Minimizing Risk in Karst Environments using Geophysics

Dawson Jane

In the proceedings of: GeoVancouver 2016: 69th Canadian Geotechnical Conference

Session: SOIL AND TERRAIN CHARACTERIZATION - VI In-Situ Geotechnical Testing

ABSTRACT: Mitigating risk for any geotechnical project involves obtaining as much information as possible about potential hazards in both the planning and development stage of a project. Mapping karst is particularly challenging as it can be unpredictable both in location and size. Geophysics is a very useful tool for both targeting drill holes, and for linking data between boreholes. In this way, the risk of a karst feature going undetected is minimized. We present case studies and discussions on optimal methods for integrating geophysics into a workflow for minimizing risk in karst environments. Seismic surveys are sensitive to contrasts in density in the subsurface and as such are ideal for mapping karst. They can be used to target drilling more effectively by identifying anomalous areas. In addition, seismic surveys can be used to increase knowledge between boreholes and so decrease the risk and liability. We present a case study of a seismic survey conducted in the early stages of a flood control project in Cougar Creek, Alberta, which identified a potentially critical karst feature in the planned alignment. In some situations direct detection of karst can be challenging for a variety of reasons. In these cases, it is the secondary effects of karst that may be more readily detectible using geophysics. We present a study from Canmore, Alberta in which geophysics was used to map secondary karst structures in 3D and so triangulate the expected location of the karst.

RÉSUMÉ: Atténuer les risques pour tout projet géotechnique implique l'obtention d'autant d'informations que possible sur les dangers potentiels à la fois dans l'étape d'un projet de planification et de développement. Cartographie karstique est particulièrement difficile car il peut être imprévisible à la fois dans l'emplacement et la taille. Géophysique est un outil très utile pour les deux trous de forage ciblant, et pour relier les données entre les forages. De cette façon, le risque d'une caractéristique karstique passe inaperçu est minimisé. Nous présentons des études de cas et des discussions sur les méthodes optimales pour l'intégration de la géophysique dans un flux de travail pour minimiser les risques dans des environnements karstiques. Les levés sismiques sont sensibles aux contrastes de densité dans le sous-sol et en tant que tels sont idéales pour la cartographie karstique. Ils peuvent être utilisés pour le forage ciblé plus efficacement en identifiant les zones anomales. En outre, des études sismiques peuvent être utilisés pour accroître les connaissances entre les forages et ainsi de diminuer le risque et la responsabilité. Nous présentons une étude d'une étude sismique menée dans les premières étapes d'un projet de barrage dans Cougar Creek, Alberta, qui identifier une caractéristique karstique potentiellement critique dans l'alignement prévu cas. Dans certaines situations, la détection directe du karst peut être difficile pour une variété de raisons. Dans ces situations, les effets secondaires de karst et peuvent être plus facilement décelable par géophysique. Nous présentons deux études dans lesquelles la géophysique a été utilisé pour cartographier les structures karstiques secondaires en 3D et ainsi de trianguler l'emplacement prévu du karst

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