Интерпретация геоэлектрических данных с использованием вероятносно-статистических характеристик при решении инженерно-геологических задач

Abstract

Интерпретация данных полевых измерений методами электропрофилирования чаще всего основана на простейших приемах оценки глубин и размеров тел или на качественном анализе, что влечет неоднозначность выводов о наличии и природе явлений, вызвавших изменения наблюдаемых параметров. Анализ статистических характеристик потенциалов естественного поля (ЕП) и кажущегося сопротивления (КС) с помощью аппарата теории оценок позволяет значительно увеличить объем полезной информации и более четко проследить неявно выраженные в наблюденных полях особенности геологического строения. Разбиение на классы многопризнакового пространства методами безэталонной классификации существенно облегчает локализацию участков возможных инженерно-геологических осложнений. Исходными данными служили значения потенциалов ЕП и КС, полученные при выполнении профильных измерений в пределах Верхнекамского месторождения солей. Расчеты выполнялись с помощью модулей “КОСКАД-ПРОФИЛЬ” и “КОСКАД 2D” программного комплекса “КОСКАД 3D”. Результаты приведены по отдельно взятому профилю и по площади, сформированной из интерполированных по нескольким профилям значений потенциалов ЕП и КС. В результате интерпретации многомерных данных по формальным признакам повышена достоверность выводов о геологической природе изучаемых явлений и процессов, а также выделены зоны инженерно-геологических осложнений.

Інтерпретація даних польових вимірювань методами злектропрофілювання найчастіше ґрунтується на найпростіших способах оцінювання глибин і розмірів тіл або на якісному аналізі. Це спричинює неоднозначність висновків про наявність і природу явищ, що зумовили зміни спостережуваних параметрів. Аналіз статистичних характеристик потенціалів природного поля (ПП) і уявного опору (УО) за використання апарату теорії оцінок дає змогу істотно збільшити обсяг корисної інформації та чіткіше прослідкувати неявно виражені у спостережених полях особливості геологічної будови. Розбиття на класи багатопризнакового простору методами безеталонної класифікації істотно полегшує локалізацію ділянок можливих інженерно-геологічних ускладнень. Вихідними даними слугували значення потенціалів ПП і УО, отримані під час виконання профільних вимірів у межах Верхньокамського родовища солей. Розрахунки виконано за допомогою модулів “КОСКАД- ПРОФІЛЬ” і “КОСКАД 2D” програмного комплексу “КОСКАД 3D”. Результати наведено за окремо взятим профілем і за площею, сформованою з інтерпольованих за кількома профілями значень потенціалів ПП і УО. В результаті інтерпретації багатовимірних даних за формальними ознаками підвищено достовірність висновків про геологічну природу досліджуваних явищ і процесів, а також виділено зони інженерно-геологічних ускладнень.

Purpose. The purpose of the article is to study the possibility of applying the theory of assessments and methods of no¬standard classifications to localize areas of possible geotechnical complications in interpreting electric methods of horizontal profiling (self-potential and resistance with a symmetric configuration of the electrodes). Design/methodology/approach. For self-potential and apparent resistances (pa) statistical characteristics were calculated, which were used as additional data at interpretation. Calculations were carried out by a program complex of the spectral and correlation analysis of “KOSKAD 3D” data. The complex is an effective computer technology of processing geologic- geophysical data. The “KOSKAD 3D” includes algorithms of probabilistic and statistical analysis and splitting of the analyzed square into uniform areas (classes). SP, pa and their statistics were united in a uniform space, its structure being analyzed by means of methods of no- standard classifications. Findings. The results obtained in classification of geophysical parameters and their statistical characteristics allowed us to localize a number of zones of engineering-geological complications on sites of the railroad located within the developed space of a subsoil of the Verkhnekamsky salts field (Ural, Russia). Practical value/implications. Statistical characteristics of geoelectric parameters and methods of classification of multidimensional data on formal grounds help to increase reliability of allocating of zones of engineering-geological complications.