Параметры локальных объектов с изменяющейся геометрией в волновом поле георадиолокации

Александр Игоревич Родионов; Павел Александрович Рязанцев; Илья Сергеевич Киброев

doi:10.17308/geology.2018.4/1664

Александр Игоревич Родионов Институт геологии — обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра "Карельский научный центр Российской академии наук" (ИГ КарНЦ РАН)
Павел Александрович Рязанцев Институт геологии — обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра "Карельский научный центр Российской академии наук" (ИГ КарНЦ РАН)
Илья Сергеевич Киброев Институт геологии — обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра "Карельский научный центр Российской академии наук" (ИГ КарНЦ РАН)

DOI: https://doi.org/10.17308/geology.2018.4/1664

Ключевые слова: георадиолокация, моделирование, дифракция, радарограмма, линейные объекты

Аннотация

Статья рассматривает проблематику применения георадиолокации для поиска локальных тел, таких как инженерные коммуникации. С целью определения критериев оценки по радарограммам глубины залегания искомых объектов выполнен лабораторный эксперимент, в котором воссозданы условия залегания в песчаном грунте линейно вытянутых трубопроводов из разных материалов. В ходе эксперимента локальные объекты меняли свое пространственное расположение за счет поворота вокруг своей оси с шагом 10°. Для каждой поворотной позиции с помощью высокочастотной георадарной антенны получена радарограмма, позволяющая оценить глубину залегания искомого объекта по гиперболе дифрагированной волны. В результате исследований установлено, что пространственное положение линейно вытянутых локальных объектов оказывает значительное влияние на явление дифракции электромагнитной волны. Показано, что при пересечении линии коммуникаций под углом менее 60 % такой объект перестает быть точечным и гипербола не формируется. Использование стандартного подхода по определению диэлектрической проницаемости вмещающей среды по гиперболе образованной в условиях не перпендикулярного пересечения направления линии трассы может приводить к погрешности до 50 %. Полученные выводы позволяют заключить о необходимости выполнения серии профилей при работе с линейно вытянутыми инженерными коммуникациями, а также недопустимости определения диэлектрической проницаемости на радарограммах по единичным гиперболам.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Александр Игоревич Родионов, Институт геологии — обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра "Карельский научный центр Российской академии наук" (ИГ КарНЦ РАН)

младший научный сотрудник

Павел Александрович Рязанцев, Институт геологии — обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра "Карельский научный центр Российской академии наук" (ИГ КарНЦ РАН)

кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник

Илья Сергеевич Киброев, Институт геологии — обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра "Карельский научный центр Российской академии наук" (ИГ КарНЦ РАН)

старший лаборант-исследователь, студент 4 курса ПетрГУ

Литература

1.Владов, М. Л. Введение в георадиолокацию. Учебное пособие / М. Л. Владов, А. В. Старовойтов. – Москва: Издательство МГУ, 2004. – 153 с.
2.Аузин, А. А. О дисперсии диэлектрической проницаемости геологической среды (применительно к интерпретации материалов метода георадиолокации) / А. А. Аузин, С. А. Зацепин // Вестник Воронеж. гос. ун-та. – Сер.: Геология. – 2015. – № 4. – С. 122–127.
3.Старовойтов, А. В. Интерпретация георадиолокационных данных. Учебное пособие / А. В. Старовойтов. – Москва: Издательство МГУ, 2008. – 187 с.
4.Изюмов, С. В. Теория и методы георадиолокации. Учебное пособие / С. В. Изюмов, С. В. Дручинин, А. С. Вознесенский. – М.: Издательство «Горная книга», 2008. – 196 с.
5.Jol, H. Ground Penetrating Radar Theory and Applications / H. Jol // Elsevier Science, 2009. – 544 p.
6.Daniels, D. J. Ground Penetrating Radar. 2nd edition / D. J. Daniels. – London : UK. IEE Press, 2004. – 726 p.
7.Temporal GPR imaging of an ethanol release within a laboratory-scaled sand tank / D. R. Glaser [et al.] // Journal of Applied Geophysics. – 2012. – V.86. – P. 133–145.
8.Markovaara-Koivisto, M. The effect of fracture aperture and filling material on GPR signal / M. Markovaara-Koivisto, T. Hokkanen, E. Huuskonen-Snicker // Bulletin of Engineering Geology and the Environment. – 2014. – V.73. – P. 815–823.
9.Родионов, А. И. Оценка параметров георадарного сигнала в условиях физического моделирования песчано-гравийной смеси / А. И. Родионов, П. А. Рязанцев // Геофизика. – 2017. – №6. – С. 57–64.
10.Владов, М. Л. Оценка поглощающих свойств среды при георадиолокационных исследованиях в лабораторных условиях / М. Л. Владов, А. М. Пятилова // Геофизика. – 2015. – №6. – С. 55–60.
11.Sagnard, F. Using polarization diversity in the detection of small discontinuities by an ultra-wide band ground-penetrating radar / F. Sagnard, E. Tebchrany // Measurement. – 2015. – V.61. – P. 129–141.
12.Титов, А. В. Физическое моделирование распространения георадарных сигналов при решении геокриологических задач / А. В. Титов, Д. И. Петлеваный, С. С. Крылов // Инженерные изыскания. – 2014. – №12. – С. 10–16.
13.GPR Detectability of rocks in a Martian-like shallow subsoil: A numerical approach / G. Valerio [et al.] // Planetary and Space Science. – 2012. – V 62. –P. 31–40.
14.Estimation of subsurface dielectric target depth for GPR planetary exploration: Laboratory measurements and modeling / S. Lauro [et al.] // Journal of Applied Geophysics. – 2013. – V.93. – P. 93–100.
15.Neidell, N. S. Stratigraphic modeling and interpretation / N. S. Neidell, F. Poggiagliolmi // Applications to Hydrocarbon Exploration. – 1977. – P. 389–416.