REFRAKSJONSSEISMIKK

Near-surface geophysical applications employing multiple 2D methods that are mapping multiple properties along co-located profiles, enable new possibilities in exploring subsurface structures. Diverse data sets can now be cooperatively interpreted with the use of cluster analysis which is an unsupervised machine learning method that helps to explore patterns in data and separate them into groups based on similarity. In this report, we present our first attempt in testing this novel 2D method by applying cluster analysis on our previously published results from parts of the Knappe-tunnel.

The now completed 3.8 km long Knappe tunnel west of the city of Bergen is a site where multimethod-based exploration is available but also a test area where resulting clustering interpretations can be directly compared to bedrock quality estimations carried out after its completion. In this framework, resistivity and P-wave velocity values for co-located profiles were automatically classified with the use of Fuzzy C-means clustering method. Two independent implementations of this method were utilized: one in-house ran by NGU-researcher Ying Wang, and another provided and ran by Dr Beatriz Benjumea of the Geological Survey of Spain. Hence, a large variety of 2D results were produced, enabling inherently joint interpretation of possible weak zones, in addition to those already extracted directly from the ERT and Refraction Seismic inversion results. Through this procedure we were able to test the performance of the Fuzzy C-means method independently and evaluate how systematic clustering results are, coming from two different algorithms.

Our results indicate that we were not able to utilize cluster analysis in full in this first attempt due to limited knowledge concerning applicability of the method on vertical 2D geophysical profiling. However, new ideas and approaches were inspired that will be pursued in the future.

Oppgaven var å fastslå dypet ned til fjell under den prosjekterte vei - broforbindelse mellom Sund på Helgøya og Nes på fastlandet. Undersøkelsen ble utført etter refraksjonsmetoden. Opplegget tok sikte på å fastlegge fjellets relieff i store trekk. Opptakene har gitt gode diagrammer som indikerer ett enkelt forholdsvis homogent sjikt over den faste fjellbunn. Mektigheten av overdekket er funnet å variere mellom 12 og 20 meter. Et grafisk nøyaktighetsoverslag gir som maksimal usikkerhet + 2 m.

Oppgaven gikk ut på å bestemme overdekkets mektighet på et sted hvor Folldal Verk A/S var i ferd med å føre en stigort fra en grubegang frem i dagen. Det ble utført seismiske refraksjonsmålinger langs et profil av ca. 120 meter lengde. Målingene tyder på at overdekkets mektighet varierer mellom 6 og 10 meter.

Formålet var å bestemme fjelloverflatens forløp under løsmasse i et område ved Lillehammer i forbindelse med planlegging av jernbanetunnel for NSB. Seismiske refraksjonsmålinger ble utført langs 8 profiler og resultatene er gjengitt som profiler og som et kotekart over fjelloverflaten.

Oppgaven var å bestemme overdekkets mektighet i et profil tvers over Finndalen ved Løyndsetrin hvor det var planlagt et større damanlegg. Det ble foretatt seismiske refraksjonsmålinger langs et 700 langt profil tvers over dalen og langs 4 linjer i dalens retning. Dypet til fjell ble funnet å variere mellom 3 meter og 40 meter.

Seismiske refraksjonsmålinger ble utført langs en ca. 1,5 km lang linje syd for Harsjøen gård for å bestemme løsmassenes tykkelse. Resultatet er gjengitt som et profil og viser tykkelse mellom 3 og 15 meter.

Løsmassenes mektighet ble bestemt ved refraksjonsseismikk langs 6 profiler mellom Sivilvangen Grube og elva Sevilla. Mektigheten varierer mellom 10 og 40 meter, og består av 2 lag, et øvre på ca. 2 meter med lydhastighet ca. 400 m/sek og et nedre med lydhastighet mellom 1 000 og 2 000 m/sek.

Oppdragsgiver var i gang med planleggingen for utbygging av Tokkevassdraget og ønsket å få undersøkt 3 områder, beliggende på stedene Dalen, Vinje og Totakvann. Bare området på Dalen ble undersøkt i første omgang, og oppdragsgiver var her interessert i å få bestemt fjellprofilet på en rekke steder ved kraftstasjonstomten. Bestemmelsen av dyp til fast fjell foregikk ved den seismiske refraksjonsmetode og det ble registrert dyp fra 0 til 70 meter. Et overslag tyder på at usikkerheten i de angitte dyp neppe overstiger 20%.

I forbindelse med den påtenkte oppdemming av Røssågas vestre utløp fra Tustervatn, gikk oppgaven ut på å bestemme overdekkets mektighet i et område som var begrenset av en linje 50 meter nedenfor den prosjekterte damakse og en annen linje 50 meter nedenfor denne. Målingene ble utført etter vanlig seismisk refraksjonsmetode. Resultatene av målingene er vist i profiler samt i et nivåkart over det undersøkte område.

Oppgaven gikk ut på å bestemme overddekkets mektighet i et område av utstrekning ca. 100 x 200 meter. Hensikten med målingene var å skaffe opplysninger for planleggingen av underjordisk tilfluktsrom i området. Det er store høydeforskjeller i området. Målingene ble utført etter vanlig refraksjonsmetode langs 15 profiler. Overdekkets mektighet varierer mellom 2 og 10 meter. I et par profiler som ble målt like utenfor det oppgitte område ble det registrert mektigheter fra 17 til 23 meter.