Способ определения физических свойств мерзлых горных пород

СОЮЗ СОВЕТСНИХссцмпюакиипРЕСПУБЛИН 19) (1) эа) 01 й 27/72 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ий сыхавоч зов. 500 20 1 о 16 Ю 9 2 0-2 -9 -6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Читинский политехнический ититут(56) 1. Физические свойства горпород и полезных ископаемых. Спник геофизика. М., "Недра", 197с. 313-337.2. Фролов А.Л., Заков Ю.Д. Обенности распространения упругихволн в мерзлых породах. "Изв. вГеология и разведка", ч. 1, М.,МГРИ, 1971, У 10, с. 80-87.(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕРЭЛЫХ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий отбор пробы и охлаждение и одновременное измерение темпеФратуры и физических свойств пробы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьипения достоверности способа, в нем предварительно производят .термический каротаж скважины, снятие термограммы и определение поней максимальной и минимальной температур исследуемой породы, пробу охлаждают до минимальной температуры исследуемой породы, а затем помещают ее в среду с температурой, соответст вующей максимальной температуре исследуемой породы, и производят одновременное измерение физических свойств и температуры центра пробы.Изобретение относится к измерительной технике и геоФизике и может быть использовано при решении задач мерэлотоведеция, инженерной геологии, гидрогеологии, поисков и разведки 5 месторождений полезных ископаемых.Известен способ определения физических свойств мерзлых горных пород для анализа пол евых геофи зич ес ких данных, основанный на измерениях физических характеристик образцов горных пород в холодильных камерах при фиксированных отрицательных температурах в процессе медленного охлаждения пород. 15Измерения отрицательных температур производят в изотермических условиях в центре исследуемых образцов, и получают данные о физических свойствах образцов мерзлых горных пород 20 при различных температурах. Затем эти данные сопоставляют с результа- тами полевых геофизических измерений, проведенных в пунктах наблюдения на поверхности земли в районах распространения мерзлых горных пород, и судят о конфигурации мерзлого массива и распределении температурного поля в нем 13.Однако существующий способ при- ЗО мецим, да и то в грубом приближении, только для анализа полевых геофизических данных, полученных от средней части толщи мерзлых образований и на больших расстояниях от границ мерз-З 5 мерзлых пород с талыми.Наиболее близким к изобретению является способ определения физических свойств мерзлых горных пород, включающий отбор проб и непосредст О венное измерение их физических свойств и температуры окружающей среды в процессе охлаждения пробы со скоростью 4 С/мин в холодильной камере Г 23. 45 Однако результаты определения физических свойств имеют низкую достоверность, поскольку не характеризуют поведение пород в пограничных областях, представляющих наибольший 50 интерес. Ошибка при интерпретации результатов известного способа достигает 80-1003.Цель изобретения - повышение достоверности, 55Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения физических свойств мерзлых пород включающему отбор пробы, ее охлаждение и одновремеццое измерение температуры и физических свойств пробы, в цем предварительно производят термический каротаж скважины, снятие термограммы и определение по ней максимальной и минимальной температур исследуемой породы, пробу охлаждают до минимальной температуры исследуемой породы, а затем помещают ее в среду с температурой, соответствующей максимальной температуре исследуемой среды, и производят одновременное измерение физических свойств и температуры центра пробы.Предлагаемый способ основан на том, что постоянная времени измерительных приборов и термометров много меньше таковой для образцов горных пород, площадь поверхности которых выбирается не менее 25 см.На фиг. 1 приведены примеры зависимости магнитной восприимчивости (6 ) суглинка древянистого от температуры образца (ь), полученные известным (кривая 1) и предлагаемым способами (кривая 2). га фиг. 2 результаты полевых измерений вертикальной составляющей магнитного поля д на одном из инженерных объектов в районе развития многолетнемерэлых пород.Максимальные значения показывают интервалы талых пород, а минимальные - мерзлых.Способ осуществляется следующим образом.По результатам термического каротажа скважин в исследуемом районе определяют максимальную и минимальную температуры, Предварительно заморозив пробу до минимальной тем - пературы, помещают ее в среду с максимальной температурой, после чего производят одновременное измерение физических свойств пробы (на - пример, магнитной восприимчивости) и температуры центра пробы. Например, исходя из прямой пропорциональности д 7 и м, на основе измерений М в лабораторных условиях предлагаемым способом были правильно оконтурены по системе профилей наблюдения мерзлые массивы пород и определены распределения температурных полей в них. Полученные результаты были использованы проектировщиками при проектировании круп1114937 М 4 1 Ц Заказ б 759/29 Тираж 822 Полписно ал ППП 1 Патантт , г.Уагород, ул.Проектная,ных инженерных сооружений н исследованной области.Такие же хорошие результаты получены при анализе полевых данных на основе изученных диффузионноадсорбционных потенциалов, удельного электрического сопротивления и других физических характеристик мерзлых горных пород,Использова)йе предлагаемого способа определения физических свойств мерзлых горных пород позволит повысить точность и эффективность определения конфигурации мерзлого массива и распределения температурногополя в нем при решении задач мерзлотоведения, инженерной геологии, гидрогеологии, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых.Это приведет к соответствующемусокращению дорогостоящих буровых идругих видов специальных работ и 10 повысит геологическую эффективностьприменения геофизических методовразведки в условиях развития мерзлых горных пород.