Abstract

Volumetric estimation of the ice content in frozen soils is known as one of the main problems in the engineering geocryology and the permafrost geophysics. A new way to use the known method of dipole electromagnetic profiling for the quantitative estimation of the volumetric ice content in frozen soils is discussed. Investigations of foundation of the railroad in Yakutia (i.e. in the permafrost zone) were used as an example for this new approach. Unlike the conventional way, in which the permafrost is investigated by its resistivity and constructing of geo-electrical cross-sections, the new approach is aimed at the study of the dynamics of the process of attenuation in the layer of annual heat cycle in the field of high-frequency vertical magnetic dipole. This task is simplified if not all the characteristics of the polarization ellipse are measured but the only one which is the vertical component of the dipole field and can be the most easily measured. Collected data of the measurements were used to analyze the computational errors of the average values of the volumetric ice content from the amplitude attenuation of the vertical component of the dipole field. Note that the volumetric ice content is very important for construction. It is shown that usually the relative error of computation of this characteristic of a frozen soil does not exceed 20% if the works are performed by the above procedure using the key-site methodology. This level of accuracy meets requirements of the design-and-survey works for quick, inexpensive, and environmentally friendly zoning of built-up remote and sparsely populated territories of the Russian permafrost zone according to a category of a degree of the ice content in frozen foundations of engineering constructions.

Highlights

  • A new way to use the known method of dipole electromagnetic profiling for the quantitative estimation

  • in which the permafrost is investigated by its resistivity

  • the new approach is aimed at the study of the dynamics

Read more

Summary

Summary

Volumetric estimation of the ice content in frozen soils is known as one of the main problems in the engineering geocryology and the permafrost geophysics. На примере исследований основания железнодорожной трассы в криолитозоне Якутии предложен новый подход в применении известного метода дипольного электромагнитного профилирования для количественной оценки объёмной льдистости мёрзлых грунтов. Цель настоящей работы – показать, каким образом, изучая методом ДЭМП процесс зату хания гармонического поля высокочастотно го вертикального магнитного точечного дипо ля (ВВМД), удаётся выйти на количественную оценку в слое годовых теплооборотов показате ля средней объёмной льдистости мёрзлых грун тов. Выполненный эксперимент позволил установить, что эффективное сопро тивление мёрзлых дисперсных грунтов, слага ющих основание трассы железной дороги, оце нённое по отношению амплитуд вертикальной и горизонтальной составляющих поля ВВМД (Hz /Hr), зависит от средней объёмной льдисто сти слоя годовых теплооборотов [3, 4]. Первые опыты в этом новом направ лении петрофизических исследований показали, что, с точки зрения оптимизации показателей производительности и информативности, доста точно ограничиться измерением одной наиболее информативной в геокриологическом отноше нии и менее зависимой от помех характеристи ки, а именно, вертикальной составляющей эл липса поляризации поля ВВМД (Hz) [5]

Район исследований
Методика исследований
Число определений
Количество определений
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call