Tạp chí khoa học: Nghiên cứu mô hình vùng thấm trong thân đê, đập bằng phương pháp điện đa cực cải tiến và Ra đa đất

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 29, Số 3 (2013) 30-39<br /> <br /> Nghiên c u mô hình vùng th m trong thân ê, p b ng phương pháp i n a c c c i ti n và Ra a t<br /> Vũ<br /> 1<br /> <br /> c Minh1,*,<br /> <br /> Anh Chung2<br /> <br /> Trư ng<br /> <br /> i h c Khoa h c T nhiên, HQGHN, 334 Nguy n Trãi, Thanh Xuân, Hà N i, Vi t Nam 2 Vi n Sinh thái và b o v công trình, Vi n Khoa h c Thu L i Vi t Nam<br /> Nh n ngày 29 tháng 11 năm 2012 Ch nh s a ngày 14 tháng 12 năm 2012; ch p nh n ăng ngày 28 tháng 10 năm 2013<br /> <br /> Tóm t t: Bài báo trình bày m t s k t qu tính toán mô hình lý thuy t và th c t i v i vùng th m trong thân ê p khi áp d ng các ki n th c Toán h c, V t lý và ph n m m EarthImage 2D ( i v i phương pháp i n a c c), ph n m m Reflex ( i v i phương pháp Ra a t). ng th i cũng trình bày các k t qu nghiên c u l a ch n h c c o t i ưu t các lo i h c c o khác nhau c a phương pháp i n a c c i v i mô hình lý thuy t và th c t . T ó rút ra các k t lu n v hi u qu áp d ng c a phương pháp Ra a t và phương pháp i n a c c c i ti n v i h c c t i ưu i v i vi c tìm ki m, xác nh vùng th m; ng th i tìm ra phương pháp ti n hành công tác ngoài th c a sao cho phù h p. Các k t qu này ã ư c áp d ng th nghi m trên vùng th m thu c Kè M Trung o n t K0+00 ÷ K2+400 thu c ê ngoài h u sông ào, huy n V B n, t nh Nam nh.<br /> <br /> 1.<br /> <br /> tv n<br /> <br /> ∗<br /> <br /> T trư c n nay h u như ch phát hi n các vùng th m trong thân ê p thông qua các bi u hi n th m ra bên ngoài, khi ó vùng th m ã gây nh hư ng không nh n s an toàn c a ê p. M t khác, nh ng bi u hiên bên ngoài y không th giúp ta ch rõ v trí c a vùng th m x lý nên khi x lý ph i khoan thăm dò r t t n kém. Vì v y, vi c xác nh ư c v trí và qui mô các vùng th m trong thân ê p là r t quan tr ng, giúp chúng ta l a ch n ư c gi i pháp x lý h u hi u nh ng vùng th m này.<br /> <br /> Chúng tôi ã ti n hành nghiên c u nh m s d ng t h p phương pháp i n a c c c i ti n [1] và Ra a t [2,3] phát hi n vùng th m trong thân ê p thông qua vi c l a ch n, nghiên c u, tính toán mô hình lý thuy t và th c t i v i vùng th m trong thân ê p; nghiên c u th nghi m tính toán l a ch n h c c o t i ưu t các lo i h c c o khác nhau c a phương pháp i n a c c [3-5] i v i mô hình lý thuy t và th c t . T ó, tìm ra phương pháp ti n hành công tác ngoài th c a sao cho phù h p. Các k t qu này ã ư c áp d ng th nghi m trên th c t .<br /> <br /> _______<br /> ∗<br /> <br /> Tác gi liên h . T: 84-914658586 E-mail: minhvd@vnu.edu.vn<br /> <br /> 30<br /> <br /> V.Đ. Minh, Đ.A. Chung /Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 29, Số 3 (2013) 30-39<br /> <br /> 31<br /> <br /> 2. Quá trình nghiên c u mô hình lý thuy t và k t qu<br /> d<br /> <br /> h<br /> <br /> 2.1. L a ch n mô hình lý thuy t vùng th m D K t qu nghiên c u, kh o sát a ch t trong vùng ng b ng sông H ng cho th y, t p ê ch y u là t b i l ng có i n tr su t t 14-40Ωm. Vùng th m trong thân ê và p trong th c t thư ng có chi u r ng vài mét n vài ch c mét, có chi u sâu vài mét n ch c mét so v i m t ê, p. Cho n nay không có m t mô hình th c t c th nào c a vùng th m c th vì khi phát hi n ư c thì x lý khoan ph t ngay. T th c t ó chúng tôi ch n mô hình vùng th m, rò r có d ng l p kéo dài, cân i. L p th m có chi u dày (d) là 0,5m, dài (D) là 20m và n m sâu (h) 2m so v i m t t. Vùng th m là t m có i n tr là 10Ωm, n m trong môi trư ng t p ê có i n tr là 20Ωm (hình 1)<br /> Hình 1. Mô hình lý thuy t vùng th m.<br /> <br /> 2.2. Tính toán l a ch n h c c t i ưu trong phương pháp i n a c c c i ti n i v i mô hình lý thuy t vùng th m 2.2.1. H i n c c dipole - dipole Trên tuy n tính lý thuy t i v i mô hình lý thuy t vùng th m, chúng tôi ti n hành tính cho h i n c c dipole - dipole v i a=1, n=8 d a trên ph n m m EarthImage 2D [4]. Hình 2 (trong ó (a) là k t qu tính thu n; (b) là k t qu gi i ngư c; (c) là mô hình tính thu n) là k t qu tính lý thuy t i v i mô hình lý thuy t vùng th m th hi n khu v c th m là vùng d thư ng i n tr th p, nhưng trên k t qu tính ngư c (b) cho th y vùng này có chi u dày l n hơn chi u dày th c, không phù h p v i mô hình ã ưa ra như mô hình tính thu n (c). Vì v y, v i h c c này không xác nh ư c chi u dày c a vùng th m.<br /> <br /> (a)<br /> <br /> (b)<br /> <br /> (c)<br /> <br /> Hìmh 2. K t qu tính<br /> <br /> i v i mô hình lý thuy t vùng th m cho h c c dipole-dipole.<br /> <br /> 32<br /> <br /> V.Đ. Minh, Đ.A. Chung /Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 29, Số 3 (2013) 30-39<br /> <br /> 2.2.2. H<br /> <br /> i n c c Wenner<br /> <br /> Chúng tôi ti n hành tính lý thuy t cho h i n c c Wenner d a trên ph n m m EarthImage 2D i v i mô hình nêu trên hình 1.<br /> <br /> Hình 3 là m t ví d minh h a k t qu tính toán i v i mô hình lý thuy t vùng th m (trong ó (a) là k t qu tính thu n; (b) là k t qu gi i ngư c; (c) là mô hình tính).<br /> <br /> (a)<br /> <br /> (b)<br /> <br /> (c)<br /> <br /> Hình 3. K t qu tính<br /> <br /> i v i mô hình lý thuy t vùng th m cho h c c Wenner.<br /> <br /> K t qu tính lý thuy t v i h c c Wenner cho th y v i h c c này b m t trên c a mô hình tính toán úng v i mô hình lý thuy t. Tuy nhiên, chi u dày c a vùng th m l n hơn nhi u so v i mô hình. 2.2.3. H i n c c Wenner - Schlumberger Chúng tôi ti n hành tính lý thuy t cho h<br /> <br /> i n c c Wenner - Schlumberger có a=1, n=8 d a trên ph n m m EarthImage 2D i v i mô hình nêu trên hình 1. Hình 4 là m t ví d minh h a k t qu tính toán i v i mô hình vùng th m (trong ó hình (a) là k t qu tính thu n; hình (b) là k t qu gi i ngư c; hình (c) là mô hình tính).<br /> <br /> a<br /> <br /> b<br /> <br /> c<br /> <br /> Hình 4. K t qu tính<br /> <br /> i v i mô hình lý thuy t vùng th m cho h c c Wenner- Schlumberger.<br /> <br /> V.Đ. Minh, Đ.A. Chung /Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 29, Số 3 (2013) 30-39<br /> <br /> 33<br /> <br /> Các k t qu tính toán bài toán thu n cho h c c Wenner - Schlumberger trên mô hình th m th hi n trong m t c t i n tr như sau: D thư ng i n tr th p có d ng v a ngang. Chi u sâu n nh phù h p v i mô hình. Nhưng chi u dày c a d thư ng l n hơn so v i mô hình. 2.2.4. Nh n xét chung i v i nh ng i tư ng là vùng th m hay v a ngang có th s d ng các h c c Wenner và h i n c c Wenner-Schlumberger tìm ki m, tuy nhiên d thư ng th hi n rõ hơn khi o b ng h c c Wenner 2.3. Tính toán cho h c c Wenner hình lý thuy t vùng th m thay i i v i mô<br /> <br /> d n t 2m so v i m t t n khi nào không còn d thư ng. Vùng th m là t m có i n tr là 10Ωm, n m trong môi trư ng t p ê có i n tr là 20Ωm. Sai s k thu t ư c tính là 3%. Tính toán lý thuy t mô hình vùng th m (v a n m ngang) v i các chi u sâu khác nhau (hình 5 n hình 7) cho th y: Vùng th m có chi u dày 0,5m, chi u dài 20m n m sâu