Материалы Третьей Общероссийской конференции изыскательских организаций. Инженерные изыскания в строительстве

Подождите немного. Документ загружается.

остановка гидрогеоэкологического монито-

ринга на крупных промышленных объектах,

активно воздействующих на окружающую среду,

остается актуальной проблемой, привлекающей

внимание широкого круга специалистов на различ-

ных этапах строительства – от производства инже-

нерно-геологических изысканий и проектирования

до возведения зданий и сооружений и их дальней-

шей эксплуатации. Под гидрогеоэкологическим

мониторингом традиционно понимается система

режимных наблюдений за элементами подземных

вод с целью их последующего анализа и прогноза

антропогенного воздействия для принятия инже-

нерных решений по управлению состоянием при-

родной среды (Шестаков В.М., Принципы прове-

дения гидрогеоэкологического мониторинга).

На объектах атомной энергетики, в силу высо-

ких потенциальных рисков негативного воздейст-

вия на окружающую среду, гидрогеоэкологиче-

ский мониторинг имеет особое значение.

ООО «Нефтегазгеодезия» в конце 2006 г. были

начаты работы по организации режимной гидро-

геологической сети на площадке строительства

второй очереди Ленинградской атомной станции.

В основу разработки проекта режимной сети

были положены два главных принципа – модель-

ной и проектной ориентированности гидрогеоло-

гического мониторинга. Таким образом, основной

задачей мониторинга являлось обоснование рас-

четной гидродинамической схемы и модели объек-

та наблюдения, а расположение и тип наблюда-

тельных скважин выбирались в соответствии с тре-

бованием решения конкретных инженерных задач

в период строительства и эксплуатации объекта.

Ги дрогеологические условия площадки строи-

тельства ЛАЭС-2 определяются, с одной стороны,

субгоризонтальным залеганием водоносных и от-

носительно водоупорных пород раннекембрий-

ского ломоносовского горизонта, с другой сторо-

ны – развитием в южной части участка глубокой

палеодолины, выполненной обводненными чет-

вертичными песчано-глинистыми отложениями.

Толща ломоносовского горизонта представлена

чередованием мелкозернистых песков, песчаников

и аргиллитоподобных глин. В горизонте трещин-

но-поровых вод, приуроченном к пластам песча-

ников, условно выделяются три водоносные зоны

– верхняя, средняя и нижняя. Между выделяемы-

ми водоносными зонами существует гидравличе-

ская связь – свободная на участках литологических

окон и затрудненная по площади развития относи-

тельно водоупорных глин. На значительной части

территории, верхняя и средняя зоны сливаются в

одну из-за отсутствия разделяющего их глинистого

прослоя. Водоносный горизонт, связанный с чет-

вертичными отложениями, развит локально и зна-

чительную роль в гидрогеологическом режиме уча-

стка строительства играет лишь при приближении

фронта работ к крупной палеодолине.

Режим подземных вод в естественных условиях

характеризовался преобладанием инфильтраци-

онного питания водоносных горизонтов по пло-

щади их развития и разгрузкой в Копорской губе

Финского залива, расположенной в 1,5 км от пло-

щадки ЛАЭС-2. В ходе подготовительных работ,

выполненных на предыдущих этапах изысканий,

гидрогеологический режим площадки был суще-

ственно нарушен, четвертичный водоносный го-

ризонт при планировке поверхности в центре

площадки снят. В техногеннонарушенном режиме

фильтрации появилась локальная дрена – опыт-

ный котлован глубиной 11 м, вскрывающий верх-

нюю и среднюю водоносные зоны песчаников и

оказывающий существенное влияние как на уро-

венный, так и на температурный и химический

режимы подземных вод площадки.

ОПЫТ СОЗДАНИЯ РЕЖИМНОЙ

ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СЕТИ НА

ПЛОЩАДКЕ СТРОИТЕЛЬСТВА ВТОРОЙ

ОЧЕРЕДИ ЛЕНИНГРАДСКОЙ АТОМНОЙ

СТАНЦИИ

Норватова О.И.

ООО «Нефтегазгеодезия», Санкт-Петербург

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:40 Page 60

Начало организации режимной сети на пло-

щадке ЛАЭС-2 было положено в 1996 году, и к

концу 2006 года сеть была представлена 15 сква-

жинами, оборудованными на верхнюю и сред-

нюю зоны ломоносовского горизонта. Скважины

располагались по двум взаимно перпендикуляр-

ным лучам, проложенным вдоль и вкрест направ-

ления естественного потока подземных вод.

В ходе выполнения комплексных инженерно-

геологических изысканий было уточнено геологи-

ческое и гидрогеологическое строение участка. На

юго-востоке в зоне планируемого размещения гра-

дирен был выявлен локальный размыв кровли ран-

некембрийских отложений, выполненный осадка-

ми ледникового и озерно-ледникового происхож-

дения преимущественно супесчаного и суглини-

стого состава. В пределах участка палеодолина

имеет субмеридиональное простирание, ширина

ее составляет 100-150 м, глубина достигает 40-45 м.

С учетом полученных данных режимная гидро-

геологическая сеть была дополнена до 42 скважин

(рис. 1). Ориентация основных профилей относи-

тельно естественного потока была сохранена, ло-

кальное местоположение скважин выбиралось с

учетом назначения и компоновки зданий и соору-

жений ЛАЭС. На юго-западной границе участка в

пределах палеодолины оборудованы 4 режимных

скважины на четвертичный водоносный гори-

зонт, в пределах площадки по профилям распола-

гаются 16 скважин на верхнюю зону ломоносов-

ского горизонта, 11 скважин – на среднюю зону и

4 – на нижнюю. 6 скважин оборудованы вне пло-

щадки на региональном профиле, направленном

в сторону Финского залива.

В период с ноября 2006 г. по ноябрь 2007 г. на

площадке ЛАЭС-2 был выполнен полный комп-

лекс наблюдений за уровнями, температурами и

химическим составом подземных вод. По данным

годичных наблюдений были сделаны первые выво-

ды о характере режима подземных вод площадки.

Определения уровней подземных вод и коэф-

фициентов фильтрации в комплексе с геофизиче-

скими методами позволили определить направле-

ние и естественные скорости подземных вод.

Перспективы развития инженерных изысканий в Российской Федерации

Рис. 1. Схема расположения скважин режимной сети

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:40 Page 61

Анализ данных о динамике уровней подземных

вод показал, что весенний и осенний паводки

имеют приблизительно одинаковую амплитуду,

минимальными отметками на протяжении года

характеризуется летняя межень. Амплитуда коле-

баний уровней подземных вод в целом снижается

с увеличением глубины залегания водоносного

горизонта – она максимальна для первого от по-

верхности водоносного горизонта и минимальна

для нижней зоны ломоносовского горизонта (рис.

2). Динамика уровней свидетельствует о тесной

гидравлической связи грунтового водоносного

горизонта с верхней и средней водоносными зо-

нами ломоносовского горизонта. Связь вышеле-

МАТЕРИАЛЫ III ВСЕРОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

Рис. 3. Характерные графики мониторинга температуры подземных вод

Рис. 2. Характерные графики мониторинга уровней подземных вод

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:40 Page 62

Перспективы развития инженерных изысканий в Российской Федерации

Рис. 4. Схемы распределения уровней и температур на промплощадке ЛАЭС-2:

а) схема изогипс верхней зоны ломоносовского горизонта

б) схема изотерм верхней зоны ломоносовского горизонта

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:40 Page 63

жащих горизонтов с нижней зоной ломоносов-

ского горизонта затруднена.

Температуры подземных вод в скважинах ре-

жимной сети замерялись синхронно с замерами

уровней. Температурный режим подземных вод

промплощадки определяется климатическими

факторами и влиянием поверхностных водо-

емов. Анализ динамики изменения температур

показывает, что ее абсолютные значения и, в

особенности, амплитуды изменений, зависят от

глубины залегания водоносного горизонта. Мак-

симальные амплитуды температурных колеба-

ний – 10

С – отмечаются в скважинах, оборудо-

ванных на четвертичный водоносный горизонт и

верхнюю зону ломоносовского горизонта. Мень-

шие амплитуды – 2,5

С – наблюдаются в сква-

жинах, оборудованных на вторую водоносную

зону ломоносовского горизонта. Наибольшая

стабильность температур с амплитудой всего в

0,4

С отмечена в нижней зоне ломоносовского

горизонта (рис. 3).

Сильное влияние на режим подземных вод

верхней и средней водоносных зон ломоносов-

ского горизонта оказывает котлован – амплитуда

изменений уровней подземных вод и температур в

скважинах вокруг котлована максимальна. Есте-

ственное распределение уровней и температур и

степень влияния котлована хорошо видны на схе-

мах, представленных на рис. 4. На схеме гидро-

изогипс видно, что при общем уклоне зеркала

подземных вод в сторону региональной дрены –

Финского залива – в зоне радиусом порядка 500 м

наблюдается выраженное дренирующее воздейст-

вие поверхностного водоема – котлована. Оно

особенно заметно в межень, когда в центральной

части площадки формируется местный водораз-

дел и наблюдается обратный по отношению к ес-

тественному потоку уклон зеркала подземных

вод. В температурном режиме площадки котлован

играет роль своеобразного «теплового буфера».

Он отдает тепло, накопленное за день в летний

период, нагревая зону радиусом около 700 м, и

снижает температуру подземных вод в зимний пе-

риод в зоне радиусом около 300 м.

За период наблюдений по всем скважинам ре-

жимной сети регулярно проводился отбор проб

подземных вод на полный химический анализ.

Впервые на исследуемом участке были определе-

ны фоновые содержания фенолов, нефтепродук-

тов и тяжелых металлов в подземных водах. Каче-

ство подземных вод выделенных водоносных зон

соответствует требованиям СанПиН по всем ос-

новным показателям, за исключением содержа-

ния ионов марганца. Содержание марганца в под-

земных водах превышает ПДК в 10-50 раз, однако

такие фоновые концентрации характерны для ло-

моносовского водоносного горизонта в районе

изысканий.

Проведенные исследования позволили решить

ряд задач, актуальных на данном этапе работ по

оборудованию режимной гидрогеологической се-

ти. Выполнены задачи, традиционные для началь-

ных этапов гидрогеологического мониторинга:

– получены фоновые характеристики уровенного

и температурного режима подземных вод всех

трех водоносных зон, выделенных в разрезе, с

целью прогноза дальнейшего изменения водно-

го режима исследуемой территории;

– построены характерные карты гидроизогипс

для прогноза подтопления промышленной тер-

ритории;

– определен фоновый химический состав под-

земных вод с целью выявления в дальнейшем

техногенного загрязнения и управления этим

процессом.

Предстоящее строительство зданий и сооруже-

ний высокого класса ответственности делает акту-

альным вопрос оптимизации дренажных мероприя-

тий. Мониторинг уровней подземных вод, проводи-

мый при планируемом осушении существующего

опытного котлована, позволит повысить достовер-

ность прогнозов водопритоков при строительстве.

В связи с глубоким залеганием воды нижней

зоны не будут принимать непосредственного

участия в обводнении котлованов при строи-

тельстве. Однако консервация напоров в ниж-

ней зоне ломоносовского водоносного горизон-

та может привести к прорывам напорных вод.

Наблюдения за уровнями подземных вод по

скважинам, оборудованным на нижнюю зону

ломоносовского горизонта, позволят достовер-

но оценить возможность прорыва и осуществ-

лять текущий мониторинг гидрогеологических

условий строительства.

Режимная гидрогеологическая сеть, созданная

на площадке строительства второй очереди ЛА-

ЭС, может служить основой для создания посто-

янно-действующей модели территории исследо-

ваний. В перспективе объединение режимных

гидрогеологических сетей ЛАЭС первой, второй и

в дальнейшем третьей очереди, позволяет гово-

рить о создании обширного гидрогеоэкологиче-

ского полигона в пределах одного из крупнейших

в России объектов атомной энергетики, который

при должном научно-методическом обеспечении

послужит базой и инструментом для достоверных

прогнозов антропогенных воздействий на при-

родную среду.

МАТЕРИАЛЫ III ВСЕРОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:40 Page 64

ёлковское подземное хранилище газа (ПХГ)

представляет искусственно созданную за-

лежь в естественном резервуаре, который характе-

ризуется породами формаций с различными физи-

ко- механическими и химическими свойствами.

Это ПХГ имеет положительную историю эксплуата-

ции на протяжении длительного периода времени.

На основании данных бурения, результатов

многолетнего геофизического и гидрогеохимиче-

ского контроля за эксплуатацией газохранилища

нами была построена цифровая трёхмерная инже-

нерно-геологическая модель Щёлковского ПХГ.

Эта модель состоит из отдельных блоков, которые

отражают:

•

тектонико-стратиграфические условия иссле-

дуемого региона – каркасный блок;

•

газо-гидродинамические и гидрогеохимиче-

ские процессы изучаемых массивов пород

(флюидальный блок) [2, 3].

Анализ системы цифровых моделей позволяет

оценить такие основные показатели искусствен-

ной залежи, которые обеспечивают ее успешную и

экологически безопасную эксплуатацию. Эти по-

казатели с незначительной долей погрешности

можно считать критериями при выборе участков

для создания ПХГ в аналогичных инженерно-гео-

логических условиях. Для оценки эффективности

подземных газохранилищ требуются исследования

следующих инженерно – геологических моделей:

•

модели структурной пригодности пласта – кол-

лектора газа (объекта хранения), верхних водо-

упорных (перекрывающих) пластов и петрофи-

зических свойств газовмещающих пород (моде-

ли каркасного блока);

•

модели приведенных давлений и температур по

пласту – коллектору газа, контуров газохрани-

лища, эффективных мощностей пласта – кол-

лектора газа, суммарной минерализации,

удельной газонасыщенности и распростране-

ния растворенного метана в окско-серпухов-

ском контрольном водоносном горизонте (мо-

дели флюидального блока) [3].

Модели структурной пригодности, петрофизи-

ческих свойств пласта-коллектора и верхних пе-

рекрывающих пластов отражают:

•

структурно-тектоническое строение массива

пород Щелковского пласта – коллектора газа

(верхняя песчаная пачка щигровского горизон-

та девонской системы верхнего отдела (D

_);

•

геолого-стратиграфические характеристики

покровной глинистой толщи (верхняя глини-

стая толща щигровского горизонта девонской

системы верхнего отдела (D

_);

•

глубину, мощность, абсолютные отметки кров-

ли и подошвы;

•

петрофизические и фильтрационно-емкостные

свойства пород коллектора и перекрывающих

глинистых пород (коэффициент пористости

Кп, содержание глинистых частиц Сгл, грану-

лометрический состав пород пласта – коллек-

тора, верхних перекрывающих пластов, коэф-

фициент проницаемости Кпр);

•

результаты бурения, полевых и промыслово-

геофизических исследований, положенные на

геодезическую привязку скважин.

Кпр= 1,99 х Кп

3,82

х (1-Кп)

-2

х (1-0,89 х _

пс

0,36

)

-6,48

(1)

где Кпр – коэффициент пористости, доли еди-

ницы, _

пс

- параметр, отражающий изменения со-

держания глинистой фракции пласта и для терри-

генного коллектора щигровского горизонта при-

нимается равным 0,7. Значение _пс можно полу-

чить из выражения:

ИССЛЕДОВАНИЯ ИНЖЕНЕРНО-

ГЕОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ

ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОДЗЕМНЫХ

ХРАНИЛИЩ ГАЗА (НА ПРИМЕРЕ

ЩЁЛКОВСКОГО ПОДЗЕМНОГО

ГАЗОХРАНИЛИЩА)

Дроздова С.Б.

ООО «ИнжГеоПроект», Щелково

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:40 Page 65

пс

= Е

s max

=(k

пс

х lg _

)/(k

пс maxх

lg _

пс

/ k

пс max

= А

да

/А

да max

(2)

где Е

– статическая амплитуда; k

пс

– коэффици-

ент аномалии самопроизвольной поляризации; А

да

– диффузионно-адсорбционная активность пород;

– удельное электрическое сопротивление фильт-

рата бурового раствора, Ом м; _

– удельное элект-

рическое сопротивление природных вод, Ом м [1].

Модели структурной пригодности и петрофи-

зических свойств пласта-коллектора и верхних

перекрывающих пластов позволяют:

•

дать оценку возможности создания подземного

хранилища для конкретных инженерно-геоло-

гических условий;

•

охарактеризовать тектоническую структуру или

систему структур на предмет их пригодности

для газохранения.

Поэтому задача сводится к следующим реше-

ниям:

•

достаточна ли амплитуда структуры для созда-

ния газохранилища,

•

не будут ли разрывные нарушения являться пу-

тями миграции газа,

•

надёжна ли герметичность верхних перекрыва-

ющих пластов,

•

обладает ли пласт-коллектор литологической

однородностью и петрофизическими и фильт-

рационно-емкостными свойствами, определя-

ющими его коллекторские особенности.

Из анализа моделей структурного блока следу-

ет, что на исследуемой территории Щелковское

газохранилище размещается в куполовидной ма-

лоамплитудной брахиантиклинальной складке с

амплитудой около 20 м, осложнённой более мел-

кими складками без разрывных нарушений (рис.

1). Глубина пласта-коллектора составляет около

900 м, абсолютные отметки в куполе – 735 м, на

крыльях – 760 м, общая мощность – 120 м.

На этапе создания газохранилища значение от-

крытой пористости пласта-коллектора в куполе

изменялось от 0,26 до 0,30, а содержание глини-

стых частиц – от 0,25 до 0,30. В целом, щигров-

ский пласт-коллектор обладает петрофизически-

ми показателями, характеризующими его хоро-

шие коллекторские свойства.

В качестве непроницаемых пород, перекрываю-

щих водопроницаемый пласт, рассматриваются по-

роды глинистой формации, расположенные гипсо-

метрически выше исследуемого объекта (рис. 2). Их

пластом-коллектором Щелковского ПХГ мощ-

ность составляет 20-30 м. Эрозионных окон и тек-

тонических нарушений в них не выявлено.

МАТЕРИАЛЫ III ВСЕРОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

Рис. 1. Структурная карта щигровского пласта-коллектора Щёлковского ПХГ

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:40 Page 66

Динамичность петрофизических и фильтраци-

онно-емкостных показателей природного резер-

вуара проявляется в течение длительного времени

эксплуатации ПХГ (несколько годовых циклов)

Поэтому полученную трехмерную каркасную мо-

дель следует считать статичной основой для соз-

дания динамических флюидальных моделей.

Флюидальные модели отражают газо-гидроди-

намические и гидрогеохимические процессы в

подземном газохранилище. Они строятся по ре-

зультатам газо-гидродинамических исследова-

ний, включающих информацию об изменении

инженерно-геологических и эксплуатационных

условий, о составе подземных вод контрольных

водоносных горизонтов.

Динамичность модели ПХГ выражается в цик-

личном изменении флюидонасыщения пласта-

коллектора и, как следствие, в изменении измеря-

емых при контроле за ПХГ показателей (пластово-

го давления Рпл, пластовой температуры Т, абсо-

лютных отметок положения контура газоводяного

контакта ГВК, эффективной газонасыщенной

мощности hэф) и гидрогеохимической обстанов-

ки контрольных водоносных горизонтов.

В процессе закачки газа (сентябрь-октябрь) пла-

стовое давление внутри ловушки растет, достигая

10,0÷10,2 МПа в куполе и 8,9÷9,2 МПа на крыльях

структуры, и уменьшается в период его отбора (ап-

рель-май) до 8,7÷8,9 МПа в куполе и 9,2÷9,4 МПа

на крыльях ловушки. В течение года перепад дав-

ления может достигать 1,2 МПа. Такие амплитуды

изменений не имеют экологических и инженерно-

геологических последствий для разреза пород. Од-

нако при увеличении рабочего давления, т.е. закач-

ке больших объёмов газа, возможно превышение

критического пластового давления (принятого на

стадии проектирования ПХГ равным 9,5 МПа) и

нарушение герметичности хранилища [4].

Пластовая температура в период отбора газа со-

ставляет 22,5-23,5

С в куполе, а на этапе закачки

она возрастает до 24,5

С. Температура газа, посту-

пающего в пласт, понижается согласно погодным

условиям при его транспортировке к газовым

скважинам по поверхностным газопроводам. Она

Перспективы развития инженерных изысканий в Российской Федерации

Рис. 2. Карта мощностей перекрывающих пород над щигровским пластом-коллектором Щелковского ПХГ

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:40 Page 67

МАТЕРИАЛЫ III ВСЕРОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

примерно равна пластовой температуре (20-

С). В период закачки газа температура практи-

чески не изменяется, а в период отбора газа обра-

зуется «водный конус» [5], сопровождающийся

более значительным её повышением за счёт под-

тягивания глубинных высокотермальных пото-

ков. Точечная фиксация резкого повышения пла-

стовой температуры в коллекторе на этапе отбора

является косвенным признаком появления ново-

го вертикального пути инфильтрации более глу-

боких термальных вод и свидетельствует о негер-

метичности нижних перекрывающих пластов, т.е.

о нарушении целостности системы.

Модели контуров подземного хранилища газа

показывают характер изменения объёма «активно-

го» газа в процессе циклической эксплуатации

ПХГ, определяющий размеры искусственной зале-

жи, площадь газо-водяного контакта (ГВК), поло-

жение границы газохранилища. Модели эффектив-

ных мощностей пласта-коллектора газа отражают

процесс вертикального флюидонасыщения резер-

вуара, определяют объём закаченного газа и харак-

тер его вертикального распределения в хранилище,

позволяя тем самым выделить участки коллектора

различной газонасыщенной мощности.

В процессе эксплуатации Щелковского ПХГ

наблюдалось изменение значений петрофизиче-

ских параметров и фильтрационно-емкостных

свойств геологической среды в процессе отбора

газа за счёт выноса пелитовой составляющей, что

способствовало увеличению пористости с 0,26-

0,28 до 0,3-0,32. Местами в прискважинной зоне

возникало трубно-поровое пространство, и, как

следствие, разуплотнение и просадка пород. Дан-

ная проблема актуальна только для случаев разме-

щения ПХГ вблизи поверхности земли. Для Щёл-

ковского ПХГ глубина искусственной залежи

(900 м) не сопоставима с газонасыщенной мощ-

ностью (до 15 м), поэтому просадка пород на по-

верхности земли невозможна. Разуплотнение и

трещиноватость пород может служить появлению

новых путей миграции газа за пределы резервуара.

Входными данными для модели суммарной

минерализации и удельной газонасыщенности

окско-серпуховского водоносного горизонта яв-

ляется совокупность данных гидрогеохимическо-

го опробования территории Щёлковского ПХГ, в

частности информация о подземных водах:

•

химический состав, рН, плотность;

•

удельная газонасыщенность (количество газа в

единице объема пробы в нормальных условиях,

нсм

/л);

•

суммарная минерализация пластовых вод ок-

ско-серпуховского водоносного горизонта.

По составу почти весь газ, растворённый в под-

земных водах окско-серпуховского водоносного

горизонта, состоит из метана. Количество метана

не превышает предельно допустимых концентра-

ций; наибольшие его концентрации наблюдаются

непосредственно над куполом объекта хранения и

достигают 0,8 г/л. Присутствие метана в конт-

рольном водоносном горизонте объясняется либо

диффузионными процессами, связанными с экс-

плуатацией газохранилища, либо старыми ава-

рийными ситуациями на ПХГ. Резких очаговых

выбросов растворённого газа не наблюдается.

Модели постоянно меняются, дополняются,

но являются основой не только для оперативно-

го, но и для долгосрочного планирования эксплу-

атации ПХГ.

Таким образом, Щелковское ПХГ характеризу-

ется длительным периодом эффективной эксплуа-

тации с минимальным воздействием на окружаю-

щую среду. Оно является адекватным объектом-

аналогом, на базе которого, используя метод инже-

нерно-геологических аналогий, можно находить

другие участки, перспективные для создания газо-

хранилищ.

ЛИТЕРАТУРА

1. Латышова М.Г., Вендельштейн Б.Ю., Тузов В.П.

Обработка и интерпретация материалов геофи-

зических исследований скважин. М., Недра,

1975, 272 с.

2. Регламент по созданию постоянно действую-

щих геолого-технологических моделей нефтя-

ных и нефтегазовых месторождений. Мини-

стерство топлива и энергетики Российской Фе-

дерации. М., 1999.

3. Дроздова С.Б. Геодинамическое моделирование

как метод качественной оценки технологической

эффективности эксплуатации подземных храни-

лищ газа в терригенных коллекторах // Тезисы

Второй Междунар. конф. «Геодинамика нефтега-

зоносных бассейнов». М., 2004, т. 2, с. 125-127.

4. Дроздова С.Б. Экологические проблемы проек-

тирования и эксплуатации подземных хранилищ

газа южного борта Московской синеклизы // Те-

зисы докладов. ХVII Губкинские чтения. Неф-

тегазовая геологическая наука XXI век. М.,

2004, с. 78-79.

5. Смирнов А.К. Подземные хранилища газа в во-

доносных пластах: Учебное пособие для вузов.

М., Изд-во Спутник+, 2003, 115 с.

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:40 Page 68

ри оценке пригодности крупнообломочных

грунтов для использования в качестве строи-

тельных материалов для грунтовых сооружений,

прежде всего, анализируют их гранулометриче-

ский состав. В качестве параметров гранулометри-

ческого состава грунта используют преимущест-

венно так называемые характерные размеры час-

тиц и их отношения, например, степень неодно-

родности C

(коэффициент разнозернистости) по

ГОСТ 25100-95. Как отмечалось в [1], для того, что-

бы использовать современные методы теории ве-

роятностей и математической статистики, необхо-

димо переходить к применению параметров, ис-

пользуемых этими методами. После проведения

анализа приходится возвращаться к традицион-

ным для нормативных документов параметрам.

Наиболее удобными и широко используемыми в

теории вероятностей и математической статистике

числовыми характеристиками распределения слу-

чайной величины (в нашем случае – распределе-

ния размеров частиц, т. е. гранулометрического со-

става грунта) являются его стандартные параметры

[2]: среднее значение, среднеквадратическое от-

клонение (СКО) или коэффициент вариации и т.д.

Распределения размеров частиц грунта сущест-

венным образом асимметричны. Для устранения

или приемлемого снижения асимметрии обычно

производят замену размера частиц на некие функ-

ции от него [1, 3]: f

(d) = lgd, x = f

(d)= d

1/4

. Преж-

де всего, этот прием позволяет снизить величину

СКО и количество параметров распределения,

что повышает точность аппроксимации экспери-

ментальных распределений. Для аппроксимации

экспериментальных распределений обычно ис-

пользуется нормальное распределение. Оно опре-

делено на всей числовой оси и, следовательно,

имеет стандартные значения границ области оп-

ределения, что позволяет не учитывать эти значе-

ния и обходиться двумя параметрами: средним

значением функции, например, x = x

–

и СКО: σ

Особенностью нормального распределения явля-

ется тот факт, что его функция является интегра-

лом, не выражающимся в конечном виде. Это со-

здает неудобства при конструировании зависимо-

стей характеристик свойств грунта от параметров

гранулометрического состава.

В данной работе предлагается использовать

распределение, сосредоточенное на конечном от-

резке:

, (1)

имеющее плотность параболического вида:

, (2)

и функцию распределения вида:

, (3)

где:

, (4)

t – нормированная крупность частиц грунта,

x = d

1/4

, t

и t

100

значения t, соответствующие ми-

нимальному и максимальному размерам частиц

и d

100

При максимальной длине отрезка

= , t

100

= ] выражения (2) и (3) примут

вид:

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА

КРУПНООБЛОМОЧНОГО ГРУНТА ПРИ

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ

ИЗЫСКАНИЯХ И ГЕОТЕХКОНТРОЛЕ

КАЧЕСТВА УПЛОТНЕНИЯ

Балыков Б.И.

ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева», Санкт-Петербург

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:40 Page 69