Od preciziranja zakopanih objekata do otkrivanja drevnih relikvija, radar koji prodire u zemlju (GPR) deluje kao naše oči ispod površine. To je visokotehnološki alat koji je tiho revolucionirao različita polja, utičući na sve, od izgradnje do arheologije. Hajde da istražimo fascinantan svet GPR-a i kako ova inovacija oblikuje našu sadašnjost i budućnost
Šta je radar za prodor u zemlju?
GPR prenosi elektromagnetne radio talase u zemlju. Prijemna antena hvata reflektovane talase. Ovi talasi se vraćaju kada naiđu na nešto drugačije, poput cevi ili promene u tlu. Ovi podaci kreiraju mapu onoga što je pod zemljom bez kopanja.
Kako funkcioniše radar za prodor u zemlju
GPR koristi različite električne osobine materijala. Reflektovani talas nastaje kada radarski talas prelazi između supstanci različite električne provodljivosti, poput suvog peska u vlažni pesak (ASTM, 2019). Ove refleksije pomažu u lociranju podzemnih komunalnih vodova. Reflektovani talas, dvosmerno vreme putovanja i brzina talasa doprinose razumevanju uslova ispod zemlje.
Odabir prave GPR frekvencije
Odabir prave frekvencije GPR antene je ključan. Antene visoke frekvencije pružaju detaljne slike na malim dubinama. Ovi visokofrekventni impulsni talasi mogu prodreti samo nekoliko centimetara, pružajući visoku rezoluciju za zakopane objekte.
Niže frekvencije nude bolju penetraciju, ali manje detalja. Niže frekvencije se ističu na većim dubinama, dostižući i do 100 metara u materijalima poput leda. Pogodni su za veće zakopane objekte i opšte mapiranje podzemnih površina. Srednje frekvencije postižu ravnotežu između detalja i dubine. Razmotrite „pravilo 25%“. Vaša željena prostorna rezolucija treba da bude oko 25% ciljane dubine. Ovo je često faktor u GPR istraživanju.
Primene radara koji prodire u zemlju
Svestranost GPR-a je očigledna u njegovom širokom spektru primena. To je važan geofizički metod u građevinarstvu i drugim oblastima.
- Uslužno lociranje i mapiranje: GPR precizno locira zakopane komunalije pre iskopavanja. Ovo sprečava oštećenja i skupe popravke. Poznavanje lokacije cevi, kablova i drugih komunalnih usluga održava projekte prema planu.
- Procena uticaja na životnu sredinu: GPR igra važnu ulogu u zaštiti životne sredine. GPR identifikuje kontaminirana područja i mapira širenje zagađivača u podzemnim vodama, pomažući čišćenje (Pomposiello et al., 2004). GPR metoda takođe otkriva curenja goriva koja su pod uticajem vremenskih uslova koji utiču na okolno zemljište i vodu (Bradford, 2003). Očitavanja električne provodljivosti u rezultatima radara koji prodiru u zemlju su jedan od glavnih faktora koji pomažu u razumevanju zagađenja tla korišćenjem ove geofizičke metode.
- Arheološka istraživanja: GPR otkriva prošlost bez ometanja arheoloških nalazišta. On mapira podzemne strukture, locirajući drevna naselja, grobnice i artefakte. Relativna dielektrična permitivnost pomaže u razlikovanju ovih zakopanih objekata i okolnog tla. Nedestruktivni GPR metod se koristi za očuvanje ovih delikatnih ostataka, što je osnova istraživanja.
- Geološka istraživanja: GPR pomaže geološka istraživanja, locirajući različite zemljane materijale i podzemne karakteristike. On identifikuje šupljine i pukotine u stijenama (Benson et al., 1984) i skrivene karakteristike poput vrtača. GPR podaci pomažu u razumevanju dielektrične permitivnosti, a istraživači su čak otkrili da rani GPR sistemi sa antenama sa jednim rogom mogu da mapiraju slojeve kolovoza (Maser & Scullion, 1992).
- Inspekcija betona: GPR poboljšava bezbednost i efikasnost projekta. Skeniranje betonskih konstrukcija sa GPR jedinicom pre sečenja ili bušenja sprečava oštećenja. Ovo štiti ugrađene elemente poput armature i vodova. Elektromagnetni talasi putuju kroz beton, odbijajući se od metalnih predmeta.
- Katastrofe: GPR je ključno sredstvo za potragu i spasavanje. GPR sistemi brzo lociraju zarobljene ljude. Ove informacije vode spasioce do pogođenih područja i stvaraju bezbedne pristupne tačke.
Postavljanje radara za prodor u zemlju
Obučeni profesionalci koriste različite metode primene GPR-a. Izbor pravog metoda zavisi od specifične primene i uslova lokacije.
- Površinski GPR: Površinski GPR je najčešći metod primene. GPR antena je ručna, montirana na kolica ili vučena vozilom (Lucius et al., 2006). Podaci se prikupljaju na nivou zemlje. GPR predajnik šalje elektromagnetne talase u zemlju. Reflektovani signali se primaju i čuvaju na digitalnom uređaju za skladištenje. Elektromagnetni talasi putuju različitim brzinama u zavisnosti od materijala ispod površine, stvarajući dvosmerno vreme putovanja.
- GPR za bušotine: GPR za bušotine uključuje slanje GPR opreme u bušotine (Kaien, 2000). Ovo daje detaljan poprečni presek podzemnih struktura. GPR antena prenosi elektromagnetne talase između bušotina. U zavisnosti od karakteristika lokacije i pristupa može se koristiti uobičajena metoda srednje tačke ili uobičajena tehnika prikupljanja ofseta.
- Vazdušni i vodeni GPR: GPR se prilagođava različitim okruženjima. Vazdušni GPR koristi antene postavljene na helikoptere ili bespilotne letelice za pokrivanje velikih površina. GPR plovila prikuplja očitanja za podvodna istraživanja (USGS). Međutim, voda i određene gline mogu značajno uticati na dubinu GPR-a (Benson et al., 1984). Takođe, prenos elektromagnetnog zračenja zahteva filtriranje signala. Kontrolna jedinica obrađuje reflektovane signale da bi formirala sliku i često će čuvati podatke za kasniju analizu.
Zaključak
Radar koji prodire u zemlju je više od podzemnog snimanja. Doprinosi bezbednosti, ekološkoj svesti, arheološkim otkrićima i reagovanju na katastrofe. Od detalja na nivou centimetra do dubine stotina metara, svestranost GPR-a je bez premca. Njegova sposobnost da funkcioniše u različitim uslovima, uključujući led i beton, proširuje njegov potencijal. GPR rad poboljšava tačnost i efikasnost u više industrija.
Kako tehnologija napreduje, GPR će nesumnjivo transformisati očuvanje životne sredine i naše razumevanje skrivenog blaga. Spremna je da preoblikuje arheološka istraživanja i upravljanje katastrofama. Izvor energije za radar koji prodire u zemlju varira u zavisnosti od specifične GPR opreme i primene. Često gpr jedinica, uključujući kontrolnu jedinicu i ekran za vizuelizaciju ili prikupljanje podataka, koristi litijum-jonsku bateriju sličnu onoj u bežičnim električnim alatima.
APLIKACIJE: Inspekcija tunela, ploča i trotoara do 1,5 metara dubine pomoću GPR-a
Proceq GP8000 GPR se može koristiti za skeniranje debelih betonskih elemenata kao što su trotoari, ploče i tuneli sa lakoćom i visokom efikasnošću, zahvaljujući novom podesivom vremenskom prozoru.
Izazov
Na tradicionalnim ručnim GPR-ovima, vremenski prozor je zamrznut, što vam omogućava da jasno vidite samo objekte na određenoj dubini u betonu.
Duži vremenski prozor može da uhvati dublje objekte, ali može da izgubi vreme na obradu i propusti fokus na plitkim objektima. S druge strane, kraći vremenski okvir mogao bi potpuno promašiti dublje ciljeve. U svakom slučaju, vidite samo ono što vidite. Ako želite da vidite nešto više, tradicionalno biste morali ponovo da skenirate.
A šta kada treba da vidite šta je iza betona, iznad maksimalnih 100 cm dubine? Fiksni vremenski prozor čini gotovo nemogućim da se jasno vide objekti na daleko većim dubinama, posebno u oblastima sa armaturom velike gustine. Jednostavno rečeno, rad na fiksnom vremenskom prozoru ograničava vaše rezultate.
Rešenje
Srećom, sa Proceq GP8000 GPR, ograničenja fiksnog vremenskog prozora više nisu problem. Sada možete da skenirate od 55 cm / 20 inča plitkih slojeva do 150 cm / 60 inča dubokih slojeva! I treba da koristite samo JEDNU antenu. Ovo je potpuno nezapamćeno za ručne GPR uređaje.
Lepota podesivog vremenskog prozora na GP8000 GPR-u je u tome što, bez potrebe za kupovinom druge antene, možete postići i plitko fokusiranje na male objekte I fokusiranje visoke rezolucije na dublje objekte.
Otkrivanjem objekata dublje, otkrivate novi svet za konkretnu inspekciju. Zadaci obeležavanja postaju kvalitetniji i brži jer sve jasno vidite od prvog skeniranja bez potrebe za ponovnim skeniranjem. Za strukturnu procenu, nova mogućnost vam pomaže da postignete bolje rezultate, sa boljom kontrolom kvaliteta i značajnom uštedom vremena tako što ćete odmah znati šta je iza betona.
Recap
Da biste videli male, plitke objekte u betonu, smanjite ‘Dubina/vremenski prozor’ kao što je prikazano na slikama.
Sa podesivim vremenskim prozorom, možete videti MNOGO VIŠE i sa lakoćom istražiti betonske ploče, tunele i trotoare.
APLIKACIJA: Kako pronaći poklopac šahta za kablove koji je zatrpan betonom
Brzo pronađite zakopane poklopce šahtova pomoću radara koji prodire u zemlju (GPR). Ova napomena o aplikaciji objašnjava kako mapiranje komunalnih usluga sa GPR-om može identifikovati lokaciju, položaj i dubinu ojačanih poklopaca šahtova i pomoći u rešavanju ovog uobičajenog problema
U kompleksnom sistemu podzemne mreže nalazi se nekoliko niskonaponskih 10kv i visokonaponskih 110kv prenosnih kablova koji podržavaju čitav gradski sistem napajanja. Kako bi se olakšala naknadna inspekcija i održavanje, poklopci revizionih šahtova će biti postavljeni na rov elektroenergetskih cevi svakih desetina metara i obeleženi na tlu.
Međutim, u nekim popravkama puteva i rekonstrukciji komunalnog inženjeringa, zbog nedostatka pravovremene komunikacije, često se pojavljuju poklopci šahtova za kablove i nadzemne oznake prekrivene novim slojem zemlje ili asfalta, što otežava naknadnu proveru i održavanje gradski kabl. Brzo pronalaženje lokacije poklopca šahta za napajanje i njegovo ponovno obeležavanje na obnovljenom putu postalo je velika glavobolja za osoblje za održavanje kablova.
Prema različitom naponu prenosa i kablovskom kanalu, postoje dva stila poklopca za šaht od gvožđa i poklopca za šaht od armiranog betona. Betonski poklopci šahtova na dalekovodima biće ojačani čelikom. Ovaj članak će predstaviti efikasan način otkrivanja čelične šipke u poklopcu bunara pomoću radara koji prodire u zemlju (GPR) i lociranja armiranog betonskog poklopca bunara.
Kada GPR detektuje armirano-betonski poklopac šahta, na crno-beloj karti (sl. 1, sl. 2), pokazaće uredan raspored signala armature; U mapi „vruće tačke“ (slika 3, slika 4) prikazan je uredan raspored signala „vrućih tačaka“ armature. U procesu potiskivanja i povlačenja radara koji prodire u zemlju, domet i dubina armiranobetonskog poklopca šahta se može odrediti prema signalu armature u radaru.
Slučaj aplikacije
Postoji nekoliko visokonaponskih kablova ispod zemlje na otvorenom parkingu stambenog naselja. Zbog nepravilnog upravljanja i kontrole, građevinski tim je greškom zatrpao elektročelično betonski poklopac šahta sa oznakom 110Kv. Kada je imanje otkrilo situaciju, to je brzo prijavljeno, ali nisu mogli da lociraju poklopac za struju zbog nedostatka ažurne mape podzemnih komunalnih usluga u toj oblasti. Lokalna opštinska jedinica za testiranje pozvala je obaveštajnu inspekciju Patrol Eagle da pomogne u pronalaženju poklopca šahta za napajanje ispod tog područja.
Rešenja
Procek GS8000 GPR je korišćen za detekciju električnog poklopca šahta. Steped-Frekuenci Continuous Vave (SFCV) obezbeđuje GS8000 ultra široki propusni opseg: niske i visoke frekvencije za postizanje moćne kombinacije dubine prodiranja i rezolucije, čak iu zahtevnim površinskim uslovima. Aplikacija Procek GPR Subsurface vizuelizuje 3D delove radarskih podataka na terenu sa tačnom geolokacijom u realnom vremenu preko integrisanog GNSS prijemnika MA8000. Otkrivene lokacije poklopca šahta se zatim mapiraju i odmah vizuelizuju na iPad-u.
Ishod projekta
Skeniranjem slobodnog puta, radarska slika sa očiglednim karakteristikama poklopca podzemnog šahta se precizno detektuje, a njena pozicija se tačno locira. Konačno, dubina zatrpavanja podzemnog poklopca šahta je oko 70 cm, dužine oko 3 m i širine 2-3 m u pravcu sever-jug. Opštinska uprava je odmah dodala informacije o naslovnoj strani u sistem.
APLIKACIJA 3: Identifikujte podzemne defekte u betonskim i asfaltnim slojevima mostova
Mostovi, kao osnovne komponente infrastrukture, zahtevaju pažljivu proveru njihove strukturalne čvrstoće. Tradicionalno, procene stanja mosta su uglavnom koristile vizuelni pregled zajedno sa specifičnim metodologijama ispitivanja bez razaranja (NDT) kao što su sondiranje lanca ili čekića.
Međutim, oblast NDT-a je doživela značajan napredak u hardveru i softveru, što je dovelo do razvoja inovativnih tehnika za sveobuhvatnu procenu stanja mosta. Ova poboljšanja su značajno poboljšala efikasnost, preciznost i produktivnost istraživanja, dajući složenije i preciznije rezultate.
Višestruki NDT pristupi bi se mogli razmotriti za procenu palube mosta. Ove tehnike uključuju radar koji prodire u zemlju (GPR), udarni eho (IE), ultrazvučni pulsni eho (UPE), ultrazvučne površinske talase (USV), polućelijski potencijal (HCP), električnu otpornost (ER) i otpor lanca/ zvuk čekića. Svaka metoda ima svoje prednosti i efikasnost u proceni stanja mosta. Ova napomena o aplikaciji fokusira se na upotrebu višekanalnog GPR-a GS9000 za procenu mostova.
Karakteristični atributi GS9000 visokofrekventne (HF) antene daju transformativni potencijal za GPR aplikacije, prevazilazeći granice tradicionalnih funkcionalnosti. GS9000 HF antena nudi revolucionarno rešenje za redovnu inspekciju mostova i kritične infrastrukture. Sa svojim jedinstvenim dizajnom sa razmakom kanala od 2,5 cm i proširenom pokrivenošću visokom frekvencijom, ova antena nadmašuje konvencionalne GPR sisteme u otkrivanju i karakterizaciji podzemnih defekata sa neuporedivom preciznošću.
U kontekstu inspekcije mosta, bliski raspoređeni kanali GS9000 HF antene olakšavaju precizno otkrivanje i karakterizaciju različitih defekata u vrhunskim gustim detaljima. To uključuje pukotine na asfaltnim površinama, uzorke koji ukazuju na udarne rupe, šupljine i delaminacije unutar slojeva betona i asfalta kao što se vidi u ovoj nedavnoj studiji slučaja.
Pored toga, antena poboljšava identifikaciju područja propadanja koja se pripisuju skaliranju i raspadanju unutar sastavnih delova betonske konstrukcije mosta. Njegov prošireni visokofrekventni opseg olakšava otkrivanje različitih tipova defekata, uključujući šupljine izazvane korozijom i prodiranje vlage, poboljšavajući ukupnu procenu integriteta strukture.
Zaključak
Koristeći poboljšanu rezoluciju i osetljivost GS9000 HF antene, zajedno sa naprednim izlaznim mogućnostima alata kao što je GPR Insights, inspektori mogu da sprovedu temeljne procene integriteta konstrukcije mosta. Ova integracija omogućava primenu proaktivnih strategija održavanja, koristeći prediktivnu analitiku i efikasnu alokaciju resursa.
Kroz sofisticirane algoritme za obradu signala, inspektori iz GPR podataka izvlače praktične uvide, olakšavajući informisano donošenje odluka i produžavajući vek trajanja sredstava. Ovo im daje moć da precizno identifikuju oblasti koje zahtevaju ciljane intervencije održavanja, obezbeđujući stalnu bezbednost i funkcionalnost infrastrukture mosta.
Konačno, GSA9000 HF antena redefiniše standarde inspekcije i upravljanja infrastrukturom, nudeći sveobuhvatno rešenje za zaštitu kritične imovine.
Melco Buda kancelarija u Beogradu:
Jurija Gagarina 257/II sprat/12
11070 Novi Beograd
tel: 011/627-74-10
mob: 065/8003370
065/3119422
Melco Buda kancelarija u Despotovcu:
Saveza Boraca br.7,
35213 Despotovac, Srbija
tel: 035/612 916
faks:035/613 319
mob: 063/8003370
e mail: office@melcobuda.co.rs
office@kyoritsu-instrumenti.com
budimir.melcobuda@gmail.com
office-beograd@melcobuda.co.rs
www.melcobuda.co.rs
www.kyoritsu-instrumenti.com
www.termovizija.com
www.hioki-instrumenti.com
