Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

где AB – расстояние между двумя координатами, – соответственно координаты точек.

Рис. 2.6. Схема определения координат антенн георадара

По формулам (1.3) и (1.4) вычисляется приращение по каждой оси.

(1.3)

(1.4)

где – соответственно приращение по оси и оси , – расстояние между антеннами георадара.

Зная приращения по каждой оси, программа вычисляет координаты положения каждой антенны для каждой остановки георадара.

2.3 Результаты тестирования программного комплекса

Для проверки правильной работоспособности программы GPRmod на основе тестовой модели были смоделированы тестовые георадарные данные и проанализированы полученные радарограммы.

В качестве тестовой модели в программе GPRmod была построена насыпь из 4-х простейших геометрических примитивов в соответствии с рис.2.7.

Рис. 2.7. Тестовая модель ЗП

Тестовая модель была спроектирована в соответствии с параметрами указанными в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Параметры слоев тестовой модели

Слои	Относительная диэлектрическая проницаемость	Проводимость	Относительная проницаемость
1 слой	9	0,001	1
2 слой	25	0,001	1

Модель, построенная с помощью программы GPRmod отображена на рис. 2.8. Соответственно, положение георадарного профиля обозначено цифрами 1-2-3-4.

Рис. 2.8. Тестовая модель ЗП, созданная в GPRmod

По завершению процесса моделирования георадарных данных создается четыре файла. Первый файл – это файл исходных данных для GprMax. Остальные три файла являются смоделированными георадарными данными, которые необходимо обработать.

Обработка смоделированных георадарных данных выполнена с помощью приложения, разработанного на кафедре «Железнодорожный путь» ДВГУПС. На рис.2.9 показана полученная радарограмма.

Рис. 2.9. Радарограмма, построенная на смоделированных данных

На полученной радарограмме отчетливо видно зеркально отраженную модель земляного полотна. Первая верхняя горизонтальная линия – это линия воздушного зазора. При наклонном движении георадара вверх расстояние между прибором и основанием земляного полотна увеличивается, о чем и говорит контур отраженного сигнала на левой части радарограммы. Соответственно нижняя линия на радарограмме это горизонтальное движения георадара по верху насыпи, а правая часть говорит о наклонном движении георадара вниз. Анализ моделирования георадарных данных говорит о том, что, действительно, полученная радарограмма соответствует исходной модели.

2.4 Результаты моделирования георадарного обследования на участках наличия ископаемых льдов в зоне распространения вечномерзлых грунтов

В целях получения информации о том, как на радарограмме представляется погребенные льды, в программе GPRmod было выполнено моделирование георадарного обследования на участках наличия ископаемых льдов в зоне распространения вечномерзлых грунтов.

Для решения данной задачи было построено две модели. Первая модель представлена насыпью без льда рис.2.10. На второй модели в основание насыпи был заложен лед рис.2.11.

Рис. 2.10. Первая модель: 1 – насыпной грунт;

2 – супесь слабозаторфованная; 3 – гранит трещиноватый

Рис. 2.11. Вторая модель: 1 – насыпной грунт;

2 – супесь слабозаторфованная; 3 – лед прозрачный; 4 – песок льдистый

В соответствии с полученными скоростями (см. п.3.2) были определены параметры для каждого слоя табл. 2.2.

Таблица 2.2

Параметры слоев

Слои				, См/м
Первая модель
Насыпной грунт	2	0,091	10,87	0,001	1
Супесь слабозаторфованная	4,8	0,106	8	0,001	1
Гранит трещиноватый	8,3	0,140	4,59	0,001	1
Вторая модель
Насыпной грунт	2	0,111	7,3	0,001	1
Супесь слабозаторфованная	2,6	0,121	6,15	0,001	1

Продолжение таблицы 2.2

Лед прозрачный	1,5	0,154	4	0,001	1
Песок льдистый	4	0,103	8,48	0,001	1

При моделировании задавались параметры георадара с антеннами длиной 1,5 метра и центральной частотой сигнала 100 МГц. Временная развертка сигнала составляла 512 нс.

В результате моделирования получены радарограммы рис. 2.12, 2.13.

Был выполнен анализ полученных результатов. Для этого на смоделированных радарограммах было выделено три характерных сечения: в основании насыпи, на откосе насыпи, а также на самой насыпи.

Рис. 2.12. Радарограмма первой модели

Рис. 2.13. Радарограмма второй модели

На полученных радарограммах отчетливо прослеживаются все слои. На последней радарограмме выделена верхняя границу льда на уровне 60 – 80 нс, которая отсутствовала на радарограмме первой модели.

Сравнение трасс в характерных сечениях показано на рис. 2.14 - 2.16. На всех рисунках в самом начале трасса начинается с волны большой амплитуды – это прямая воздушная волна, т.е. сигнал, образующийся в результате наличия воздушного зазора между георадаром и поверхностью. Стрелками обозначено начала сигнала отраженного от границы слоя. Соответственно синими стрелками показан отраженный сигнал на первой модели, красными – на второй модели.

На рис. 2.14 показано сравнение трасс двух моделей в сечении «А». Сигналы 2 и 3 различны по фазе в виду того, что скорость распространения радиоволны из слоя в слой увеличивается.

Рис. 2.14. Сравнение трасс в сечении «А». Обозначены сигналы, отраженные от: 1 – от верхней границы третьего слоя (первая модель), 2 – от верхней границы третьего слоя (вторая модель), 3 – от верхней границы четвертого слоя (вторая модель)

На рис. 2.15 показано сравнение трасс двух моделей в сечении «Б».

Рис. 2.15. Сравнение трасс в сечении «Б». Обозначены сигналы, отраженные от: 1 – от верхней границы второго слоя (первая модель), 2 – от верхней границы третьего слоя (первая модель), 3 – от верхней границы второго слоя (вторая модель), 4 – от верхней границы третьего слоя (вторая модель), 5 – от верхней границы четвертого слоя (вторая модель)

На рис. 2.16 показано сравнение трасс двух моделей в сечении «В».

Рис. 2.16. Сравнение трасс в сечении «В». Обозначены сигналы, отраженные от: 1 – от верхней границы второго слоя (первая модель), 2 – от верхней границы третьего слоя (первая модель), 3 – от верхней границы второго слоя (вторая модель), 4 – от верхней границы третьего слоя (вторая модель), 5 – от верхней границы четвертого слоя (вторая модель)

Таким образом, предложены критерии, позволяющие оконтурить прослойки подземных льдов на радарограмме. Данные критерии можно использовать при выделении прослоек ископаемых льдов на реальных радарограммах.

3 Определение зон залегания погребенных льдов на ст. чильчи

3.1 Технология выполнения полевых работ методом георадиолокации

Задачей проведения полевых работ методом георадиолокации являлось обследование поперечного профиля железнодорожной насыпи участка строящегося разъезда Северного широтного хода Дальневосточной железной дороги [13]. По результатам, полученных проведением инженерно-геологических изысканий, было установлено, что в основании насыпи залегают слои супеси массивной текстуры льдистой, ископаемого льда и песка мелкого массивной структуры льдистого.

При проведении обследования использовался георадар ЛОЗА-Н в комплекте с антеннами длиной 1,5 метра с центральной частотой сигнала 100 МГц. Временная развертка сигнала составляла 512 нс, частота дискретизации – 1 ГГц.

Обследуемый участок был разбит на георадарные профили. Всего было выбрано 5 георадарных профилей: четыре поперечных и один продольный.

Схема объекта с обозначенными профилями, наименования профилей, расстояния между ними и характерными точками на местности были занесены в полевой журнал. Кроме того, для каждого выполняемого профиля, в журнал заносилась дополнительная информация: направление перемещения георадара, шаг обследования, длина антенн, длина записи (временная развертка) и необходимые параметры георадара (вид записи, ослабление сигнала и т.д.).

Перед проведением полевых работ была выполнена подготовка обследуемых профилей. Участки были расчищены от травы и кустарника, были убраны крупные металлические объекты вблизи профиля. Объекта железнодорожного пути, провода ЛЭП, металлические конструкции внесены на схему обследования.

Вдоль оси обследования укладывалась фиберглассовая рулетка. Установка антенн георадара на поверхность земли осуществлялась без воздушного зазора между поверхностью и антенной. После проведения полевых работ, полученные радарограммы были сохранены в памяти компьютера.

Характеристики

Список файлов ВКР