03 Kategorizacija Metoda Za Detekciju Objekata Podzemne Infrastrukture

11

Kategorizacija metoda za detekciju objekata podzemne infrastrukture

dr Duan Petrovakimr Aleksandar Risti

2

Metode za detekciju vodova 1

z Detekcija podzemnih objekata infrastrukture se vri Vizuelno (ispomo), opaanjem pomonih elemenata voda Iskopavanjem, pravljenjem liceva na pojedinim mestima Metodama detekcije bez iskopavanja

z Elektromagnetne EM EM detekcija na fiksnoj frekvenciji (Fixed Frequency EM Profiling):

aktivna metoda, koristi kontinualan EM signal da detektuje promene provodljivosti u zemljitu, transmiter T emituje EM signal frekvencije u kHz koji stvara vihorne struje VS u interakciji sapodzemnim metalnim vodom a detektuje ga risiver R, dve fazno pomerene komponente (realna i imaginarna) na risiveru, realna komponenta je u fazi sa emitovanim signalom i odgovara refleksiji metalnog voda, dok imaginarna (kvadraturna) komponenta slui za merenje provodljivosti zemljita, dubina propagacije zavisi od provodljivosti zemljita, T-R razmaka i orjentacije dipola antene, maksimalna dubina propagacije je od 0.5 do 30m, ako se koriste 3para antena mogue je detektovati i slojeve zemljita razliite provodljivosti, podaci se belee na data logger i periodino prebacuju na raunar, povrine sa vrednou provodljivosti u odgovarajuem opsegu se prikazuju istim koloritom, slaba rezolucija, samo metalni objekti

23


z Detekcija podzemnih objekata infrastrukture se vri Metodama detekcije bez iskopavanja

z Elektromagnetne EM EM sondaa (Time Domain EM Sounding - TDEM), aktivna metoda,

koristi impulsni EM signal (1.2msec turn-off time) da detektuje ukupnu otpornost u zemljitu, T emituje EM signal frekvencije u kHz koji stvara stvara indukovanu vihornu struju IVS u interakciji sa podzemnim metalnim vodom a detektuje ga R, koji meri IVS neposredno nakon to prestane emitovanje primarnog impulsa. Stoga T moe da ima ulogu i R, najee je ipak sluaj da je R zaseban i nalazi se u centru T ili na obodu. Antena (T+R) je na povrini zemljita. Prostorna promena amplitude indukovane struje definie slojeve zemljita, neosetljiv na vie tankih slojeva zemljita, slabija rezolucija, detektuje samo metalne objekte i slojeve zemljita, maksimalna dubina propagacije je od 3 do 1000m.

4



z Elektromagnetne EM EM detekcija (Time Domain EM Profiling), aktivna metoda, koristi

impulsni EM signal frekvencije 150Hz da detektuje ukupnu otpornost u zemljitu, T emituje EM signal frekvencije u kHz koji stvara indukovanu vihornu struju IVS u interakciji sa podzemnim metalnim vodom a detektuje ga R, koji meri IVS neposredno nakon to prestane emitovanje primarnog impulsa. Stoga T moe da ima ulogu i R, najee je ipak sluaj da je R zaseban i nalazi se ucentru T ili na obodu. Antena (T+R) je pokretna i iznad povrine zemljita. Prostorna promena amplitude indukovane struje (u milivoltima mV, opseg 2-2000mV) definie slojeve zemljita, neosetljiv na vie tankih slojeva zemljita, slabija rezolucija,detektuje i metalne (mine i burad) i nemetalne objekte, kao i slojeve zemljita, maksimalna dubina propagacije je do 5m.

35



z Elektromagnetne EM Detekcija na niskim frekvencijama (Very Low Frequency - VLF),

aktivna metoda, koristi kontinualne radio talase (frekventni domen), T emituje EM signal frekvencije u kHz koji indukuje vihornu struju IVS u interakciji sa podzemnim metalnim vodom a detektuje ga R. Efekat IVS je pojava sekundarnog magnetnog polja oko izvora IVS,pa se meri pravac i intenzitet vektora sekundarnog magnetnog polja VSMP (intenzitet, tilt-angle, dip-angle). Antena sadri 11 T za opsege frekvencija od 3 do 24kHz, da bi se obezbedio optimalni intenzitet VSMP. S obzirom da T emituje EM talase upravno na osu zemljita,podzemni objekat vertikalne orjentacije daje VSMP max intenziteta (kada je dua osa objekta paralelna sa pravcem propagacije talasa). Kada antena pree iznad objekta intenzitet VSMP se menja od pozitivnog max do negativnog max. Dve komponente, realna (dip-angle) i kvadraturna (tilt-angle). Realna komponenta se uklanja da se dobije maksimum za crossover point. Mesto promene predznaka intenziteta VSMP je lokacija neposredno iznad objekta (crossover point). Metoda je primarno koriena za detekciju minerala, ali se moe primeniti za detekciju vodova i podzemnih voda.

6



z Elektromagnetne EM Audiomagnetometar (Controlled source AudiomagnetoTellurics - CSAMT),

promene otpornosti zemljita na dubinama od nekoliko stotina kilometara, analiziraju se promene magnetne i elektrine komponente prirodnog magnetno-telurskog polja, na povrini je izvor takvog polja opsega frekvencije od 0.1Hz do 10kHz da pojaa reflektovani signal, uobiajeno magnetna komponenta kasni za elektrinom za 45, promena otpornosti uzrokuje promenu faznog pomeraja. Slika pokazuje obrise nalazita sulfidne rude.

47



z Elektromagnetne EM Georadar (Ground Penetrating Radar)

8

Georadar (Ground Penetrating Radar)funkcionalne celine 1

Namena: Prikaz prostornog preseka zemljita radargramima visoke rezolucije sa lokacijom i oblikom objekata u podpovrinskom sloju

Funkcionalne celine: sklop predajne i prijemne antene, upravljake jedinice sa Windows CE OS, baterijsko napajanje, obrtni inkrementalni enkoder za pozicioniranje i transportno vozilo (Survey cart)

Princip rada:1. Predajna antena emituje polarizovane elektromagnetne (EM) talase visoke frekvencije u zemljite2. Postojanje nehomogenosti u zemljitu izaziva refleksiju jednog dela EM talasa od graninih povri, drugi deorefrakcijom prolazi do narednih slojeva3. Proces se nastavlja dok slabljenje emitovanog signala ne bude isuvie veliko

Uzrok refleksije: promena dielektrine permitivnosti materijala na graninim slojevima infrastrukturnih objekata i zemljita

59

Georadarfunkcionalne celine 2

Ureaj merenjem vremena dvostrukog puta reflektovanog talasa odreuje relativnu dubinu temena cevi(kabla)

Stvarna dubina zavisi od karakteristika tla - dielektrine permitivnosti, odreuje se kalibracijom za konkretnu lokaciju

Antena emituje konusni snop EM talasa irine =3545 - antena ne mora da bude iznad samog objekta

Sumarni prikaz svih amplituda signala i dubina na jedinstvenoj trajektoriji ini geometrijsku figuru -hiperbolu

Vrh hiperbole - teme cevi

10

Georadar2D skeniranje - princip

Y osa (normala u odnosu na trajektoriju antene)

Z osa (dubina, vreme dvostrukog puta)

X osa (u pravcu trajektorije antene skenirane putanje)

Trajektorija antene:

skenirana putanja

611

Georadar3D skeniranje - princip

Y osa

X osaZ osa

Time slice

12

Georadarprincip rada 1

Skeniranje:- kretanje napred: skeniranje do

zadate dubine sa preddefinisanom rezolucijom, skeniranje se ostvaruje samo dok se vozilo kree

- kretanjem unazad: pozicioniranje centra antene iznad objekta Prikaz reflektovanog talasa u radargramu se vri razliitimodnosima kolorita (ili grayscalenijansi) - slojevi sa specifinim vrednostima pozitivne ili negativneamplitude

713

Prilikom kretanja survey cart-a po povrini zemljita, transmiter antene Georadara alje polarizovane EM talase visoke frekvencije u zemlju Deo EM talasa se reflektuje usled razliitih nehomogenosti u zemljitu,drugi deo refrakcijom prolazi do narednih slojeva Proces se ponavlja dok amplituda EM talasa ne postane suvie mala Vreme neophodno za propagaciju EM talasa od transmitera do granine povrine i refleksiju do risivera se definie kao vreme dvostrukog puta tR [ns]. Georadar meri tR, pa na osnovu merenja i dielektrinih karakteristika zemljita proraunava relativnu dubinu do temena objekta z [m].

Georadarprincip rada 2

14

Antena emituje konusni snop EM talasa irine =3545 - antena ne mora da bude iznad samog objekta da bi ga detektovala

Rastojanje od antene do pozemnog objekta se kontinuirano menja.Ako se promena rastojanja prikae duinama upravnim na pravac kretanja, te se sukcesivno poveu krajevi dui formira se geometrijska figura hiperbole. Vrh hiperbole je teme cevi (kabla).

Georadarformiranje idealnog radargrama

XN X0 XN

rN r0 rN z

XN X0 XN

rN r0 rN

KRETANJE ANTENE PROJEKCIJA RASTOJANJA RADARGRAM

OBJEKAT HIPERBOLA

815

Georadarformiranje realnog radargrama

Svaka taka na radargramu sadri i informaciju o amplitudi signala. Take na krajevima dui imaju ekstremne vrednostiamplitude. Ekstremna vrednost na najkraoj dui r0 (centar antene je iznad ose cevi) je najvea (pozitivna ili negativna)

Ova vrednost je kriterijum za pretragu radargrama i odreivanje lokacije i dubine objekta:- Negativni pik - prazna cev- Pozitivni pik - puna cev ili kabel

Amplitude reflektovanog signala punih cevi i kablova imaju razliite vrednosti. Refleksija EM talasa od kabela ima veu vrednost u odnosu na pune cevi.

z=1.54mtR=17.45ns

l=12.40m

Amp. max.25921

hiperbola

v=0.2m/ns

R=2.85

16

Georadarosnovne karakteristike i parametri merenja

Osnovne merne karakteristike Georadara:A) Maksimalna dubina lociranja objekta rM , pri detekciji cevi i kablova je od 4 do 7m (za antene 400MHz i 200MHz respektivno).B) Vertikalna rezolucija Z pri detekciji cevi i kablova je od 3 do 7cm (za antene 400MHz i 200MHz respektivno).Georadarom je mogue odrediti sledee parametre cevovoda:

relativnu dubinu (kabla, cevi)trasu cevovoda u horizontalnoj i vertikalnoj ravniduine pravolinijskih segmenata cevipad cevi (nagib u vertikalnoj ravni)promenu prenika cevovodaprocenat ispunjenosti cevi fluidommaterijal cevidetekcija mesta curenja cevovodaanaliza strukture zemljita (nivo podzemne vode, klizita)estimacija prenika cevovoda (uz dodatni procesing)...

917

Georadarprocesing podataka

Softver za procesing radargrama - RAdar Data ANalyzer (RADAN):- osnovne funkcije: prikaz, filtriranje, i transformacija sirovog signala - napredne: funkcije za automatizovanu detekciju i markiranje linijskih objekata tipa cevi, definisanje dubine, analizu slojeva, kreiranje prostornog prikaza- specijalne: za obradu geofizikih parametara

Transfer podataka u Access bazu, AutoCAD format, specifine formate

Obrada i tumaenje podataka zahteva odreenu pripremu i iskustvoPodaci integrisani u CAD projektu, trasa sa karakteristinim takama,

atributima i georeferenciranom podlogom

18

Tehnoloki resursi

10

19

Hardverske komponentez Komponente Georadara

Oklopljena antena sa T i R Upravljaka jedinica Georadara Multifunkcionalni survey cart Incrementalni enkoder - tano

pozicioniranje centra antene Georadara na trajektoriji skeniranja

Hardverski i/ili softverski markeri -generisanje radargrama, markiranje bitnih detalja naradargramu, kontrola sinhronizovanog rada Georadara i GPS rovera

z Survey cart Jednostavno podeavanje visine antena

Georadara i GPS rovera, jednostavno pozicioniranje

Jednostavno vrhunjenje GPS rovera, tap rovera fiksiran u 2 take

Nulti ofset izmeu osa antena Visoka rezolucija skeniranja: mogui su

radargrami na svakih 5mm (sa logovanjem koordinata)

Jednostavno rukovanje, brzo i efikasno merenje, prilagodljiv za razliite modele antena Georadara i GPS rovera

20

Modovi rada

z Modovi skeniranja Georadara Time reim: radargram se formira sekvencijalnom akvizicijom vie

skenova u jednakim vremenskim intervalima, brzina kretanja antene mora biti ista kao brzina akvizicije, radargrami su ili izdueni ili skupljeni, zahteva dodatni postporcesing

Distance reim: radargram se formira sekvencijalnom akvizicijom vie skenova na jednakim rastojanjima definisanim impulsima enkodera

Point reim: koristi se za skeniranje velikih i neravnih povrina, jedan sken u svakoj taki premera

z GPR/GPS tehnologija (Distance reim) Nezavisan premer - Skeniranje Georadarom i GPS premer su odvojeni.

Tehnika je primenljiva za detekciju i mapiranje postojeih vodova, odreivanje pravca voda.

Sinhronizovan premer - GPS rover meri poetnu i krajnju taku radargrama, ili meri ovie taaka na trajektoriji skeniranjaz Merenje GPS koordinata na jednakim rastojanjima, definisanim

softverski generisanim markerima (software marker grid) u radargramu

z Merenje GPS koordinata na proizvoljnim takama u radargramu, definisanih sa hardverskim markerom (od strane operatera)

11

21

Uslovi za sinhronizovani premer

z Komunikacija GPS rover - Georadar Acumen Data Bridge - data logger GPS

koordinata Distance marker se generie pomou

upravljake jedinice Georadara na osnovu merenja pozicije enkoderom

Distance marker se koristi za: z Slanje aktivacionog signala od upravljake

jedinice ka anteni i generisanje radargramaz Slanje kontrolnog koda od upravljake

jedinice Georadara kroz 9 pinski RS232 Configuration Port Data Bridge-a za start logovanja GPS koordinata

GPS rover kroz 9 pinski RS232 port (Com2)alje merenja na Data Port Data Bridge-a

NMEA -183 format poruke Data Bridge napajanje - preko USB porta od

upravljake jedinice Georadara Upravljaka jedinica Georadara ima ulogu

mastera dok GPS rover ima slave ulogu

22

z Parametri merenja Lokacija sa znaajnom promenom konfiguracije terena Krivolinijska trajektorija Softverski generisani markeri startuju logovanje koordinata Razni koordinatni sistemi sa odgovarajuom

transformacijom Scan/coordinates sampling resolution: 0.5m Duina trajektorije antene: 200m Dubina skeniranja: 5.3m sa dielektrinom konstantom 8

Sinhronizovana akvizicija 1

12

23

z Rezultati merenja Razliite metodologije predstave koordinata Bazna taka, koordinate relativno u odnosu na baznu taku

Sinhronizovana akvizicija 2

24

Sinhronizovana akvizicija 3z Rezultati merenja

Automatizovana procedura za normalizaciju povrine - stvarna konfiguracija povrine zemljita

13

25

Georadarstruktura - tipovi premera 1

1. Detekcija i mapiranje postojeeg cevovoda:- naknadni projekat izvedenog stanja cevovoda (trase kablova)- segment odreenog cevovoda ili kompletna mrea- jedinstvena instalacija, ukrtanje sa drugim instalacijama, linijska pretraga

2. Analiza budue trase cevovoda:- skeniranje po obe granine linije budue trase ili zapotrebe rekonstrukcije, projektovanje budue trase

- sve mogue vrste instalacija pod svim moguim napadnim uglovima uz analizu karakteristika zemljita

3. Skeniranje povrine sa kompletnom podzem. infrastrukturom:- skeniranje kompletnog fabrikog kruga- skeniranje raskrsnice ili trga- sve mogue vrste instalacija pod svim moguim napadnim uglovima uz karakteristike zemljita

- povrinska pretraga (2D ili 3D)

26

4. Analiza karakteristika zemljita- detekcija nivoa podzemnih voda- detekcija zatrpanih objekata (ahtova, bunara)- detekcija klizita- estimacija debljine naslaga mulja u rekama, kanalima i jezerima- estimacija dubine litolokih slojeva (za potrebe komasacije)- estimacija zapreminskog udela vlage u zemljitu (hidroloke karakteristike)- estimacija prostorne distribucije vode/agrohemikalija u zemljitu

5. Druge oblasti primene - arheologija i forenzika- analiza betonskih konstrukcija- analiza stanja puteva, pista, saobraajnica svih vrsta, trotoara- analiza stanja eleznikog nasipa- detekcija minsko eksplozivnih sredstava- geoloka istraivanja (struktura stena i zemljita)

Georadarstruktura - tipovi premera 2

14

27



z Elektrine 1D merenje otpornosti (1D Resistivity sounding), dva para

elektroda, prvi par (spoljanji, strujne elektrode) uspostavlja kolo kroz zemljite, a drugi par (unutranji, potencijalne elektrode) meri vrednost gradijenta potencijala polja, to jest meri otpornost zemljita, poveanje rastojanja izmeu para spoljanjih elektroda poveava dubinu propagacije, koristi se niz elektroda (Schlumberger array) tako da je spoljanji par znaajno udaljen a unutranji par blizak osi simetrije, druge konfiguracije zahtevaju pomeranje sve 4 elektrode to je komplikovanije (Wenner array). Osnovni problem je visoka otpornost koja se javlja izmeu strujnih elektroda i zemljita u okruenju (>2kOm). Ovaj probleme ne utie na merenje potencijalnih elektroda, ve ograniava max vrednost struje koja se proputa kroz zemljite, na osnovu polaznog napona izvora (max 300-400V). Strujne elektrode se kvase i postavljaju u prethodno pripremljene rupe sa nakvaenom zemljom. Dokle god se vrednost otpornosti menja u granicama, prikazuje se kao uniformna vrednost.

AB/2, otpornost

Dubina, otpornost

28



z Elektrine 2D merenje otpornosti (2D Resistivity sounding), koristi niz od 64

strujne elektrode povezane kablom da uspostavi linearnu promenu otpornosti u odnosu na dubinu i duinu profila. Svaki par strujnih elektroda ima odgovarajui par potencijalnih elektroda. Aktivacija elektroda se vri putem raunara i relejnog svia, potpuno je automatizovana. Raunar prvo usvaja najmanje rastojanje izmeu elektroda i aktivira redosledno elektrode od prve do poslednje, potom povea rastojanje za jedan inkrement (povea dubinu propagacije) i ponovi proceduru, zavrni korak je prva i poslednja elektroda. Da se ne bi desilo da zadnje merenje bude samo sa 1 para elektroda, one se postavljaju u blago povijenom nizu. Za niz od 64 elektrode i i minimalnim razmakom od 2m, maksimalna dubina propagacije je 20m. Elektrode su postavljene u Wenner array. Dijagram se suava zbog toga to na veim dubinama uestvuje manje elektroda u nizu. Kalibracija se vri kopanjem boreholeprofila ili 1D metodom merenja otpornosti.

Dubina, otpornost

15

29


z Elektrine Elektrokinetiko merenje (Electrokinetic Sounding EKS), odreuje

se hidraulika provodljivost slojeva zemljita zasienih vlagom ZZV i njihova dubina merenjem ultrazvuno (seizmiki, Raleigh-wavesignal) indukovanog vremenski promenljivog EM odziva ZZV. Merenja se vre pomou 2 elektrode postavljene simetrino u odnosu na izvor ultrazvuka. Ultrazvuni talas se proizvodi udarcem o metalnu plou. Pravilno odreivanje dubine u odnosu na hidrauliku provodljivost zemljita, zahteva poznavanje brzine propagacije ultrazvunog talasa za slojeve zemljita i njihovu hidrauliku provodljivost. Te se informacije dobijaju borehole ili TDEM metodom. Rezolucija merenja dubine (vertikalna rezolucija) je funkcija frekvencije ultrazvunog talasa, kao i razlika vrednosti dielektrine konstante izmeu slojeva ZZV. Moe da se kategorie i kao ultrazvuna metoda. Dve elektrode postoje da bi se merila brzina propagacije ultrazvunog talasa (m/dan). Ukoliko se vie UZ skenova spoji dobija se radargram ultrazvunih refleksija.

Dubina, signal mV


30


z Elektrine Indukovana polarizacija (Time Domain Induced Polarisation TDIP)

Meri se amplituda polarizacijskog napona (Vp) koji je nastao emitovanjem strujnih etvrtki u zemljite. Vp je nastao elektrohemijskom akcijom (razmenom jona) izmeu pora i fluida u porama zemljita. Emituje se strujna etvrtka, a Vp se meri na posebnim nepolariuim elektrodama nakon svakog impulsa (0.5s kasnije). Mereni Vp se deli sa vrednou stalnog napona napajanja da se odredi chargeability (Ma) zemljita. TDIP se primarno koristi za istraivanje ruda. Pojava Vp u stenama koje sadre metal je uzrokovana elektrodnom polarizacijom (overvoltage effect).Emitovanjem impulsa, metalni elementi u steni se pune. Punjenje se polako prazni pomou vlage u zemljitu. Membranska polarizacija, spreava trenutno pranjenje zbog karakteristika pora. Najee je niz dipola za emitovanje strujnih etvrtki prijem indukovanog Vp.

Dubina, chargeability


16

31


z Elektrine Spektralna indukovana polarizacija (Spectral Induced Polarisation)

Meri se amplituda i relativna faza Vp koji je nastao emitovanjem AC struje u zemlju. Zemljite se ponaa kao kondenzator (polarie se). Meri se fazno pomeranje Vp u odnosu na emitovani signal pri promeni frekvencije emitovane struje u opsegu od 0.125 do 9kHz. Merenjem prostorne disperzije (spektra) Vp se meri chargeability i vreme relaksacije (pranjenja). Koristi se za detekciju kontaminiranosti zemljita. Koristi se u kombinaciji sa GPR.

Dubina, otpornost


32


z Elektrine Prirodni potencijal (Spontaneous (Self) Potential) Pasivna metoda

kojom se meri prirodni potencijal zemljita. Izvori potencijala su: strujanje podzemne vode (streaming potentials) i potencijali (diffusion potentials) nastali usled razlike u koncentraciji elektrolita. SP se meri pomou para nepolariuih bakarnih elektroda obloenih bakar-sulfatom, merenja se oitavaju voltmetrom visoke impedanse. Primenjuje se za detekciju curenja cevovoda i rezervoara, analizu stanja odbrambenih nasipa, prostorna distribucija podzemne vode, kao i analizu drenanih sistema, podzemnih ahtova, tunela i kavita.

povrina, napon


17

33


z Elektrine Detekcija curenja goemembranom (Geomembrane leak location

surveys GLLS) Meri se elektrini potencijal jedne ili druge strane sintetike geomembrane da bi se detektovali kaviti. Koristi se emiterska elektroda sa plastinim HDPE i PVC prekrivaima, jer su od neprovodnih materijala. Prolazak struje je mogu samo kroz kavit. Pri detekciji gradijent potencijala se znaajno poveava iznad kavita. Dimenzija i oblik anomalije zavisi od jaine emitovane struje, pozicije emiterske elektrode i debljine plastinog prekrivaa.

povrina, potencijal


34


z Ultrazvune (seizmike) Ultrazvuna refrakcija (Seismic refraction method) Meri se vreme

dvostrukog puta ultrazvunog talasa refraktovanog od graninih povri slojeva zemljita i cevi. Ultrazvuni signal se proizvodiudarcem na povrini (eki ili eksplozivni pitolj). Deo signala se vraa direktnom refleksijom od prve granine povri (direct arrivals) dok drugi deo signala prolazi dalje menja brzinu i pravac pa se tada vraa (refracted arrivals). Signal se detektuje pomou niza (ili matrice) geofonova na povrini. Analizom vremena dvostrukog putarefraktovanog i direktnog signala se dobijaju informacije o dubini cevovoda ili sloja zemljita. Refraktovani signal stie na geofonove pre direktnog signala. Primarna namena je za detekciju pojasa vrste stene, kretanja podzemne vode. Zapis ultrazvunih skenovau radargram se vri pomou wiggle traces koje daju vreme dvostrukog puta u funkciji poloaja emitera. Potrebna kalibracija kao kod GPR. Kada se krivom poveu temena refleksija sa svakog geofona dobija se granica sloja.


18

35


z Ultrazvune (seizmike) Ultrazvuna refleksija (Seismic Reflection Profiling) Sve je potpuno

isto kao kod GPR, samo je druga priroda emitovanog signala. Merise vreme dvostrukog puta direktne refleksije ultrazvunog talasa od granine povri. Koristi se za detekciju cevovoda. Refleksija sejavlja kada postoji razlika u akustinoj impedansi AI (proizvod brzine propagacije ultrazvunog talasa i gustine zemljita) izmeu slojeva. Jaina kontrasta AI se definie amplitudom reflektovanog signala. Refleksija se detektuje nizom (matricom) geofonova visoke frekvencije (od 48 do 96kHz) . Izvor talasa je opet udarac na povrini. CMP i WARR metod za merenje brzine. Primenjuje se NMO (Normal MoveOut) procedura kao kod GPR.


36


z Ultrazvune (seizmike) Talasno-povrinska refleksija (Continuous Surface-Wave System

CSWS) Koristi se Rayleigh wave, za opseg propagacije od 8 do 20m.Brzina propagacije talasa zavisi od veliine shear modulus (G) i gustine zemljita. Kontrolisani generator vibracija (S talas) i niz niskofrekventnih geofonova. Rayleigh waves se generie na frekvencijama izmeu 5Hz i 100Hz sa 0.1-5Hz inkrementom, takav talas ima dubinu propagacije jednaku 1 talasnoj duini, zato je niska frekvencija. Meri se fazni pomeraj emitovanog i primljenog signala na svakom geofonu pa se na osnovu toga odreuje talasna duina ibrzina propagacije, varira se frekvencija da se dobije spektar brzine propagacije. Dijagram brzine propagacije u funkciji dubine. Spora metoda 2 sata za merenje na jednoj lokaciji.


19

37


z Ultrazvune (seizmike) Borehole refleksija (Downhole Seismic Surveys) Jednostavna i

jeftina metoda borehole. Na povrini, na fiksnom rastojanju, od rupe sa pokretnim geofonom (S talas) ili nizom hidrofona (P talas) jeizvor talasa. Meri se vreme dolaska talasa. Koriste se P (eki) i S(generator) talasi i formira se dijagram dubina-vreme preenog puta talasa za celu duinu rupe. Na osnovu dijagrama se moe da odredi kompletan dijagram prostornog rasporeda brzine propagacije ultrazvunih talasa.


38


z Ultrazvune (seizmike) Crosshole refleksija (Crosshole Seismic Surveys) Merenje vremena

propagacije ultrazvunog talasa izmeu vie borehole rupa, ime se dobijaju elastine karakteristike zemljita. U jednoj rupi je postavljen izvor talasa a u drugoj (drugim) prijemnici. Poznavanjem tanog rastojanja izmeu rupa i merenjem vremena preenog puta talasa dobija se tana brzina (P ili S izvor). Pored brzine propagacije, dobijaju se podaci o elastinim karakteristikama zemljita. Za analizu sa P talasom koristi se niz od 10 do 24 hidrofona postavljena u vodi, predajnik se pomera za odreeni inkrement, do dubine poslednjeg hidrofona u nizu. Poto S talas ne propagira kroz vazduh ili vodu koristi se trokraki geofon koji se sputa u otvor hidraulikom. Emiter i prijemnik se pomeraju nadole kroz otvor sa inkrementom od 0.5m (do 2m).


20

39


z Ultrazvune (seizmike) Crosshole tomografija (Crosshole Seismic Tomography) Razlika

samo u nainu prikazivanja distribucije brzine. Pravi se kombinacija svih poloaja emitera i prijemnika, dobija se detaljna analiza brzine. Moe da se koristi za detekciju kavita u svim oblicima.


40


z Merenjem potencijala magnetnog polja Magnetometri (Magnetic Profiling) Pasivna metoda, meri varijacije

amplitude Zemljinog magnetnog polja koje stvaraju zakopani objekti napravljeni od feromagnetnih materijala - metalne cevi i rezervoari. Promena amplitude Zemljinog magnetnog polja zavisi od oblika, orjentacije i osetljivosti zemljita u okruenju. Moderni magnetometri mogu da mere vrednost polja od 0.01nT, pa detektuju male metalne objekte - mine pa ak i slabo detektabilne nemetalne objekte (zidovi, opeka). Brzina akvizicije je do 10 merenja u sekundi.Drugi senzor (ispod ili iznad prvog) meri pravac vektora polja (gradijent).


21

41


z Merenjem potencijala magnetnog polja Mikrogravitometrija (Microgravity Profiling) Pasivna metoda, meri

se veoma precizno relativna promena Zemljinog gravitacionog polja. Temperaturno stabilizovana opruga ini sastavni deo mikrogravitometra. Detektuju se sve vrste kavita, kombinuje se sa GPS pozicioniranjem da bi se ukljuila promena terena.


42



z Radiometrija Radiometri (viekanalni sistem - 256 kanala, prirodni izvori gama zraenja,

detekcija minerala, pukotina, klizita, peina i kavita, zagaenosti zemljita, tokove podzemnih voda, maksimalna dubina propagacije je 0.5-1m)

Kombinovane metode

Documents

03 Kategorizacija Metoda Za Detekciju Objekata Podzemne Infrastrukture