Каринский Александр Дмитриевич — доктор физико-математических наук, профессор кафедры геофизики
23, Миклухо-Маклая улица, Москва 117997
Alexandr D. Karinskiy — Dr. of Sci. (Phys.-Math.), Prof., Department of Geophysics
23, Miklukho-Maklaya str., Moscow 117997
Иванов Андрей Александрович — кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры геофизики
23, Миклухо-Маклая улица, Москва 117997
Andrey A. Ivanov — Cand. of Sci. (Geol.-Mineral.), Assoc. Prof., Department of Geophysics
23, Miklukho-Maklaya str., Moscow 117997
Зуденков Иван Андреевич — аспирант кафедры геофизики
23, Миклухо-Маклая улица, Москва 117997
Ivan A. Zudenkov — post-graduate researcher of the Department of Geophysics
23, Miklukho-Maklaya str., Moscow 117997
Матюшенко Анна Алексеевна — аспирант кафедры математики
23, Миклухо-Маклая ул., г. Москва 117997
Anna A. Matyushenko — post-graduate researcher of the Department of Mathematics
23, Miklukho-Maklaya str., Moscow 117997
Новиков Петр Вячеславович — кандидат технических наук, доцент кафедры геофизики
23, Миклухо-Маклая улица, Москва 117997
Petr V. Novikov — Cand. of Sci. (Tech.), Assoc. Prof., Department of Geophysics
23, Miklukho-Maklaya str., Moscow 117997
Введение. Методы сопротивлений — это электрическое зондирование и электропрофилирование с различными установками. Первоначально измерения проводили на постоянном токе, а затем на низкочастотном переменном токе. В случае постоянного тока единственные источники первичного электрического поля в этих методах — заряды токовых электродов A, B, а измеряемая величина — равное разности потенциалов ΔUMN напряжение электрического поля E в линии MN с измерительными электродами M, N. По результатам измерений определяют (удобное для интерпретации результатов измерений) кажущееся удельное электрическое сопротивление ρк. Однако в ряде случаев, например при проведении измерений в районах многолетнемерзлых пород, бывает сложно обеспечить надежное заземление электродов. Поэтому полвека назад были начаты исследования с целью обоснования возможности бесконтактных измерений в методе электропрофилирования на переменном токе I в линии AB. До последнего времени методика бесконтактных изменений и интерпретации получаемых результатов опиралась на приближенные подходы, а не на «строгое» решение прямой задачи электродинамики. Цель. Объективное обоснование методики бесконтактных измерений на основе решения прямой задачи электродинамики.
Материалы и методы. Метод исследования — математическое моделирование и анализ полученных результатов.
Результаты. Приведены результаты расчетов для модели, соответствующей возможным условиям при бесконтактных измерениях в электроразведке методом сопротивлений. Рассмотрен случай, когда генераторная линия AB гармонически меняющегося тока I расположена в воздухе, на высоте h над однородным проводящим полупространством с удельным электрическим сопротивлением ρ2.
Заключение. По сравнению с применяемой сейчас при бесконтактных измерениях методикой более эффективным для нахождения ρ2 является определение кажущегося удельного электрического сопротивления по меняющейся синфазно с током I в генераторной линии AB реактивной составляющей напряжения электрического поля E в измерительной линии MN.
Background. Methods for electrical resistance surveys include those of electrical sounding and electrical profiling with various arrays. Measurements were originally carried out at direct current, although low-frequency alternating current was used later. In the case of direct current, the sole sources of the primary electric field in these methods comprise the charges of the A, B current electrodes, with the measured value being the electric field voltage E equal to the potential difference ΔUMN in the MN line with the measuring electrodes M, N. According to the measurement results, the apparent electrical resistivity is determined, which is convenient for interpreting the measurement results ρк. However, in some cases, e.g., when conducting measurements in permafrost areas, it can be difficult to ensure reliable grounding of the electrodes. Therefore, half a century ago, research was initiated to substantiate the possibility of contactless measurements in the method of electrical profiling with the alternating current I in the AB line. Until recently, the technique of non-contact measurements and interpretation of the results obtained has been based on approximate approaches, rather than on a strict solution of the forward problem of electrodynamics.
Aim. Objective substantiation of the non-contact measurement technique based on the solution of a forward electrodynamics problem.
Materials and methods. The data obtained by mathematical simulation were analyzed.
Results. The results of calculations for a model corresponding to the possible conditions for contactless measurements in electrical exploration by the resistance method are presented. A case is considered when a generator line AB of a harmonically varying current I is located in the air, at a height h above a homogeneous conducting half-space with a specific electrical ρ2.
Conclusion. In comparison with the method currently used for non-contact measurements, it seems more effective to determine the apparent electrical resistivity from the reactive component of the electric field voltage E in the measuring line MN that varies in phase with the current I in the generator line AB.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.