.
  • مبانی نظری علمی مناسبی برای استخراج نتایج و ارتباط پارامترهای حاصل با خصوصیات اندازه‌گیری شده در محل، وجود دارد. این در حالی است که پارامترهای اندازه‌گیری شده در آزمون‌های صحرایی ژئوتکنیک نظیر SPT و خواص مهندسی خاک، صرفاً با روابط تجربی به هم مربوط می‌شوند.

معایب روش‌های ژئوفیزیکی

با وجود مزایای گفته شده، روش‌های ژئوفیزیک در کاوش‌ها و حفاری‌های ژئوتکنیک دارای معایبی نیز می‌باشند؛ مهمترین این موارد عبارتند از:

  • اکثر روش‌های ژئوفیزیکی در مواردی کارایی دارند که تفاوت قابل توجهی بین خصوصیات فیزیکی ساختارهای زیرسطحی وجود داشته باشد. در صورتی که این ساختارها دارای خصوصیات مشابه باشند، تفکیک کامل آن‌ها از هم، مقدور نیست.
  • در حالتی که لایه‌های سخت بر روی لایه‌های نرم قرار گرفته باشند، تهیه پروفیل لایه‌بندی برای مقاطع، خیلی دشوار است. به طور کلی روش‌های ژئوفیزیکی در صورتی دارای کارایی مناسب هستند که روند افزایش سختی از سطح به عمق برقرا باشد.
  • نتایج حاصل از روش‌های ژئوفیزیکی، غالباً جنبه کیفی داشته و ارقام دقیق به دست نمی‌آید. ان نتایج فقط برای مهندسان مجرب کارایی دارد.
  • در مقایسه با تجهیزات روش‌های معمول حفاری که اکثر کارکنان پروژه با آن‌ها آشنایی دارند، کاربرد تجهیزات روش‌های ژئوفیزیک جنبه کاملاً تخصصی دارند (شناخت و کاربرد تجهیزات مخصوص هر روش، نیاز به آموزش تخصصی دارد).
  • در روش‌های ژئوفیزیکی دسترسی مستقیم به مصالح، مواد مورد بررسی و امکان نمونه‌گیری از آن‌ها وجود ندارد.
  • وجود اجزاء و عوارضی از قبیل لایه‌های رسی، لایه‌های سیمانته شده و پرشدگی‌های خاص در شکاف‌ها، وجود امواج خاص در محیط که امکان تداخل با امواج دستگاه را داشته باشد و مواردی از این قبیل تفسیر نتایج را دشوار می‌سازد.

منبع: دانلود کتاب کاوش‌های صحرایی در مهندسی ژئوتکنیک

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *