УЧАСТКИ ОСЫПЕЙ И КУРУMOB
4.1. По геологическому строению осыпи и курумы можно разделить на два вида разрезов. В разрезах вида I слой глыб, валунов и щебня (глыбовый слой) с незаполненными пустотами мощностью от десятков сантиметров до 3-5 м подстилается скальными породами. В разрезах вида II слой глыб, валунов и щебня залегает на толще тех же пород, но с пустотами, заполненными более тонкодисперсным грунтом, или на толще песчано-глинистых пород (рыхлых породах). Скальные породы, подстилающие рыхлую толщу, могут залегать на разных глубинах и в зависимости от этого попадать или не попадать в сферу исследования разреза. Попадают они, как правило, в тex случаях, когда осыпи и курумы расположены на участках выемок и полувыемок.
Верхний глыбовощебенистый слой находится в зоне сезонного промерзания и оттаивания. Однако сейсмические свойства его практически не меняются в зависимости oт времени года.
Сейсморазведкой на осыпях я курумах решают следующие задачи:
определение мощности глыбового слоя без заполнителя;
определение типа пород (рыхлые или скальные), подстилающих глыбовый слой.
Остальные задачи, связанные с исследованием нижележащей толщи разреза, зависят от типа сооружения на осыпи и куруме и рассматриваются в предыдущих разделах настоящих Рекомендаций.
4.2. Наблюдения проводят на относительно коротких профилях (до 30-50 м), расположенных чаще по \”течению\” каменного потока поперек прохождения трассы, или на двух взаимно перпендикулярных направлениях – поперек и вдоль трассы.
Колебания принимаются вертикальными сейсмоприемниками, установленными на глыбы с помощью дисков, навинченных на место штырей. Шаг расстановки сейсмоприемников по профилю наблюдений составляет 1-2 м.
Колебания возбуждают кувалдой, что бывает достаточно по мощности при изучении непосредственно осыпей и курумов. Применение более мощных источников возбуждения волн необходимо при изучении нижележащей толщи разреза. Однако использование их на осыпях и курумах требует больших затрат труда.
Для исследований можно применять любую аппаратуру. При длинных расстановках и большой глубине исследования рекомендуется использовать многоканальные станции.
Системы наблюдений довольно разнообразны: от единичных годографов до системы встречных и нагоняющих годографов с 3-5 ПВ. Последняя наиболее распространена, так как обеспечивает большую точность и надежность определений и позволяет решать задачи по изучению нижележащей толщи.
Исследование разрезов каждого вида имеет свои особенности.
4.3. Исследование разрезов вида I не вызывает трудностей в любой период полевого сезона. Кровля скалы (как талой, так и мерзлой) представляет сильную преломляющую границу.
Волновая картина разреза проста. В ближней к ПВ зоне до 5-20 м в первых вступлениях прослеживается прямая или слаборефрагированная волна tp от глыбового слоя. Скорость распространения волны равна 350-500 м/с, преобладающая частота колебаний составляет 120-150 Гц. Оси синфазности волны часто изломаны, что особенно характерно для крупноглыбовых образований. Заметны изменения в частоте колебаний и их амплитуде. За пределами ближней зоны в первые вступления выходит преломленная волна tскррр от поверхности скальных пород и далее, волна tмррр от поверхности мерзлоты, если та не совпадает с кровлей скальной толщи (см. мостовые переходы и выемки, разрезы типов IV и V).
Интерпретация материалов проста и общеизвестна. Мощность глыбового слоя определяется точно и надежно.
4.4. Разрезы вида II более сложны для исследования (приложение 3). Определяющим фактором является наличие мерзлоты в разрезе и ее положение в толще рыхлых грунтов.
При отсутствии вечной мерзлоты или глубоком залегавши ее в разрезе подстилающие рыхлые грунты находятся в талом состоянии (вид Па). Контакт между ними и верхним глыбовым слоем является слабой преломляющей границей, которая может и не отображаться на записи колебаний из-за малой дифференциации толщ по скоростям волн. Наибольшие возможности для сейсморазведки имеются при глинистом или суглинистом подстилающем слое, характеризующемся повышенными скоростями распространения волн. Изучение подобных разрезов и интерпретация материалов достаточно полно освещены в литературе.
Когда верхний слой рыхлых подстилающих грунтов находится в мерзлом состоянии (вид Пб), контакт глыбового и подстилающего рыхлого слоев представляет сильную преломленную границу, от которой уверенно регистрируются волны tмррр и tмрsр (см. мостовые переходы, разрезы типов II-III). Мощность глыбового слоя определяется так же, как и в случае подстилающего слоя из коренных пород (вид I). Однако мерзлый слой является серьезной помехой для изучения нижележащей толщи талых грунтов.
В районах распространения вечной мерзлоты подстилающая толща рыхлых пород в той или иной степени замерзлочена. В начале летнего сезона, когда весь этот слой замерзлочен, разрез практически идентичен разрезу вида Пб.
В общем же случае кровля мерзлоты находится внутри рыхлой подстилающей толщи. Разрез является трехслойным. Однако на сейсмических материалах он отображается как двухслойный, так как средний слой, как правило, не выделяется (см. приложение 3, рисунок).
В волновой картине записи после волны tр следует в первых вступлениях волна tмррр и во вторых – волна tмрsр от поверхности мерзлых пород (см. переходы и выемки, рарезы типа II). В ряде случаев наличие талого слоя отображается на годографе первых вступлений в виде короткого звена (1-3 м), недостаточного для количественных определений.
При интерпретации материалов определяется суммарная мощность слоя глыб и талых рыхлых пород. Мощность этой толщи зависит ох времени года.
Таким образом, в условиях вечной мерзлоты мощность глыбового сдоя может быть найдена только в самом начале летнего полевого сезона.
Типы пород (рыхлые или скальные), подстилающих глыбовый слой, могут быть определены на основании следующих признаков:
по скоростям волн; величинами Vp большими 5000 м/с, обладают только скальные (преимущественно мерзлые) породы;
по наличии или отсутствию обменной волны; мерзлым породам всегда сопутствует обменная волна типа PSP, талым опальным – редко;
по изменения глубины исследуемой границы в течение сезона для рыхлых мерзлых грунтов и неизменности для скальных.
