Luận văn tốt nghiệp: Khảo sát cấu trúc địa chất tại Ngũ Hành Sơn, Đà Nẵng bằng phương pháp chụp cắt lớp điện 2D và 3D

• Tác giả: Trần Thị Ngọc Duyên
• Người hướng dẫn: ThS. Lương Văn Thọ
• Trường học: Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Vật lý học
• Đề tài: Khảo Sát Cấu Trúc Địa Chất Bằng Chụp Cắt Lớp Điện 2D Và 3D Tại Ngũ Hành Sơn, Đà Nẵng
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Đà Nẵng

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ VẬT LÍ - ĐỊA CHẤT CỦA PHƯƠNG PHÁP THĂM DÒ ĐIỆN
• 1.1. Tính chất dẫn điện của vật chất dưới mặt đất
• 1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẫn điện của vật chất dưới mặt đất
• 1.2.1. Thành phần khoáng vật
• 1.2.2. Kiến trúc bên trong đất đá
• 1.2.3. Độ ẩm
• 1.2.4. Độ rỗng và độ nứt vỏ
• 1.2.5. Độ khoáng hóa của nước ngầm
• 1.2.6. Nhiệt độ và áp suất
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP THĂM DÒ ĐIỆN
• 2.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp thăm dò điện
• 2.1.1. Bài toán cơ sở của môi trường nửa không gian
• 2.1.2. Xác định hàm thế
• 2.1.3. Điện trở suất biểu kiến trong phương pháp thăm dò điện
• 2.2. Tổng quan lý thuyết của phương pháp ảnh điện hai chiều (2D)
• 2.2.1. Bài toán thuận trong phương pháp thăm dò ảnh điện hai chiều (2D)
• 2.2.2. Bài toán ngược trong phương pháp thăm dò ảnh điện hai chiều (2D)
• 2.2.3. Phương pháp bình phương tối thiểu
• 2.2.4. Tính toán các đạo hàm riêng phần
• 2.2.5. Mô hình cho môi trường nửa không gian đồng nhất
• 3. CHƯƠNG 3: ĐỘ NHẠY CỦA CẤU HÌNH THIẾT BỊ WENNER-ALPHA
• 3.1. Độ nhạy của thiết bị Wenner-Alpha
• 3.2. Cấu hình thiết bị Wenner-Alpha trong khảo sát ảnh điện 2D
• 3.3. Vị trí khu vực khảo sát
• 3.4. Quy trình đo thực địa
• 3.5. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
• 3.5.1. Kết quả nghiên cứu
• 3.5.2. Thảo luận và giải đoán kết quả
• 3.5.3. Kết quả khoan thăm dò
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• Ý KIẾN CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN

I. Giới thiệu về khảo sát địa chất

Khảo sát địa chất là một công việc quan trọng trong xây dựng, đặc biệt tại các khu vực có điều kiện địa chất phức tạp như Ngũ Hành Sơn, Đà Nẵng. Việc khảo sát cấu trúc địa chất giúp đánh giá tính khả thi của các công trình xây dựng, từ đó đưa ra các giải pháp thiết kế và thi công hợp lý. Phương pháp chụp cắt lớp điện 2D và 3D được sử dụng để thu thập thông tin về cấu trúc địa chất, giúp xác định các lớp đất đá và các đặc điểm địa chất khác. Đặc biệt, việc kết hợp với khoan thăm dò giúp kiểm chứng độ chính xác của các kết quả thu được từ phương pháp điện. Theo nghiên cứu, việc áp dụng công nghệ hiện đại trong khảo sát địa chất không chỉ nâng cao độ chính xác mà còn tiết kiệm thời gian và chi phí.

1.1. Tầm quan trọng của khảo sát địa chất

Khảo sát địa chất đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho các công trình xây dựng. Việc đánh giá chính xác cấu trúc địa chất giúp các kỹ sư thiết kế các giải pháp móng phù hợp, từ đó giảm thiểu rủi ro trong quá trình thi công. Đặc biệt, trong bối cảnh đô thị hóa nhanh chóng tại Đà Nẵng, việc khảo sát địa chất càng trở nên cần thiết hơn bao giờ hết. Các công trình cao tầng và ngầm yêu cầu thông tin chính xác về địa chất để đảm bảo tính ổn định và an toàn. Do đó, việc áp dụng các phương pháp hiện đại như chụp cắt lớp điện 2D và 3D là rất cần thiết.

II. Phương pháp chụp cắt lớp điện 2D và 3D

Phương pháp chụp cắt lớp điện 2D và 3D là một trong những kỹ thuật tiên tiến trong khảo sát địa chất. Phương pháp này cho phép thu thập dữ liệu về địa chất hộc một cách chi tiết và chính xác. Trong nghiên cứu tại Ngũ Hành Sơn, việc sử dụng cắt lớp 2D giúp xác định các lớp đất đá theo chiều ngang, trong khi cắt lớp 3D cung cấp cái nhìn tổng thể về cấu trúc địa chất trong không gian ba chiều. Kỹ thuật này không chỉ giúp phát hiện các bất thường trong cấu trúc địa chất mà còn hỗ trợ trong việc đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường đất. Việc xử lý dữ liệu thu được từ các phương pháp này thông qua phần mềm chuyên dụng như Res2D giúp tạo ra các mô hình địa chất chính xác, từ đó đưa ra các dự đoán về hành vi của đất đá dưới tác động của các công trình xây dựng.

2.1. Quy trình thực hiện khảo sát

Quy trình khảo sát bằng phương pháp chụp cắt lớp điện bao gồm nhiều bước quan trọng. Đầu tiên, việc lựa chọn cấu hình thiết bị phù hợp với khu vực khảo sát là rất cần thiết. Thiết bị Wenner-Alpha thường được sử dụng để đo điện trở suất, từ đó xác định các lớp địa chất. Sau khi thiết lập thiết bị, quy trình đo thực địa được thực hiện, thu thập dữ liệu về điện trở suất tại các điểm khác nhau. Dữ liệu này sau đó được xử lý bằng phần mềm Res2D để tạo ra các mô hình địa chất. Cuối cùng, kết quả từ phương pháp điện được kiểm chứng bằng khoan thăm dò, đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của thông tin thu được.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả khảo sát cho thấy cấu trúc địa chất tại khu vực Ngũ Hành Sơn có sự phân bố đa dạng về các lớp đất đá. Các lớp đất có điện trở suất khác nhau phản ánh sự thay đổi về thành phần khoáng vật và độ ẩm. Việc phân tích dữ liệu cho thấy mối liên hệ giữa địa chất hộc và các yếu tố môi trường như độ khoáng hóa của nước ngầm. Kết quả từ phương pháp chụp cắt lớp điện 2D và 3D đã cung cấp cái nhìn sâu sắc về cấu trúc địa chất, giúp các kỹ sư có cơ sở để đưa ra các giải pháp thiết kế hợp lý. Sự kết hợp giữa các phương pháp khảo sát hiện đại và truyền thống như khoan thăm dò đã chứng minh tính hiệu quả trong việc đánh giá địa chất công trình.

3.1. Đánh giá tính chính xác của phương pháp

Đánh giá tính chính xác của phương pháp khảo sát là một yếu tố quan trọng trong nghiên cứu địa chất. Kết quả từ phương pháp chụp cắt lớp điện đã được kiểm chứng bằng khoan thăm dò, cho thấy sự tương đồng cao giữa các dữ liệu thu được. Điều này chứng tỏ rằng phương pháp điện có thể được tin cậy trong việc xác định cấu trúc địa chất. Hơn nữa, việc sử dụng phần mềm Res2D trong xử lý dữ liệu đã giúp tối ưu hóa quy trình phân tích, từ đó nâng cao độ chính xác của các mô hình địa chất. Sự kết hợp giữa các phương pháp hiện đại và truyền thống không chỉ mang lại kết quả chính xác mà còn tiết kiệm thời gian và chi phí cho các dự án khảo sát địa chất.