De nombreuses régions du monde, en particulier les terres formées dans les régions tropicales du monde, sont recouvertes de calcaire (figure 1). Le calcaire est une roche sédimentaire carbonatée qui se compose souvent des corps de carbonate de calcium de trillions de créatures marines, comme le corail et les coquillages, cimentés ensemble pour former de la roche.
Le carbonate de calcium est soluble dans l'eau, ce qui signifie qu'il se dissout dans l'eau; pas un niveau élevé de solubilité comme le sel, mais suffisamment pour que, à mesure que l'eau se déplace à travers le calcaire sur des centaines ou des milliers d'années, la roche calcaire puisse se dissoudre lentement et des cavités se forment à l'intérieur. Pour les zones avec un substrat rocheux calcaire, comme la Floride aux États-Unis, cela peut causer des problèmes importants lorsque les humains construisent une structure en surface. Les reportages nous montrent les résultats: des gouffres s'ouvrant soudainement et avalant des bâtiments, des routes, des voitures et, tragiquement, même des gens.
Le GPR a été utilisé avec succès pour trouver des cavités souterraines, grandes et petites, depuis des décennies. Le spectre va de l'utilisation de GPR à haute fréquence centrale (1000 MHz) pour trouver des vides de quelques pouces de profondeur sous le béton de la dalle sur sol dans les entrepôts et les usines, à l'utilisation de fréquences centrales moyennes (200 à 500 MHz) pour trouver des vides plus grands sous les routes et pistes, et aussi, à l'utilisation de GPR à basse fréquence centrale (12.5 à 100 MHz) pour trouver de grandes grottes pour levés géotechniques et la recherche géologique. Dans tous les cas, la physique est la même; la transition d'un matériau tel que la roche, le béton ou l'asphalte à l'air ou à l'eau dans le vide se traduit par une limite très réfléchissante pour les signaux GPR à partir desquels se refléter.
Cette étude de cas présente une enquête GPR collectée sur une île des Caraïbes où une grande centrale électrique devait être construite. Avant le début du projet, les ingénieurs géotechniciens voulaient trouver les cavités qui pourraient perturber la construction. Forrest Environmental de Virginie, États-Unis, a été mandaté pour étudier un site avec un système pulseEKKO® utilisant des antennes à fréquence centrale de 100 MHz et l'Ultra Receiver. Le site avait été suffisamment aplati pour permettre aux données d'être rapidement collectées à l'aide d'une configuration SmartCart (Figure 2). Le système comprenait un GPS pour le positionnement des données.
Plusieurs sondages en grille ont été recueillis sur le site. La grille 1 se compose de 31 lignes parallèles, chacune d'environ 30 m de long et espacées de 1 m. La longueur totale de la ligne pour la grille est de 930 m.
Au cours de la collecte des données, un réflecteur solide et spatialement limité ainsi que de nombreux réflecteurs plus petits étaient visibles sur de nombreuses lignes de la grille GPR, soupçonnées d'être le sommet des cavités (Figure 3).
Une fois la collecte des données de grille GPR terminée, les données ont été transférées vers un ordinateur et le module SliceView, qui fait partie du logiciel d'analyse EKKO_Project ™ GPR, a été utilisé pour traiter les données de grille en tranches de profondeur; chaque tranche a une épaisseur de 25 cm, l'épaisseur par défaut pour les données de fréquence centrale de 100 MHz. Découpant les données vers le bas, le réflecteur puissant couvre une zone bien définie, à une profondeur d'environ 2.25 m, augmentant ainsi la confiance que le réflecteur provenait du sommet d'une cavité (figure 4).
Sur la base des cartes GPR, les ingénieurs géotechniciens du projet ont décidé de creuser pour confirmer que le réflecteur puissant était une cavité (Figure 5).
À la suite de l'enquête réussie GPR pour identifier les cavités avant le début de la construction, les ingénieurs du site ont pu planifier la construction autour des cavités et en remplir d'autres pour que le projet se déroule en toute sécurité, économisant du temps et de l'argent dans le processus en évitant les surprises. et des ordres de modification techniques coûteux.
Histoire avec l'aimable autorisation d'Andy Forrest, Forrest Environmental Inc basée en Virginie, USA.
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