(二)地震測井
地震測井是在所有土工鑽孔中進行的,目的是獲得壓縮波速與深度的關係。利用處在鑽孔內1m上或剛好在海冰下麵的簡單震動器,作為聲能發射源水下地震檢波器,自由懸掛在充滿液體的套管中,並在鑽孔內按10間隔向上移動,記錄信號。然後,把每間段的波速,將它們直接與岩性和底冰的測井結果進行對比壓縮波速從粘土層所有的低速2850m/s到在鑽孔頂部高冰含量物質極高速度4220m/s之間。厚的冰凍砂層具有明確的波速,同時,塊體冰的典型速度為3760m/s。濱外的邊緣凍結沉積物,其特征速度約為1990m/s,而不凍結砂層的典型波速為1650m/s。
(三)溫度置測
電阻測溫儀電纜安裝在每一土工鑽孔中,鑽孔帶有塑性套管,裏麵充滿防凍液和水的混合物。電阻測溫儀從地麵到5m深按1.5m間距安裝,然後到孔底部按30m間距安裝。溫度童測從安裝之時起每天記錄,直到溫度重新恢複平衡為止。側溫儀在此後12月內再進行銕數一次,以提供更為準確的沿剖麵的冬、夏季溫度動態詳細資料。
(四)加熱試驗
鑽孔加熱實驗已在幾口鑽孔內進行,測量了孔沉鑽積物對短期加熱的溫度反應。將一條電加熱電纜放置在穿過不凍土或弱冰結的沉積物的鑽孔內,利用描述的技術和理論,將鑽孔加熱至6個小時,使其溫度增髙攝氏數度。這與岩性和地瑪測井果相比較顯示了極好的一致性。然而,資料故不足妨礙了沿剖麵所有土類型的典型熱導率的可靠計算。
五、實驗室測量
對土工鑽孔中取出的岩芯樣品進行了實驗室測量,包括測定其物理性質(顆粒分析、含水容量、重、鹽度)和聲學性質。
(一)物理性質
對地層物理性質的詳細研究是為了圈定沉積物單元的地層和岩性界線,這些單元是依據野外詳細岩芯編錄確定的。岩樣的容重和含水量測定之後,抽取剩餘的孔隙水,並由測量熱導率的方法確定出含鹽度,然後,風幹樣品,以備作顆粒分析用。
(二)聲學性質
實驗室內對不同岩性和不同含冰量的沉積物岩樣(包括塊冰岩樣),測量了壓縮和剪切波逮。這種測量是為了補充野外獲得的地震測井資料,並測定各類岩土的聲學彈性常數。采用美國試驗與材料協會,提出的公式,依據容重、壓縮和剪切波速的測定值,計算泊鬆比、揚氏模量、剪切摸量和體積模量所有實驗試測量都是按野外書錄的溫度進行或校正的。度測值是一致的。同樣地,海底下麵不凍結砂的雷達傳播速度經計算為雙層模型(海冰、不凍結砂,和三層模型(海冰、海水、不凍結砂)可用於解釋野外資料。已探測到與岩性界線相一致的幾個反射層,並得到解釋。
六、概要和結論
沿幾條海岸外剖麵進行了大量的土工鑽探,為詳細的工程研究提供了各類土和底冰岩芯樣品。在野外完成了土工、地球物理和地熱測量,提供了所需的近岸地帶沉積物的土工性質特餐和測定資料。現場測量,輔以實驗室試驗是鑒別全新世和前全新世六種主要地層單元的層袖。
錐形貫入試驗提供了一種推斷性地層,探測了海底邊緣冰凍結沉積物的存在,測量了至試驗孔底的沉積物的溫度剖麵,錐形貫入試驗資料,應與標準貫入試驗結果相結合時,可確定出沉積物的不排水剪切強度和容重的範圍。
確認電阻率和天然測井都是塊冰,厚層冰透鏡體和富冰沉積層存在的極好標誌。給出了沿鑽孔長度土層壓縮波速準確值。塊冰,冰透鏡體和冰凍結土層具有高壓縮波,邊緣凍土層具有中等波速的特征,而冰凍結層沒有這些結果與實驗室對岩芯土樣所獲得的速度相比時顯示出極明顯的一致性。鑽孔加熱實驗,表示冰凍結沉積物的存在,給出了地球物理,地層測井之間很好的相關關係,並測定了不凍結土的熱導率。
地震反射測量得出了高波速、低波速物質之間的界線,它確定了冰凍結物質層的頂麵。地麵探測雷達剖麵給出了海冰凍的厚度,底冰線的位置和塊冰體的近似深度,以及主要的岩性單元的變化,但是不能探測出—體或富冰沉積物的存在。
冬、夏季的地麵溫度的詳細資料以及長期溫度平衡記錄是用電阻測溫儀電纜測得的資料得出的些資料與錐形貫入試驗期間書錄的溫度相對比時顯示了極好的一致性,偏差打鑽之後立即在岩芯樣上記錄到的溫度顯示了同一溫度趨勢,雖然由於打鑽期間岩樣熱受彩響測得溫度值會升高1-2度。