یکی از به روز ترین روش های ژئوفیزیکی که کاربرد بسیار گسترده ای از موارد کاوشهای زیرسطحی دارد، روش «رادار نفوذی زمین» می باشد که به اصطلاح رایج بین المللی GPR یا Ground Penetrating Radar نامیده می شود. رادار نافذ زمین به نوعی روش ژئوفیزیکی گفته می شود که از پالس های راداری برای به دست آوردن تصویری از سطوح زیر سطحی زمین بهره می برد هم چنین این روش یکی از انواع روش های آزمون غیرمخرب می باشد. به طور کلی روشهای آزمون غیر مخرب به مجموعه‌ای از روشهای ارزیابی و تعیین خواص دستگاهها و قطعات گفته می‌شود که هیچ‌گونه آسیب یا تغییری در سامانه و محیط ایجاد نمی کند. اصول و مبانی تئوری این روش شباهت‌های بسیاری با روش لرزه نگاری انعکاسی دارد و امواج به‌کار گرفته شده در روش لرزه‌نگاری مکانیکی و از نوع امواج صوتی – لرزه ای است ولی در GPR از امواج الکترومغناطیس فرکانس بالا مانند تابش الکترومغناطیس در طیف مایکروویو فرکانس (UHF/VHF) استفاده می‌شود.
دلایل توسعه گرفتن ژئورادار
گستره وسیع کاربردهای این روش به‌علاوه قدرت تفکیک بالای آن همچنین سرعت در برداشت داده‌ها و غیر مخرب بودن آن را می‌توان از دلایل توسعه گرفتن آن در سال‌ها اخیر نام برد. در این روش امواج الکترومغناطیس توسط یک آنتن فرستنده به داخل زمین فرستاده می شود و پس از انعکاس از ناهمگنی‌ها و آنومالی های زیرسطحی توسط آنتن گیرنده دریافت شده و ثبت می شود.
اساس روش GPR
اساس روش GPR بر پایه پاسخ محیط انتشار موج یا میدان الکترومغناطیسی تولید شده توسط آنتن فرستنده، به خصوصیات الکترومغناطیسی محیط که شامل گذردهی الکتریکی و رسانندگی الکتریکی و تراوایی مغناطیسی می‌باشد، استوار است، دستگاه GPR دارای یک مولد تولید سیگنال، یک فرستنده و یک گیرنده می‌باشد. امواج الکترومغناطیسی توسط فرستنده به داخل زمین ارسال می‌شوند بخشی از انرژی امواج در برخورد با فصل مشترک، عوارض یا آنومالی های زیر سطحی یا منعکس و یا پخش و بخشی از انرژی در لایه‌ها و یا اشیاء مدفون نفوذ می‌کند، مؤلفه الکتریکی امواج الکترومغناطیس به عنوان یک تابع پیمایش زمانی توسط گیرنده دستگاه ثبت می‌شود که توانایی ذخیره و رقمی کردن داده‌ها را دارد و با در دست داشتن دیتاها می توان به نوع و گراف زیر سطحی دست پیدا کرد. همچنین بعضی سیستم‌های پیشرفته که شرکت زمین کاو بنیان از آن بهره می برد به همراه یک رایانه بوده که پردازش داده‌ها به هنگام برداشت و بعد از آن را ممکن می‌سازند.
کاربردهای GPR
- مکان یابی و تشخیص محل استقرار لوله ها، تاسیسات زیر سطحی و کابل های زیر زمینی و …
- شناسایی گسلها و ساخت های تکتونیکی و تفکیک لایه های زیر سطحی و…
- تصویربرداری عمقی و تعیین ضخامت لایه‌های مختلف روسازی در راه‌های آسفالتی و بتنی و موقعیت فضاهای خالی و حفره ها
- تعیین موقعیت زباله های خطر آفرین، تعیین سطح مخازن آب‌های زیرزمینی، مطالعات آلودگی خاک و مطالعه گسترش ریشه درختان و ..
- شناخت موقعیت حفره‌ها، غارها، آب زیرزمینی،معادن ،گسلها ،تونل‌ها و …
- مطالعات ژئوتکنیک و تحلیل خطر و..
- مطالعات باستان‌شناسی (شناسایی اشیا و سازه های مدفون) و مطالعات نظامی و …
- مطالعات ژئو تکنیک و بتن و…
- مطالعات تونل ها و پل ها و فروچاله ها و انواع ترک و نشست های سازه ای
تجهیزات ژئورادار پیشرفته
شرکت زمین کاو بنیان با دارا بودن طیف وسیعی از تجهیزات ژئورادار با فرکانس های متنوع، توانایی انجام مطالعات مختلف زیر سطحی را دارد برخی از تجهیزات شرکت به شرح زیر است:
Python xGPR
Number of channels: 1
Frequency: 100 / 50 / 38 / 25 MHz
Positioning: Manually, GPS/GNSS, Wireless wheel
Performance: Single-unit low-frequency GPR with changeable antenna frequency
Length of the antenna: from 1 m to 4 m, depends on selected frequency
The time range: 5-10000 ns with 18 ps step
Frequency of pulse repetition of transmitter: 50-115 KHz
Hardware stacking: 4-65536
Scan rate: up to 2500
Samples per scan: 512-8192
Digital data display: 32 bits per sample
Filters: High pass Digital filter
Data transmission: WiFi
Input power: from built-in Li-Po battery
Weight: from 8 kg to 18 kg, depends on selected frequency
Receiver sensitivity: 15 mcV
Receiver gain: 15 dB
Transmitter output: 75 V
Power consumption: 0.6 A*h @ 12 V built-in battery (up to 12 h of work per charge)
Resolution and depth: 1-4 x 25-60 m
برای مشاوره در خصوص خدمات ژئوفیزیک، مطالعات ژئورادار، GPR، به کارشناسان شرکت زمین کاو بنیان تماس حاصل فرمایید. 02122911694 ، 09123436480
| Max Depth | 10 m (35 ft) |
|---|---|
| Antenna Frequency | 350 MHz |
| Weight | 15.4 kg (34 lbs) |
| Storage Capacity | 64 GB |
| Optional Software | RADAN 7 for UtilityScan, RADAN 7 |
| Accessories | Transit case, Battery booster kit, Sunshade, Model 656 rugged cart |
نرم افزار پیشرفته Prism در مطالعات ژئورادار
شرکت زمین کاو بنیان با نرم افزار های پیشرفته و به روز با قبل سخت افزاری اورجینال تحلیل های مربوط به داده های دریافتی توسط دستگاهها را انجام می دهد. یکی از دستگاههای پر قدرت مورد استفاده نرم افزار Prism می باشد که در مطالعات GPR مورد استفاده قرار می گیرد:
دیتاهای بسیاری از خروجی GPR قابل برون یابی است که در تصاویر بالا به وضوح ریز چین خوردگی ها و سطوح ناپیوسته را مشاهده می کنید.
محدوده عمق رادار نافذ زمین
به طور کلی محدوده عمق رادار نافذ زمین توسط میزان رسانایی الکتریکی زمین، بسامد مرکزی پراکنده شده و قدرت تابش محدود می شود به طوری که با افزایش رسانایی، محدوده عمق کاهش می یابد این رویداد به این دلیل رخ می دهد که انرژی الکترومغناطیسی در گرما سریع تر از بین می رود که نتیجه تضعیف سیگنال رسانی در عمق می باشد.
پرسش و پاسخ:
در مطالعات GPR بسامد های بالاتر عمق نفوذ کمتری دارد پس بهره وری آن چیست؟
بسامدهای بالاتر قدرت تفکیک بسیار بالا تری دارد در مقابل بسامدهای پایین تر نفوذ زیر سطحی بیشتری از خود نشان می دهد.
بهترین عمق نفوذ در چه لایه هایی صورت می گیرد؟
بهترین عمق نفوذ در یخ توان تا عمق چند صد متری پیش رفت البته در محیط های دیگری چون زمین های شنی خشک و یا سایر مواد خشک چون گرانیت، سنگ آهک و بتن نیز می توان به عمق مناسب 15 متری دست یافت.
کمترین عمق نفوذ در چه لایه هایی می باشد؟
در خاک های مرطوب و یا پر از رس به دلیل رسانایی بالای الکتریکی نفوذ به زحمت به چند سانتی متر می رسد.
برای مشاوره در خصوص خدمات ژئوفیزیک، مطالعات ژئورادار، GPR، به کارشناسان شرکت زمین کاو بنیان تماس حاصل فرمایید. 02122911694 ، 09123436480